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一、 铝的基础知识——轻金属(密度小于4g/cm3)


元素符号:Al 元素中文名称:铝


密度:2.702 熔点:660.37 沸点:2467


声音在铝中的传播速率:5000(m/S) 颜色:银白色


铝在地壳中的含量相当高,在7%以上,仅次于氧和硅,居第三位。


铝是第二大金属,产量和用量仅次于钢铁,1956年铝产量开始超过铜而跃居有色金属的。


二、铝的特性


铝是轻金属、性质非常活泼、熔点低,所以在干燥空气中铝的表面立即形成厚度约50纳米(一纳米等于十亿分之一米)的致密氧化膜,使铝不会进一步氧化并且能耐水,但铝的粉末与空气混合则极易燃烧,熔融的铝能与水猛烈反应,高温下能将许多金属氧化物还原为相应的金属,铝是两性的,即易溶于强碱,也能溶于稀酸。


纯铝很软,强度不大,有着良好的延展性,可拉成细丝和轧成箔片,大量用于制造电线、电缆、无线电工业以及包装业。它的导电能力约为铜的三分之二,但由于其密度仅为铜的三分之一,因而将等质量和等长度的铝线和铜线相比,铝的导电能力约为铜的二倍,且价格较铜低,所以野外高压线多由铝做成,不但节约了大量成本,又缓解了铜材的紧张。


综上所述,我们可以大致的了解铝的一些基本特性:


1、 导热性


铝的热导率很高,导热能力虽然比铜要小,但却比铁大三倍。铜的导热性虽然佳,但用作导热材料价格也比铝贵许多。因此铝是制造散热器、热交换器、蒸发器、加热电器、炊事用具的材料。


2、 导电性


铝的电导率在金属中仅次于银和铜。导电率约为铜的三分之二,但由于其密度仅为铜的三分之一,因此用于导电材料时,铝的性价比优于铜,所以被电力工业和电子工业当作材料。目前具有高电阻率的一些特定铝合金也已经研制成功,这些合金可用于高转矩的电动机中。


3、 延展性


纯铝很软,其良好的延展性仅次于金和银,在100 ℃~150 ℃时可制成薄于0.01 mm的薄片,可拉成细丝和轧成箔片,具有良好的可机加工性,大量用于制造机器设备、冲压各种零件、生产电线电缆和电子业以及包装业。


4、材质轻


铝的密度是2.702,约为钢、铜密度的1/3左右。由于铝的材质轻,因此常用于制造飞机、火箭、飞船、汽车、火车、地铁、船舶等陆海空交通工具,以减轻自重增加装载量。例如,一架超音速飞机约由70%的铝及其合金构成,每枚导弹的用铝量约占总重量的10%~15%,德、美等国已生产出了全铝汽车。


5、耐腐蚀


铝的表面因有致密的氧化物保护膜,不易受到腐蚀,是不生锈的金属。在大多数环境条件下,包括在空气、水(或盐水)、石油化学和很多化学体系中,铝能显示优良的抗腐蚀性。因此,铝常用于防腐要求较高的领域,如用来制造化学反应器、医疗器械、冷冻装置、石油精炼装置、液态天然气的输送管道等。铝具有的回收性,再生铝的特性与原生铝几乎没有差别。这使铝成为发展循环经济、建设节约型社会不可或缺的“绿色”环保型材料。


6、反射性强


铝的表面具有高度的反射性,反射紫外线的能力比银还强,而且铝愈纯,其反射能力愈好,辐射能、可见光、辐射热和电波都能有效地被铝反射,特别是抛光后的铝在很宽波长范围内具有优良的反射性,因而常用来制造高质量的反射镜。


