Алюміній

**Періодична система елементів**
Алюміній (Al)
Атомний номер	13
Зовнішній вигляд; простої речовини	м'який, легкий,; сріблясто-білий метал
	Властивості атома
Атомна маса; (молярна маса)	26.981539 а.о.м. (г/моль)
Радіус атома	143 пм
Енергія йонізації; (перший електрон)	577.2(5.98) кДж/моль (еВ)
Електронна конфігурація	[Ne] 3s2 3p1
	Хімічні властивості
Ковалентний радіус	118 пм
Радіус йона	51 (+3e) пм
Електронегативність; (за Полінгом)	1.61
	Електродний потенціал
Ступені окиснення	3
	Термодинамічні властивості
Густина	2.6989 г/см³
Питома теплоємність	0.900 Дж/(K моль)
Теплопровідність	237 Вт/(м К)
Температура плавлення	933.5 K
Теплота плавлення	10.75 кДж/моль
Температура кипіння	2740 K
Теплота випаровування	284.1 кДж/моль
Молярний об'єм	10.0 см³/моль
	Кристалічна ґратка
Структура ґратки	кубічна; гранецентрована
Період ґратки	4.050 Å
Відношення c/a	n/a
Температура Дебая	394.00 K

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Перейти до: навігація, пошук

Алюмі́ній (Al) (рос. алюминий, англ. aluminium, нім. Aluminium) — хімічний елемент III групи періодичної системи, його атомний номер 13, відносна атомна маса 26,9815. В природі існує єдиний стабільний ізотоп ²⁷Al. Третій за вмістом елемент (і найпоширеніший метал) земної кори, що становить приблизно 8% від її маси.^[1]

[ред.] Історія

Назва алюміній походить від слова alumen (галун), яке в свою черу виникло по Ісідору (VII ст. до н. е.), в зв'язку з застосуванням цієї речовини в якості протрави для фарбування: «Alumen vocatur a lumin e, quod lumen coloribus praestat tingendis»^[2]. Пліній описує галуни і їх затосування і знаходить згадку про них ще в Геродота (V ст. до н. е.) під назвою σττπτηρία. Однак в той час галуни (тобто KAl(SO₄)₂·12H₂O) не відрізняли від сполук, діючих аналогічно їм, наприклад залізного купоросу. В чистому вигляді галуни були отримані, очевидно, алхіміками. Земля, яка була в основі галунів, тобто оксид алюмінію, була вперше отримана в 1754 році Маргграфом, і пізніше отримала назву глинозем.

Гемфрі Деві в 1808 році визначив існування металу основи галунів, і назвав його алюміум, а пізніше алюмінум. Протягом 1808-1810 років він намагався електролітично виділити цей метал з глинозему, проте це йому не вдалось.

Вперше отримати металевий алюміній вдалося датському фізику Гансу Крістіану Ерстеду в 1825 році, термічним відновленням безводного хлориду алюмінію амальгамою калію.

Цей спосіб був вдосконалений Фрідріхом Веллером, який замість амальгами застосував чистий калій в 1827 році. Веллеру також належить перший приблизно точний опис властивостей металу.

У 1854 році Анрі Сент-Клер Девіль вдосконалив метод Веллера і налагодив промислове виробництво алюмінію.Девіль в процесі отримання алюмінію замінив калій дешевшим натрієм, а також хлорид алюмінію сумішшю AlCl₃ з NaCl, за рахунок чого компоненти суміші знаходились в розплавленому стані. Досліди на заводі Жавеля завершились успішно і 18 липня 1855 року були отримані перші злитки металу масою 6-8 кг, які і були показані на Всесвітній виставці в Парижі.^[3]

В 1865 році російський вчений Микола Бекетов застосував реакцію взаємодії між кріолітом і магнієм для отримання алюмінію. Його спосіб мало чим відрізнявся від способа Девілля, але був простішим. В німецькому місті Гмелінгемі в 1885 році був збудований завод, який працював за методом Бекетова, де за п'ять років було отримано 58 т алюмінію - більше 1/4 всього світового виробництва алюмінію протягом 1854-1890 років^[4].

