Aliuminis: jo savybės, chemija ir natūralus atsiradimas

Aliuminis arba aliuminis yra gryno metalo elementas, kurio atominis skaičius 13. Jis žinomas dėl savo tvirtumo ir lengvumo savybių, todėl šiais laikais yra labai paklausi medžiaga.

Kokie yra pagrindiniai aliuminio naudojimo būdai?

Aliuminis turi platų naudojimo spektrą, įskaitant:

• Konstrukcija: aliuminis dažniausiai naudojamas statybų pramonėje dėl savo stiprumo ir ilgaamžiškumo.
• Elektros galia: dėl didelio laidumo aliuminis naudojamas maitinimo kabeliuose ir laiduose.
• Indai ir virtuvės indai: aliuminis dažniausiai naudojamas virtuvės reikmenų, indų ir skardinių gamyboje dėl atsparumo korozijai.
• Baterijų ir žiebtuvėlių gamyba: aliuminis yra pagrindinis elementas gaminant baterijas ir žiebtuvėlius dėl savo lengvumo savybių.

Kiek aliuminio pagaminama?

Aliuminis yra labai gaminama medžiaga, kurios milijonus tonų kasmet pagamina įmonės visame pasaulyje.

Kokių formų yra aliuminis?

Aliuminis yra įvairių formų, įskaitant lakštus, plokštes, strypus ir vamzdžius. Jį taip pat galima rasti specialių formų, tokių kaip ekstruzijos ir kaltiniai.

Kokį vaidmenį aplinkoje vaidina aliuminis?

Aliuminis, palyginti su kitais metalais, daro mažesnį poveikį aplinkai, nes gali būti perdirbamas ir naudojamas pakartotinai. Dėl to tai yra įprasta medžiaga naujuose produktų asortimentuose, kuriais siekiama sumažinti atliekų kiekį ir skatinti tvarumą.

Fizinis lavinimas naudojant aliuminį

• Aliuminis yra melsvai sidabrinis metalas, kuris yra labai stabilus dėl savo atominės struktūros.
• Jo atominis skaičius yra 13 ir yra vienas iš pagrindinių Žemėje esančių elementų.
• Aliuminio atominė konfigūracija yra 2, 8, 3, tai reiškia, kad jis turi du elektronus pirmame energijos lygyje, aštuonis antrajame ir tris atokiausioje energijos lygyje.
• Tolimiausi aliuminio elektronai pasiskirsto tarp atomų, o tai prisideda prie jo metalinio sujungimo ir daro jį labai laidų.
• Aliuminis turi kubinę kristalų struktūrą, o spindulys yra maždaug 143 pm.
• Jo lydymosi temperatūra yra 660.32 ° C, o virimo temperatūra - 2519 ° C, todėl gali atlaikyti aukštą temperatūrą.
• Aliuminio tankis yra mažas, svyruoja nuo 2.63 iki 2.80 g/cm³, priklausomai nuo konkretaus lydinio.
• Aliuminis yra beveik toks pat kalusis kaip auksas ir yra antras labiausiai kalus metalas po sidabro.
• Jis taip pat yra labai lankstus, tai reiškia, kad jį galima sutraukti į plonus laidus nesulaužant.
• Palyginti su kitais metalais, aliuminis turi palyginti mažą svorį, jo masė svyruoja nuo 26.98 iki 28.08 g/mol, priklausomai nuo izotopo.