7、性能可变


在铝中添加某些金属,便可大大改善铝的性能。如在铝中加入少量铜,可制得坚韧且耐腐蚀的铝铜合金,硬度与低碳钢接近,且有着不易变暗的金属光泽,常用于制造珠宝饰物、酸洗设备和其它与稀硫酸、盐酸和氢氟酸接触的设备以及建筑工业中。在铝中加入镁,便制得铝镁合金,其硬度比纯的镁和铝都大许多,而且保留了其质轻的了特点,常用于制造飞机的机身,火箭的箭体,制造门窗、美化居室环境,制造船舶;在铝里添加其它金属成份,可以变成各种各样的铝合金,有些铝合金在强度上甚至超过钢材。


8、抗磁化


铝是非铁磁性的,这对电气工业和电子工业而言是一个极其重要的特性。


9、外观美


铝的自然表面状态具有宜人的外观。它柔软、有光泽,而且为了美观,还可着色或染上纹理图案。在现代生活中,铝已经广泛地应用在建筑行业和日用百货中。


10、阻燃性


铝是不能自燃的,这对涉及装卸或接触易燃易爆材料的应用来说是十分重要的。


11、毒副作用小


铝的毒性非常微小,通常用于制造盛食品和饮料的容器。近年来,铝箔在香烟、药品、食品的包装方面应用越来越广泛,已成为包装业的重要材料。


12、吸音效果好


铝具有良好的吸音性能,根据这一特点,一些广播室、现代化大建筑内的天花板等都可以采用铝。


三、铝产品分类


<一>、纯铝产品——冶炼品


1、纯铝(铝的含量99.93%-99.999%)


2、工业高纯铝(铝的含量99.85%-99.90%)


3、工业纯铝(铝的含量98.0%-99.7%)


<二>、压力加工铝合金


1、防锈(LF)2、硬质(LY) 3、锻造(LD) 4、超硬(LC) 5、包覆(LB)6、特殊(LT) 7、钎焊(LQ)


<三>、铝材(铝和铝合金经加工成形状的材料统称铝材)


1、板 2、带 3、箔 4、管 5、棒 6、线 7、型


<四>、铸造铝合金(铸造铝合金(ZL)按成分中铝以外的主要元素分)


1、铸造硅铝合金——100(代号)


2、铸造铜铝合金——200(代号)


3、铸造镁铝合金——300(代号)


4、铸造锌铝合金——400(代号)


四、铝的应用


铝作为节能、降耗的环保材料,无论应用范围还是用量都在进一步扩大,尤其是在建筑业、交通运输业、包装业,这三大行业的铝消费一般占当年铝总消费量的60%左右。


1、 电线、电缆


  在各种常用的金属中,铝的密度小,导电性很好;铝的电导率相当于国际标准铜的 62~65%,约为银的一半,如果就相等的重量而言,铝的导电能力超过这两种金属。


2、日常生活用具


  铝在低温下不变脆。在空气中铝的表面上生成一层致密而坚硬的氧化铝薄膜,成为铝的天然保护层,因而铝有良好的抗腐蚀能力。此外,还可以用阳极氧化或电镀的方法,在铝材和铝制品表面生成色彩鲜艳的表层。


3、包装材料


 铝的表面也可电镀其他金属。铝和多种铝合金有很好的延展性,可以进行各种塑性加工,制成铝丝、铝箔和铝材,各类软包装用铝箔、全铝易拉罐、各类瓶盖及易拉盖、药用包装等。


4、汽车、航空航天


铝合金比重轻,比强度接近合金钢,比刚度超过钢,塑性好,铸造和可切削性也较好,适宜制造重量轻的结构部件,因此成为航空工业不可缺少的材料,


5、 建筑业


由于铝在空气中的稳定性和阳极处理后的外观,使铝在建筑业上被越来越多地广泛应用,特别是在铝合金门窗、铝塑管、装饰板、铝板幕墙等方面的应用。


6、其它领域


电子电气、家用电器(冰箱、空调)、日用五金等方面的使用量和使用前景越来越广阔。


7、还原剂


铝在高温时的还原性,可以用于冶炼高熔点的金属。


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