Добування алюмінію хімічним способом не могло забезпечити промисловість дешевим металом, тому дослідникам довелось шукати інших способів виробництва алюмінію.

Ще в 1854 році Бунзену вдалось отримати алюміній електролітичним шляхом,а саме електролізом подвійного хлориду натрію і алюмінію.

В 1886 році Пауль Еру в Франції і Чарльз Холл в США майже одночасно, незалежно один від одного запропонували добувати алюміній електролізом глинозему, розплавленного в кріоліті, чим започаткували сучасний спосіб добування алюмінію.

[ред.] Поширення в природі

Детальніше у статтях Ресурси і запаси алюмінію та Алюмінієві руди

Алюміній по розповсюдженні в земній корі займає третє місце. Його вміст в літосфері згідно А. П. Виноградова 8,80%. Глобальні запаси алюмінію на Землі (в межах ноосфери) складають 1,2·10⁹ т (2000 р.), термін їх вичерпання за прогнозами Римського клубу — 55 років.

В природі зустрічається винятково у вигляді сполук, входить до складу 270 мінералів. Найбільш розповсюдженими з них є подвійні силікати (польові шпати, слюди та ін.) і продукти їх вивітрювання - глини. З подвійних силікатів найважливіші: калієвий польовий шпат або ортоклаз K[AlSi₃O₈], натрієвий польовий шпат або альбіт Na[AlSi₃O₈], кальцієвий польовий шпат або анортит Ca[Al₂Si₂O₈], плагіоклаз (ізоморфні суміші кальцієвого і натрієвого польового шпату: олігоклаз, андезін, лабрадорит); слюди: біотит, мусковіт, цінвальдит і лепідоліт. Близькі до польових шпатів нефелін Na[AlSiO₄] і лейцит K[AlSi₂O₆]. Відомі подвійні силікати кальцію і алюмінію - цоїзит, ерідот і везувіан, подвійний силікат магнію і алюмінію - кордієрит. Силікат алюмінію Al₂SiO₅ зустрічається у вигляді сінералів: кіаніту, сілліманіту і андалузиту. З алюмосилікатів, що містять флуор можна відмітити топаз Al₂(OH, F)₂[SiO₄].

Оксид алюмінію зустрічається у вигляді корунду і наждаку. Найважливіше джерело добування алюмінію - боксит - складається з мінералів беміту і діаспору AlOOH і гідраргілліту (гіббсіту) Al(OH)₃ (найбільші родовища в Австралії, Бразилії, Гвінеї, Ямайці). Важливим мінералом алюмінію є також кріоліт Na₃AlF₆.

[ред.] Фізичні властивості

Алюміній — сріблясто-білий легкий метал, добрий провідник тепла і електрики, пластичний, легко піддається механічній обробці.

Кристалічна структура і атомний радіус

Алюміній має кубічну гранецентровану кристалічну ґратку. Найближча відстань між двома атомами становить 2,863Å. Прийнятий період кристалічної ґратки алюмінію a = 4.0414 Å при кімнатній температурі^[5]. Кристалічна ґратка стабільна при температурах від 4К і до температури плавлення 933К.

Атомний радіус алюмінію визначений як половина між найближчими атомами-сусідами в кристалічній структурі і рівний 1,43ÅВ кристалічній структурі алюмінію металічний зв'язок.

Густина

Теоретична густина алюмінію обрахована по параметрам його кристалічної гратки рівна 2,69872 г/см³. Експериментальні дані густини для полікристалічного алюмінію 99,996% чистоти становлять 2,6989 (при 20 °C) г/см³, а для монокристалів - на 0,34% вище.