Fizinės charakteristikos

• Aliuminis yra įprastas elementas, randamas žemės plutoje, kur jis paprastai yra boksito pavidalu.
• Jis gaunamas boksitą sujungiant su natrio hidroksidu ir elektrolizuojant gautą mišinį.
• Grynas aliuminis yra šiek tiek melsvai baltas metalas, kuris yra labai poliruotas ir turi nedidelį blizgesį.
• Aliuminis yra labai atsparus korozijai, todėl tinka įvairiems darbams, kai jis bus veikiamas elementų.
• Jis pasižymi dideliu šilumos laidumu, todėl gali greitai ir efektyviai perduoti šilumą.
• Aliuminis taip pat yra netoksiškas, nemagnetinis ir nekibirkščiuojantis, todėl jis yra labai universali medžiaga.
• Priklausomai nuo lydinio, aliuminis gali būti nuo minkšto ir kaliojo iki kieto ir tvirto.
• Aliuminis puikiai tinka lieti, apdirbti ir formuoti, todėl yra populiarus pasirinkimas įvairioms reikmėms.
• Bėgant metams aliuminis tapo vis svarbesne medžiaga dėl savo fizinių savybių ir lengvumo jį gaminti bei tobulinti.
• Remiantis periodine lentele, aliuminis yra vidutinio dydžio elementas, kuris yra labai stabilus dėl savo elektronų konfigūracijos ir surišimo savybių.
• Aliuminio jonizacijos energija yra gana didelė, o tai reiškia, kad norint pašalinti elektroną iš aliuminio atomo ar jono, reikia daug energijos.
• Aliuminis gali sudaryti daugybę įvairių izotopų, nuo 21Al iki 43Al, kurių energija svyruoja nuo 0.05 MeV iki 9.6 MeV.
• Dėl fizinių aliuminio savybių jis yra labai universali medžiaga, tinkanti įvairiems tikslams – nuo ​​statybos ir transportavimo iki elektronikos ir pakavimo.

Aliuminis: chemija už metalo

• Aliuminį 1825 metais atrado danų chemikas Hansas Christianas Oerstedas.
• Tai po pereinamojo laikotarpio metalas, kurio simbolis Al ir atominis skaičius 13.
• Aliuminis yra kietas kambario temperatūroje ir jo valentingumas yra trys.
• Jis turi mažą atominį spindulį ir labai elektronegatyvus, todėl jis stipriai jungiasi su kitais elementais, sudarydamas junginius.
• Aliuminio savybės yra geras elektros ir šilumos laidininkas, mažas tankis ir atsparumas korozijai.
• Jis būtinas šiuolaikiniam gyvenimui ir plačiai naudojamas statyboje, transporte ir pakuojant.

Aliuminio gamyba ir rafinavimas

• Aliuminis gaminamas naudojant Hall-Héroult procesą, kurio metu elektrolizė yra aliuminio oksidas (Al2O3) išlydytame kriolite (Na3AlF6).
• Šis procesas yra daug energijos reikalaujantis ir brangus, tačiau aliuminis yra plačiai prieinamas ir patogus naudoti.
• Galimybė gaminti aliuminį dideliais kiekiais ir palyginti mažomis sąnaudomis padarė jį įprastu metalu šiuolaikinėje visuomenėje.
• Rafinavimo procesas apima kitų metalų, tokių kaip magnis, pridėjimą, kad būtų pagaminti lydiniai, turintys specifinių savybių.

Aliuminis gamtoje ir jo vandeninė chemija

• Aliuminis yra labiausiai paplitęs metalas Žemės plutoje, tačiau jo gryna forma nėra.
• Jis dažniausiai randamas mineraluose, tokiuose kaip boksitas ir molis.
• Aliuminio hidroksidas (Al(OH)3) yra įprastas junginys, kuris susidaro, kai aliuminis reaguoja su vandeniniais tirpalais, tokiais kaip kalio hidroksidas (KOH).
• Esant vandeniui, aliuminis ant jo paviršiaus sudaro ploną oksido sluoksnį, kuris apsaugo jį nuo tolesnės korozijos.

Aliuminio naudojimas ir pritaikymas

• Dėl savo savybių, įskaitant lengvumą, tvirtumą ir lengvą darbą, aliuminis gali būti plačiai naudojamas.
• Jis dažniausiai naudojamas statybose, transporte, pakuojant ir elektronikoje.
• Aliuminis tinka ploniems gabalams, pavyzdžiui, folijai, ir dideliems gabalams, pavyzdžiui, pastatų rėmams, gaminti.
• Galimybė maišyti aliuminį su kitais metalais leidžia gaminti lydinius, pasižyminčius specifinėmis savybėmis, tokiomis kaip stiprumas ir atsparumas korozijai.
• Aliuminio strypai dėl gero laidumo dažniausiai naudojami elektros instaliacijoje.

