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铝的介绍

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铝的介绍

铝被称为“年轻的金属”,据世界化学史记载,金属铝是在1825年才被英国化学家戴维制得.今天,铝已经进入到了我们生活中的每一个角落。铝是一种量轻和强韧的金属。由于其性质独特,包括高耐用、防渗透、耐热、导电佳及抗腐蚀,更可100%的循环再造,所以小至灯泡,大至飞机,都能找到铝的足迹。铝是其中一种最常用的金属。以消耗量增长计算,铝远超过钢、铜及锌,并最常用于建筑及运输行业。若说铝是人类未来赖以发展的金属也不为过。



随着人口增加,自然需要更多道路、建筑,以及充足的飞机和车辆来运载日益增加的乘客,铝无拟能担此重任。此外,铝亦有助于全球提高环境安全及缓和气候变化等危机。铝的生产是现今金属和采矿行业内最环保的工序之一,而且铝能不断循环再造且不失其特性。铝更能用于生产符合能源效益的交通工具及兴建环保大楼。


巨大的资源

地壳中最丰富的元素,排列于氧和硅之后,铝土矿是唯一商业矿石用于生产铝。在未来,我们可能有更多的铝源。按照目前的铝生产,铝土矿储量将持续开采超过100年。


轻且硬

铝的密度是2.7(g/cm3)= 1 / 3低于钢的重量,由于相对密度小,因此,其铝合金材料还具有质量轻及强度高等优点,在航空及航天等领域应用非常广泛。

防火

铝在建筑和运输中都是防火的。高温熔体在660°C的熔点只会形成非常薄的薄膜且不释放任何气体。


易挤压成型

铝具有较低的熔点和韧性,容易在冷、热状态的方法形成。添加一定的合金元素后,可以获得具有良好铸造性能的铸造铝合金和具有良好塑性的变形铝合金。

热、电导体

比铜要好两倍的导体,这使得铝成为电传动系统节能的最佳选择,如传输组件、电缆等。

铝合金耐腐蚀

可以形成致密氧化层,能很好的包着金属,防止进一步的腐蚀,如果是合金,通常会利用一些原电池的技术,防止铝的腐蚀。

寿命长–低维护

铝形成保护性的氧化膜,使它具有很高的耐腐蚀性,这延长了汽车和建筑铝在生命周期减少维修的需要,减少环境影响的更换和维修。


易回收

重新熔化铝只需要很少的能量;在重熔过程中的总损失小于百分之三,铝制品和铝合金的循环率可以达到97%以上,可以说是高循环率了,因此我们应该鼓励大量使用铝制品及铝合金,因为铝几乎是一种完全可以循环的原材料。

铝建美好世界




铝的发现

1520年

德国自然科学家帕拉塞斯翻开了铝的历史篇章。他研究证实明矾(硫酸铝)是一种未知的金属氧化物。

1754年

德国化学家马格拉夫成功将“矾土”分离,这正是被后人称之为“氧化铝”的神奇物质。

1807年

英国的戴维首次将隐藏在明矾中的金属分离出来,铝开始有了自己的名字。

1825年

丹麦科学家奥斯特提炼出第一块金属铝。

1827年

德国化学家维勒设计新的提炼铝的方法,终于通过各种尝试提炼出一块致密的铝块。

1884年

美国学生霍尔和法国学生埃鲁发明冰晶石一氧化铝熔盐电解法生产电解铝,成为当今电解铝技术的鼻祖。

铝的应用

初期

19世纪中期,拿破仑三世将铝作为奢侈品,制成皇冠、餐具。

1885年,人们用100盎司(2.8公斤)的金属铝铸成华盛顿纪念碑顶石来纪念首任总统乔治?华盛顿。

20世纪初,铝被用于电线制造,该应用展现铝的导热导电、回收再生、易加工的特性。

1903年,莱特兄弟使用铝制的发动机来制造飞机,充分展示了铝质量轻、安全和耐腐蚀的特性。

中期

1964年诞生了世界上第一支全铝罐,充分展示了铝良好的延展性、循环使用、耐腐色美等特性。

20世纪90年代,铝基于轻量化、回收再生和耐久的优点成为电子产品首选材料,用来制作时尚超薄的LED电视等产品。

1994年,奥迪推出全铝车身的豪华轿车A8,全面更新车身设计理念。该应用展现铝轻量化、经济性、回收再生、时尚的特性。

1997年,德国商业银行大厦使用大量的挤压铝支架,铝广泛应用于建筑领域,充分展示了其耐腐蚀、强度高等特性。

21世纪初期,铝广泛用于航空航天领域。卫星、勘探火箭、空间站和登陆发射器中大量使用金属铝,充分展示了铝耐腐蚀、强度高等特性。

现在及未来

铝具备强度高、安全、轻量化等特性,应用于建筑或车辆,可制成铝制防弹玻璃。

铝具备耐腐蚀、质量轻、延展性好等特性,可制成电子器件、机械零件、耐磨材料、生物陶瓷(人工关节、牙齿)。

铝具备质量轻、强度高等特性,可制成泡沫,广泛应用于民用、工业、交通、航空、航天及军事国防等领域。

发现小史

Aluminium一词是从古罗马语alumen(明矾)衍生而来的。1746年德国科学家波特(J.H.Pott)用明矾制得氧化铝。1807年英国人戴维(H.Davy)试图电解熔融氧化铝得到金属。第二年戴维给预想的金属取名为alumium,后改为aluminium。1825年丹麦科学家奥斯忒(H.C.Oersted)用钾汞齐还原无水氯化铝,获得几毫克金属铝。1827年德国科学家沃勒(F.Wohler)用钾还原氧化铝得到少量金属铝。1854年法国科学家德维尔(S.C.Deville)用钠还原NaAlCl4配合盐制得铝,并建厂生产一些头盔、餐具及玩具,其价格昂贵,等同于黄金。1886年(美)霍尔(Hall)和(法)埃鲁特(Heroult)同时提出了冰晶石—氧化铝熔盐电解炼铝方法。1888年美国匹兹保建立第一家电解铝厂,铝生产进入一个新阶段。1956年世界铝产量超过铜,跃居有色金属首位。

铝的性质

铝的标准电极电势(25℃)-1.662伏,电化当量0.3356克/(安·时)。纯度为99.99%的金属铝的主要物理性质如下: 密度(20℃)为2.70g/cm3;熔点为660.1℃;沸点为2520℃;平均比热(0~100℃)为917J/kg·K;熔化热为10.47kJ/mol;汽化热为291.4 kJ/mol(估算值);热导率(0~100℃)为238W/(m·K);电阻率(20℃)为2.67μΩ/cm。

铝的资源

铝在地壳中的平均含量为7.47%,次于氧和硅居第三位。全世界已查明的铝土矿的工业储量约250亿吨,加上远景储量共约350亿吨。储量丰富和产量较大的国家有几内亚、澳大利亚、巴西、牙买加、印度等国。这些国家的铝土矿多属于高铁低硅的三水铝石型,适合于用较简单的拜耳法生产氧化铝。中国已探明的铝土矿主要分布于河南、山西、贵州、山东、广西等地,除个别地区外都为低铁高铝的一水硬铝石型。中国还有丰富的明矾石矿。浙江、安徽两省有以亿吨计的钾明矾石资源,是生产氧化铝和钾肥的原料。此外,在云南等地也发现有较丰富的霞石资源。

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