Так, густина розплавленого алюмінію чистотою 99,996% на 6,6% менше, ніж у твердого металу, і при температурі 973 К складає 2357 кг/м³ і майже лінійно знижується до 2304 кг/м³ при температурі 1173 К.

Термічне розширення

Коефіцієнт термічного розширення α відпаленого алюмінію чистотою 99,99% при температурі 293 К складає 23·10⁻⁶ і практично лінійно зростає до 37,3·10⁻⁶ К⁻¹ при температурі 900 К.

Теплопровідність

Теплопровідність повністю відпаленого алюмінію в твердому стані знижується по мірі росту температури від 2,37 (298 К) до 2,08 Вт·см⁻¹·К⁻¹ (933,5 К) і при температурах вище 100 К вона малочутлива до чистоти металу.

При нагріванні алюмінію і переході його з твердого стану в рідкий у нього різко зменшується теплопровідність: з 2,08 до 0,907 Вт·см⁻¹·К⁻¹, а далі по мірі росту температури вона збільшується і при температурі 1000 °C складає вже 1,01 Вт·см⁻¹·К⁻¹.

Електропровідність

Питомий опір алюмінію високої чистоти (99,99%) при температурі 20 °C складає 2,6548·10⁻⁸. Провідність алюмінію сильно залежить від його чистоти, причому вплив різних домішок залежить не тільки від концентрації цієї домішки, а й від того чи вона знаходиться в твердому розчині чи поза ним. Найбільш сильно підвищують опір алюмінію домішки хрому, літію, мангану, магнію, титану і ванадію. Питомий опір ρ (мкОм·м) відпаленого алюмінієвого дротика в залежності від вмісту домішок (%) можна приблизно визначити по наступній формулі:

ρ = 0,0264 + 0,007Si + 0,0007Fe + 0,04(Ti + V + Cr +Mn)

При температурі 1,175 ± 0,001 К алюміній переходить в надпровідний стан.

Питомий опір алюмінію при переході з твердого стану в рідкий стрибком зростає з 11 до 24 МкОм·см.

Плавлення і кристалізація

Температура плавлення алюмінію дуже чутлива до чистоти металу і для високочистого алюмінію (99,996%) становить 933,4 К (660,3 °C), а температура початку кристалізації алюмінію по Міжнародній шкалі температур (1968 р.) вважається рівною 660,37 °C і використовується протягом десятків років для калібрування термопар. Підвищення зовнішнього тиску збільшує температуру плавлення алюмінію, і вона досягає 700 °C при тиску близько 100 МПа.

Температура кипіння алюмінію становить приблизно 2452°C, прихована теплота плавлення чистого алюмінію - 397 Дж·г⁻¹, а прихована теплота випаровування 9462Дж·г⁻¹.

Питома теплоємність С_р алюмінію при 0 °C становить 0,90 Дж·г⁻¹·К⁻¹, зі збільшенням температури воні зростає і визначається рівнянням:

С_р = С₀ + bT,

де С₀ - теплоємість при температурі 0 °C; b = 2,96·10⁻³; T - температура, К.

Поверхневий натяг

Поверхневий натяг σ має максимальне значення при температурі плавлення і з ростом температури він знижується:

σ = 868 - 0,152(t - t_п),

де σ - поверхневий натяг, Н/м; t - температура, °C; t_п - температура плавлення алюмінію, °C.

В'язкість

В'язкість алюмінію при температурі плавлення становить 0,012 Па·с і збільшується при наявності навіть невеликого вмісту твердих включень, наприклад, оксиду алюмінію і нерозчинних домішок. З ростом температури в'язкість знижується. Легуючі добавки Ti, Fe, Cu збільшують, а Si і Mg знижують в'язкість сплаву.

Термодинамічні властивості

Основні термодинамічні властивості алюмінію в рідкому і твердому станах наведені в таблиці (температура в Кельвінах, теплоємність, ентропія і ентальпія в Дж·моль⁻¹·К⁻¹).