Aliuminio kilmė: kaip tai vyksta natūraliai

• Aliuminis yra trečias pagal gausumą elementas Žemės plutoje, sudaro apie 8% jos svorio.
• Tai santykinai mažo atominio skaičiaus elementas, kurio simbolis Al ir atominis skaičius 13.
• Aliuminis gamtoje randamas ne gryna forma, o kartu su kitais elementais ir junginiais.
• Jis randamas įvairiuose mineraluose, įskaitant silikatus ir oksidus, taip pat boksito, hidratuotų aliuminio oksidų mišinio, pavidalu.
• Boksitas yra pagrindinis aliuminio šaltinis ir dideliais kiekiais randama tam tikrose šalyse, įskaitant Australiją, Gvinėją ir Braziliją.
• Aliuminio taip pat yra magminėse uolienose kaip aliumosilikatai lauko špatuose, lauko špatuose ir žėrutėse, o iš jų gaunamoje dirvoje – kaip molis.
• Toliau veikiant oro sąlygoms, jis atrodo kaip boksitas ir geležies turtingas lateritas.

Mokslas už aliuminio formavimosi

• Aliuminis susidaro žvaigždžių branduolyje vykstant sintezės reakcijoms ir išmetamas į erdvę, kai šios žvaigždės sprogsta kaip supernovos.
• Jis taip pat gali būti gaminamas nedideliais kiekiais deginant tam tikras medžiagas, tokias kaip magnis, esant deguoniui.
• Aliuminis yra stabilus elementas ir nėra lengvai suskaidomas ar sunaikinamas cheminių reakcijų metu.
• Jis yra ypač tvirtas ir lengvas, todėl yra vertinga medžiaga įvairioms reikmėms.

Įvairios aliuminio formos gamtoje

• Aliuminis gali būti įvairių formų, priklausomai nuo sąlygų, kuriomis jis randamas.
• Metalinės formos aliuminis yra stipri, plastiška ir kali medžiaga, dažniausiai naudojama gaminant įvairius gaminius.
• Jis taip pat gali egzistuoti junginių, tokių kaip aliuminio oksidas (Al2O3), kuris paprastai žinomas kaip korundas arba rubinas, pavidalu.
• Natūralus aliuminis, kuriame elementas randamas gryna forma, yra labai retas ir randamas tik keliose pasaulio vietose, įskaitant Pietų Ameriką ir Grenlandiją.
• Aliuminis taip pat gali būti sujungtas su kitais elementais, tokiais kaip vandenilis ir deguonis, kad susidarytų junginiai, tokie kaip aliuminio hidroksidas (Al(OH)3) ir aliuminio oksidas (Al2O3).

Nuo kasybos iki gamybos: aliuminio gamybos kelionė

• Boksitas yra pagrindinė aliuminio gamyboje naudojama medžiaga
• Jo gausu atogrąžų ir subtropikų srityse, ypač Pietų Amerikoje, Afrikoje ir Australijoje
• Boksitas yra nuosėdinė uoliena, sudaryta iš mineralų mišinio, įskaitant aliuminio hidroksidą, geležies oksidą ir silicio dioksidą.
• Norėdami išgauti boksitą, ekspertai naudoja sprogdinimo metodą, kuris apima sprogmenų naudojimą, kad pašalintų viršutinį dirvožemio sluoksnį ir žemę, kad būtų galima pasiekti turtingas nuosėdas, esančias apačioje.
• Tada iškastas boksitas saugomas ir vežamas į perdirbimo įrenginį

Boksito rafinavimas aliuminio oksidui gauti

• Valymo procesas prasideda boksito valymu, kad būtų pašalintos bet kokios priemaišos, pvz., molis ir geležies bei kitų sunkiųjų metalų pėdsakai.
• Tada išvalytas boksitas susmulkinamas į mažus gabalėlius ir išdžiovinamas, kad susidarytų sausi milteliai
• Šie milteliai dedami į didelę talpyklą, kur sumaišomi su tam tikros rūšies kaustine soda ir kaitinami esant slėgiui
• Dėl susidariusios cheminės reakcijos susidaro medžiaga, vadinama aliuminio oksidu, kuri yra balta, miltelių pavidalo medžiaga
• Tada aliuminio oksidas saugomas ir vežamas į lydyklą tolesniam perdirbimui