Термодинамічні характеристики алюмінію
Температура T	Теплоємність C_p	Ентропія S	Ентальпія H-H₂₉₈
0	0,000	0,000	-4,580
200	21,59	19,14	-2,290
400	25,64	35,68	2,550
600	28,12	46,53	7,920
800	30,64	54,96	13,790
1000	29,31	73,29	30,620
1200	29,31	78,64	36,480
1400	29,31	83,15	42,340

[ред.] Хімічні властивості

Алюміній належить до головної підгрупи третьої групи періодичної системи елементів, його порядковий номер - 13. Електронна конфігурація алюмінію - 1s²2s²2p⁶3s²3p¹. На зовнішньому енергетичному рівні знаходиться три валентних електрони, тому в хімічних сполуках алюміній зазвичай трьохвалентий. Менш характерні ступені окиснення +1 і +2, можливі тільки вище 800 °C в газовій фазі. Енергія іонізації алюмінію Al⁰ → Al⁺ → Al²⁺ → Al³⁺ відповідно дорівнює 5,984, 18,828, 28,44 еВ.

Спорідненість до електрона 0,5 еВ. Електронегативність за Полінгом 1,61, атомний радіус 0,143 нм, йонний радіус Al³⁺ (в дужках вказанні координаційні числа) 0,053 нм (4), 0,062 нм (5), 0,067 нм (6).

Алюміній — хімічно активний елемент. У електрохімічному ряді напруг він стоїть поруч з лужними і лужноземельними елементами. Його стандартний електродний потенціал рівний -1,67 В.

При звичайних умовах алюміній легко взаємодіє з киснем повітря і вкривається тонкою (2·10⁻⁵ см), але міцною оксидною плівкою Аl₂О₃, яка захищає його від дальшого окислення, обумовлюючи цим високу корозійну стійкість, надає йому матового вигляду і сіруватого кольору. Однак при вмісті в алюмінію чи навколишньому середовищі ртуті, натрію, магнію, кальцію, силіцію, міді і деяких інших елементів міцність оксидної плівки і її захисні властивості різко знижуються.

При 25 °C алюміній реагує з хлором, бромом, йодом утворюючи відповідно хлорид алюмінію AlCl₃, бромід алюмінію AlBr₃, йодид алюмінію AlI₃, при 600 °C - з фтором утворюючи фторид алюмінію AlF₃.

Порошкоподібний алюміній при температурі вище 800 °C утворює з азотом нітрид алюмінію. При взаємодії атомарного водню з парами алюмінію при -196 °C утворюється гідрид (AlH)_x (x=1, 2). Вище 200 °C алюміній реагує з сіркою даючи сульфід Al₂S₃. З фосфором при 500 °C утворює фосфід AlP. При взаємодії розплавленого алюмінію з бором утворюються бориди AlB₂, AlB₁₂. При 1200 °C алюміній реагує з вуглецем утворюючи карбід алюмінію Al₄C₃. В присутності розплавлених солей (кріоліт та ін.) ця реакція протікає при меншій температурі - 1000 °C

Вище 800 °C можуть утворюватись сполуки одновалентного алюмінію, наприклад

$\mathrm{Al_2X_3 + 4\ Al \rightarrow 3\ Al_2X \;\;(X \in \{O, S, Se\})}$

З рядом металів і неметалів алюміній утворює сплави, в яких містяться інтерметалічні сполуки - алюмініди, зазвичай досить тугоплавкі і володіють високою твердістю і жаростійкістю.

Завдяки утворенню оксидної плівки алюміній досить стійкий не тільки у відношенні повітря, а й води. З водою алюміній не взаємодіє навіть при нагріванні. Але коли оксидну плівку зруйнувати, алюміній енергійно взаємодіє з водою, витісняючи водень:

$\mathrm{2\ Al + 6\ H_2O \rightarrow 2\ Al(OH)_3 + 3\ H_2\uparrow \;}$

Алюміній має амфотерні властивості, він реагує з кислотами і лугами.

Він легко взаємодіє з розбавленими азотною і сульфатною кислотами:

$\mathrm{2\ Al + 2\ HNO_3 \rightarrow Al_2O_3 + 2\ NO\uparrow + H_2O}$

$\mathrm{2\ Al + 3\ H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3\ H_2\uparrow}$

Дуже розбавлені, а також дуже міцні HNO₃ і H₂SO₄ на алюміній майже не діють. По відношенню до ортофосфатної і оцтової кислот алюміній стійкий. Чистий метал також стійкий до хлоридної кислоти, але звичайний технічний в ній розчиняється.

У розчинах сильних лугів (NaOH, KOH) алюміній розчиняється з виділенням водню і утворенням алюмінатів:

$\mathrm{2\ Al + 2\ NaOH + 6\ H_2O \rightarrow 2\ Na[Al(OH)_4] + 3\ H_2\uparrow}$

Досить енергійно він роз'їдається також розчином NH₄OH.

[ред.] Механічні властивості

Механічні властивості алюмінію в значній мірі залежать від кількості домішок в ньому, його попередньої механічної обробки і температури. З збільшенням вмісту домішок міцнісні властивості алюмінію зростають, а пластичність зменшується, причому ці властивості проявляються навіть при невеликій зміні чистоти алюмінію від 99,5 до 99,00%. При охолодженні нижче 120 К міцнісні властивості алюмінію на відміну від більшості металів зростають, а пластичні не змінюються.

Основні механічні властивості алюмінію характеризуються наступними показниками:

модуль пружності (Юнга) E - відношення прикладеного зусилля до лінійної деформації в межах пружньої ділянки розтягу. Для алюмінію чистотою 99,25% при кімнатній температурі він дорівнює 710 МН/м², а для алюмінію чистотою 99,98% тільки 670 МН/м²;

стискуваність алюмінію характеризується зміною об'єму при високому тиску (V) до об'єму при нормальному тиску (V₀). Данні V/V₀ для алюмінію чистотою 99,999% наведені нижче:

Тиск, ·10² МПа	Об'ємний стиск V/V₀	Тиск, ·10² МПа	Об'ємний стиск V/V₀
5	0,9937	30	0,9650
10	0,9876	35	0,9597
15	0,9817	40	0,9546
20	0,9760	45	0,9497
25	0,9704

твердість за Брінелем для відпаленого алюмінію становить 170 МПа, для холоднокатанного - 270 МПа;

межа розтягу σ_р для відпаленого алюмінію становить 50 МПа, для холоднокатанного - 115 МПа;

межа міцності σ_м - напруження, відповідне найбільшому навантаженню перед руйнуванням, при кімнатній температурі для алюмінію чистотою 99,99% становить 4,5; 99,8% - 6,3; 99,7% - 6,7; 99,6% - 0,7 МН/м²;

відносне видовження характеризує пластичність алюмінію і при кімнатній температурі для відпаленого алюмінію чистотою 99,5% становить 45%, а при чистоті алюмінію 99,99% - 61%, збільшуючись при температурі 427 °C до 131%. Для холоднокатанного алюмінію відносне видовження становить 5,5% при кімнатній температурі.

[ред.] Отримання

Алюміній отримують електролізом розчину глинозему (техн. Al₂O₃) в розплавленому кріоліті Na₃[AlF₆] при 950-960 °C. Склад електроліту 75-90% за масою Na₃[AlF₆], 5-12% AlF₃, 2-10% CaF₂, 1-10% Al₂O₃, молярне відношення NaF/AlF₃ = 2,20-2,85 .

Промисловий комплекс по отриманню алюмінію включає виробництво глинозему з алюмінієвих руд, кріоліту та інших фторидів, вуглецевих анодних і футеровочних матеріалів і власне електролітичне отримання алюмінію.