Aliuminio lydymas aliuminiui gaminti

• Lydymo procesas apima aliuminio oksido pavertimą aliuminio metalu
• Dabartinis metodas, naudojamas daugumoje šalių, apima Hall-Heroult procesą, kurį sudaro du pagrindiniai etapai: aliuminio oksido redukcija į aliuminio oksidą ir aliuminio oksido elektrolizė, siekiant gauti aliuminio metalą.
• Aliuminio oksido redukavimas į aliuminio oksidą apima aliuminio oksido kaitinimą reduktoriumi, pvz., anglimi, kad būtų pašalintas deguonis ir susidarytų aliuminio oksidas.
• Tada aliuminio oksidas ištirpinamas išlydytame elektrolite ir veikiamas elektros srove, kad susidarytų aliuminio metalas
• Lydymo procesas reikalauja daug energijos ir dažniausiai yra šalia pigios elektros energijos šaltinių, tokių kaip hidroelektrinės.
• Lydymo proceso rezultatas – aukštos kokybės aliuminio gaminiai, naudojami įvairiose pramonės šakose, įskaitant statybą, transportavimą ir pakavimą.

Aliuminis: universalus metalas įvairioms reikmėms

Aliuminis yra plačiai naudojamas metalas, kurį galima pritaikyti įvairiose pramonės šakose. Tai lengva, tvirta ir patvari medžiaga, su kuria lengva dirbti, todėl tai yra populiarus pasirinkimas daugeliui programų. Šiame skyriuje išnagrinėsime įvairius aliuminio pritaikymo būdus ir savybes, dėl kurių jis yra tokia universali medžiaga.

Taikymas statybose ir statyboje

Aliuminis yra populiarus pasirinkimas statyboms ir statyboms dėl savo lengvumo ir atsparių korozijai savybių. Kai kurie pagrindiniai aliuminio panaudojimo būdai pastatuose ir statybose yra šie:

• Stogo dangos, fasadai
• Langai, durys ir vitrinos
• Architektūrinė įranga ir baliustrados
• Latakų ir drenažo sistemos
• Pakopos ir pramoninės grindys

Aliuminis taip pat dažnai naudojamas statant sporto objektus, pavyzdžiui, stadionus ir arenas, dėl savo lengvumo ir ilgaamžiškumo.

Taikymas gamyboje ir pramonėje

Aliuminis dėl savo mechaninių ir cheminių savybių plačiai naudojamas gamybos ir pramonės sektoriuose. Kai kurios iš pagrindinių aliuminio panaudojimo gamyboje ir pramonėje yra:

• Elektros perdavimo linijos ir komponentai
• Gėrimų ir maisto skardinių gamyba
• Indai ir maisto gaminimo įranga
• Komponentai transporto pramonei, įskaitant geležinkelius ir automobilius
• Lydiniai įvairiems pramoniniams tikslams, įskaitant katalizatorius ir korozijai atsparias medžiagas

How to strip wire fast

Share

Watch on

Aliuminis taip pat dažnai naudojamas kaip folija pakavimui ir izoliacijai dėl savo gebėjimo konvertuoti šilumą ir atsparumo vandeniui bei džiūvimui.

Aliuminio lydiniai ir jų pritaikymas

Aliuminio lydiniai gaminami naudojant legiravimo priemones, tokias kaip varis, cinkas ir silicis, siekiant pagerinti metalo mechanines ir chemines savybes. Kai kurie iš labiausiai paplitusių aliuminio lydinių ir jų pritaikymo būdų yra šie:

• Kaltiniai lydiniai- naudojami įvairių komponentų gamyboje dėl didelio stiprumo ir gero formavimo
• Lieti lydiniai – naudojami sudėtingų komponentų gamyboje dėl jų gebėjimo išlieti į sudėtingas formas
• Kynal – lydinių šeima, kurią sukūrė British Imperial Chemical Industries, kuri plačiai naudojama elektros perdavimo linijų ir komponentų gamyboje.

Pasaulinė aliuminio rinka

Aliuminis yra vienas plačiausiai naudojamų metalų pasaulyje, jį galima pritaikyti įvairiose pramonės šakose. Pasaulinė aliuminio rinka yra reikšminga, o didžioji aliuminio produkcijos dalis yra iš Kinijos, po jos seka Rusija ir Kanada. Tikimasi, kad aliuminio paklausa ir toliau augs, ypač automobilių ir statybų pramonėje, nes didėja lengvų ir patvarių medžiagų poreikis.