Електроліз проводять в апаратах катодом в яких служить дно ванни, анодом - попередньо обпалені вугільні блоки або самообпалюючі електроди, поміщені в розплавлений електроліт. В розплаві протікають наступні реакції:

Na₃[AlF₆] ↔ 3Na⁺ + 2F^- + AlF₄^- AlF₄^- ↔ F^- + AlF₃ AlF₃ ↔ F^- + AlF₂⁺ AlF₂⁺ ↔ F^- + AlF²⁺ AlF²⁺ ↔ F^- + Al³⁺ Al₂O₃ ↔ AlO⁺ + AlO₂^-, AlO₂^- ↔ Al³⁺ + 2O^2- AlO⁺ ↔ Al³⁺ + O^2-, Al³⁺ + 3e → Al 2O^2- - 4e → O₂

Розплавлений алюміній при температурі електролізу важчий, ніж електроліт, тому накопичується на дні ванни. На аноді виділяється O₂, який взаємодіє з вуглецем анода, який вигорає, утворюючи СО та СО₂.

Густина струму на аноді 0,7-0,9 А/см², на катоді - 0,4-0,5 А/см², для різних типів електролізерів сила струму становить 100-250 кА, робоча напруга 4,2-4,5 В.

Для отримання 1 т чорнового алюмінію витрачається 14500-17500 кВт·год електроенергії, 1925-1930 кг глинозему, 500-600 кг анодного матеріалу, 50-70 кг фтористих солей. Добова продуктивність однієї ванни середньої потужності - від 550 до 1200 кг алюмінію. Алюміній відбирають з електролізера один раз на 1-2 доби.

Алюміній високої чистоти (не більше 0,05% домішок) отримують електролітичним рафінуванням чорнового алюмінію, який містить до 1% домішок. В якості електроліту найчастіше використовують розплав Na₃[AlF₆], BaCl₂ (до 60%) NaCl (до 4%). Для отримання алюмінію особливої чистоти (не більше 0,001% домішок) застосовують зонну плавку.

Алюміній розливають в злитки, які потім переробляють в листи, фольгу, профілі, дріт. Він добре зварюється, піддається куванню, штампуванню, прокатці, волочінню і пресуванню, а також обробляється методами порошкової металургії.

[ред.] Застосування

Завдяки таким властивостям, як мала густина, висока тепло- і електропровідність, висока пластичність і корозійна стійкість, достатньо високі міцністні властивості (особливо в сплавах) і багатьом іншим цінним якостям, алюміній отримав винятково широке розповсюдження в різноманітних галузях сучасної техніки і відіграє найважливішу роль серед кольорових металів. Його широкому розповсюдженню сприяє найнижча вартість серед всіх кольорових металів

Чистий алюміній застосовується у виробництві фольги, яка широко використовується для виробництва електролітичних конденсаторів і пакувальних матеріалів для харчових продуктів. Завдяки дешевизні і високій провідності, меншій густині алюміній майже повністю витіснив мідь з виробництва провідникової продукції (дроти, кабелі, шинопроводи та ін.) Також алюміній застосовують у виготовленні корпусів і охолоджувачів діодів, спеціальної хімічної апаратури.

Покриття з алюмінію наносять на стальні вироби для підвищення їх корозійної стійкості. Способи нанесення: розпилення (для захисту стальних виробів, що експлуатуються в приморських зонах, на хімічних підприємствах); занурення в розплав (для отримання алюмінованих стальних стрічок); плакіювання прокатуванням (біметалічні стрічки); вакуумне напилення (для алюмінування стрічок зі сталі, тканин, паперу і пластмас, інструментальних дзеркал); електрохімічний спосіб (для отримання матеріалів і виробів з захисно-декоративними властивостями).

[ред.] Алюміній в електротехніці

Одним з найважливіших споживачів алюмінію є електротехнічна промисловість.

Основна кількість провідникової продукції - голі, обмоткові і ізольовані проводи, кабелі в одно- і багатожилковому виконанні виробляють по двохстадійній технології: спочатку на алюмінієвих заводах з рідкого сплаву отримують заготовку діаметром 9-10 мм, а потім на кабельних заводах волочінням її доводять до потрібного діаметру.

Електрична провідність відпаленого алюмінію чистотою 99,6% складає 62% провідності відпаленої міді, межа міцності рівна 0,84-2,04 МН/м² в залежності від ступеня відпалення. При потребі вищих міцністних характеристик використовують сплави з підвищеним вмістом легуючих елементів. Для високовольтних ліній електропередачі використовують алюмінієві проводи, зміцнені стальним дротом чи з стальним сердечником.

Шинопроводи виробляють з різноманітних алюмінієвих сплавів чи з алюмінію марки АЕ. Перерізи шин сягають великих розмірів - їх ширина і товщина рівні відповідно 800 і 450 мм, а їх вартість складає лиш третину від вартості еквівалентних мідних шин.

Алюміній у вигляді фольги товщиною 0,00635 мм використовують в сильнострумних статичних конденсаторах для покращення коефіцієнта потужності, а також для телефонних кабелів, радіаторів для охолодження великих напівпровідникових випрямиників та в багатьох інших виробах.

[ред.] Алюміній в транспорті

[ред.] Алюміній в пакуванні

Алюмінієва фольга широко використовується для виробництва різноманітних пакувальних матеріалів. Це пакування:

харчових продуктів: молочні продукти (йогурт, плавлений сир, масло), солодощі (плитки шоколаду, морозиво, жувальна гумка), кава, чай, дитяче харчування, сухі продукти (супи, картопляне пюре)
напоїв: пиво, безалкогольні напої, соки, молоко
готових страв
корму для тварин
тютюну
фармацевтики: таблетки, мазі, трансдермальні терапевтичні системи
косметики: туби зубних паст, вологі серветки, шампуні
промислових товарів: клеї, чорнила картриджів, хімікати

[ред.] Сплави алюмінію

Детальніше у статті Сплави алюмінію

Головне застосування алюмінію — виробництво сплавів на його основі. Алюміній — основа легких сплавів. Легуючі добавки (мідь, кремній, магній, цинк, манган) вводять в алюміній головним чином для підвищення його міцності. Широко розповсюджені дуралюміни, які містять мідь та магній, силуміни, в яких основними добавками є кремній, магналій (сплав алюмінію з 9,5-11,5 % магнію). Головними перевагами всіх сплавів алюмінію є їх мала щільність (2,5-2,8 г/см³), висока міцність (в перерахунку на одиницю ваги), задовільна стійкість проти атмосферної корозії, порівняно мала вартість та легкість отримання та обробки. Алюмінієві сплави використовують в ракетній техніці, в авіа-, авто-, судно- та приладобудуванні та в багатьох інших галузях промисловості. Раніше використовували для виробництва посуду. За частотою використання сплави алюмінію займають друге місце після сталі та чавуна.

[ред.] Порошки алюмінію

Велике практичне значення мають алюмінієві порошки і частинки. Розмір частинок складає від 0,015 до 17000 мкм, а розмір порошків - від 1 до 1000 мкм. Форма може бути сферичною, в вигляді тонких лусочок і частинок неправильної форми.

Порошки виробляються за різними технологіями і відрізняються розмірами і фізико-хімічними властивостями. Отримують порошки розпиленням в струмені повітря чи води, методом відцентрового лиття, гранулюванням через вібруюче сито з наступним охолодженням водою, розмолом в мельницях, охолодженням алюмінію з газової фази та ін.