Darbas su aliuminiu: metodai ir patarimai

Kalbant apie darbą su aliuminiu, yra keletas būdų ir patarimų, kurie gali palengvinti ir efektyvinti procesą:

• Pjovimas: Aliuminį galima pjauti naudojant įvairius įrankius, įskaitant pjūklus, žirkles ir net paprastą dėžės pjaustytuvą. Tačiau svarbu naudoti tinkamą įrankį darbui ir pasirūpinti, kad nepažeistumėte medžiagos.

• Lenkimas: Aliuminis yra gana minkštas metalas, todėl jį lengva sulenkti ir formuoti į skirtingas formas. Tačiau svarbu naudoti tinkamą techniką, kad nesugadintumėte ar nepaliktumėte negražių pėdsakų.

• Sujungimas: Aliuminį galima sujungti įvairiais būdais, įskaitant suvirinimą, litavimą ir litavimą. Kiekvienas metodas turi savo privalumų ir trūkumų, priklausomai nuo konkrečios paskirties.

• Apdaila: Aliuminį galima apdoroti įvairiais būdais, įskaitant poliravimą, anodavimą ir dažymą. Kiekvienas metodas turi savo unikalių privalumų ir gali būti naudojamas kuriant įvairią išvaizdą ir apdailą.

Programos

Aliuminis plačiai naudojamas įvairiose srityse, įskaitant:

• Konstrukcija: aliuminis yra populiarus statybinių medžiagų pasirinkimas dėl savo stiprumo, ilgaamžiškumo ir lengvumo savybių.

• Maisto gaminimas: Aliuminis dažnai naudojamas virtuvės induose, nes jis greitai ir tolygiai praleidžia šilumą.

• Grandinių jungtys ir blokai: aliuminis dažniausiai naudojamas grandinių jungčių ir blokų gamyboje dėl savo gebėjimo pravesti elektrą.

• Pakuotė: aliuminis naudojamas įvairioms pakavimo medžiagoms, įskaitant skardines, foliją ir net kiaušinių dėžutes, gaminti.

Poveikio aplinkai

Nors aliuminis yra labai universali ir naudinga medžiaga, svarbu atsižvelgti į jo poveikį aplinkai. Aliuminio gamyba reikalauja daug energijos ir gali padaryti didelę žalą aplinkai, jei tai nebus daroma atsakingai. Tačiau yra įvairių metodų ir procesų, kurie gali būti naudojami aliuminio gamybos ir naudojimo poveikiui aplinkai sumažinti.

Aliuminio gamybos poveikis aplinkai

Aliuminis yra toksiška cheminė medžiaga, kuri gali turėti žalingą poveikį vandens ekosistemoms. Patekęs į vandens telkinius, jis gali prarasti plazmos ir hemolimfos jonus žuvyse ir bestuburiuose, todėl gali sutrikti osmoreguliacija. Dėl to gali nykti augalų ir gyvūnų rūšys, dėl to sumažės biologinė įvairovė. Be to, gaminant aliuminį išsiskiriantis sieros kiekis gali sukelti rūgštų lietų, o tai dar labiau kenkia vandens ekosistemoms.

Sausumos ekosistemos

Aliuminio gamyba taip pat daro didelę įtaką sausumos ekosistemoms. Miškus dažnai reikia kirsti, kad būtų vietos aliuminio gamybos įmonėms, todėl daugelio augalų ir gyvūnų rūšių buveinės prarandamos. Teršalų išmetimas į orą taip pat gali pakenkti netoliese esančių bendruomenių ir laukinės gamtos sveikatai. Kita problema yra dirvožemio tarša, nes gamybos procese naudojamos cheminės medžiagos gali prasiskverbti į žemę ir pakenkti augalų gyvybei.

Išvada

Taigi, jūs turite jį, aliuminio naudojimo būdus ir kodėl tai tokia naudinga medžiaga. Tai lengvas metalas, turintis daug tvirtumo, todėl puikiai tinka statyboms, transportavimui ir pakavimui. Be to, jis netoksiškas ir nemagnetinis, todėl jį saugu naudoti. Taigi nebijokite juo naudotis! Baigę jį visada galite perdirbti.

Aš esu Joostas Nusselderis, Tools Doctor įkūrėjas, turinio rinkodaros specialistas ir tėtis. Man patinka išbandyti naują įrangą, o kartu su savo komanda nuo 2016 m. kuriu išsamius tinklaraščio straipsnius, kad padėtų ištikimiems skaitytojams gauti įrankių ir kūrimo patarimų.