Алюмінієві порошки використовуються в металургії в якості легуючих добавок, в алюмотермії (для термітного зварювання та відновлення сполук Cr, Mn, W, Ca). Порошки застосовуються в хімічній промисловості для синтезу алюмоорганічних сполук і в якості каталізатора, а також для отримання ряду сполук алюмінію.

Алюмінієві порошки застосовують як компонент вибухових речовин, піротехнічних сумішей і твердого ракетного палива. Внаслідок реакції окиснення алюмінію виділяється велика кількість енергії, тому летучі речовини, які входять до складу ВР чи палива нагріваються до високої температури.

Алюмінієва пудра і паста використовуються як пігменти лакофарбових матеріалів. Пудра також застосовується як газоутворювач в виробництві ячеїстих бетонів.

Також з алюмінієвих порошків виготовляють різноманітні деталі методами порошкової металургії. Це дозволяє знизити відходи металу до мінімуму, а також деталі з спечених порошків мають унікальні характеристики і в ряду випадків заміняють такі метали як титан і високоміцні марки сталі.

[ред.] Біологічна роль

Алюміній входить до складу тканин тварин і рослин; в органах ссавців виявлено від 10⁻³ до 10⁻⁵% алюмінію (на сиру речовину). Алюміній накопичується в печінці, підшлунковій і щитовидній залозах. В рослинних продуктах вміст алюмінію коливається від 4 мг на 1 кг сухої речовини (картопля) до 46 мг (жовта ріпа), в продуктах тваринного походження - від 4 мг (мед) до 72 мг на 1 кг сухої речовини (яловичина). В денному раціоні людини вміст алюмінію досягає 35-40 мг. Відомі організми - концентратори алюмінію, наприклад плауни (Lycopodiaceae), які містять в золі до 5,3% алюмінію, молюски (Helix и Lithorina), в золі яких 0,2-0,8% Алюмінію.

Утворюючи нерозчинні сполуки з фосфатами, алюміній порушує живлення рослин (поглинання фосфатів коренями) і тварин (всмоктування фосфатів в кишечнику).

[ред.] Дивись також

[ред.] Посилання

↑ Bassam Z. Shakhashiri. Chemical of the Week: Aluminum. Science is Fun. Процитовано 2009-07-21.
↑ Ludwig Darmstaedter; René Du Bois-Reymond, D. Carl Schaefer. Handbuch zur geschichte der naturwissenschaften und der technik: In chronologischer darstellung, вид. 2 (1908) (нім.), 43, J. Springer.
↑ Сент-Клер-Девиль в энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона
↑ Колодин Э. А.; Свердлин В. А., Свобода Р.В.. Производство обожженных анодов алюминиевых электролизеров (1980) (рос.), 84, Москва: Металлургия.
↑ George E. Totten, D. Scott Mackenzie. Handbook of Aluminum: Physical metallurgy and processes (2003) (англ.), 38, CRC Press. ISBN 0824704940, 9780824704940.

[ред.] Джерела

Ф. А. Деркач «Хімія» Л. 1968
Мала гірнича енциклопедія: В 3-х т. / За ред. В. С. Білецького. — Донецьк: «Донбас», 2004. ISBN 966-7804-14-3

[0] Bassam Z. Shakhashiri. Chemical of the Week: Aluminum. Science is Fun. Процитовано 2009-07-21.

[1] Ludwig Darmstaedter; René Du Bois-Reymond, D. Carl Schaefer. Handbuch zur geschichte der naturwissenschaften und der technik: In chronologischer darstellung, вид. 2 (1908) (нім.), 43, J. Springer.

[2] Сент-Клер-Девиль в энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона

[3] Колодин Э. А.; Свердлин В. А., Свобода Р.В.. Производство обожженных анодов алюминиевых электролизеров (1980) (рос.), 84, Москва: Металлургия.

[4] George E. Totten, D. Scott Mackenzie. Handbook of Aluminum: Physical metallurgy and processes (2003) (англ.), 38, CRC Press. ISBN 0824704940, 9780824704940.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]