Що таке алюміній і де його застосовують?

Ще сто років тому цей метал цінувався буквально на вагу золота і навіть ще дорожче, а сьогодні з нього штампують кухонне начиння і пивні банки.

Мова йде, звичайно, про алюміній, який поступово за рівнем використання в різних галузях промисловості наближається до сталі.

Алюміній – що це за метал?

Коли мова заходить про алюміній, перше, що спадає на думку – це надзвичайно мала вага металу. Дійсно, його щільність становить приблизно 2,7 г / куб. см (для порівняння: щільність заліза – 7,874 г / куб. см).

Крім того, алюміній є найпоширенішим з усіх металів і третім за поширеністю хімічним елементом (перші два – кисень і кремній). На частку алюмінію припадає близько 8% маси земної кори.

Трохи історії

Алюміній став відомий людству досить пізно: лише в другій половині XIX століття німецькому хіміку Веллером вдалося виділити чистий метал з хлориду алюмінію, розігрів його суміш з калієм до високої температури. Але ще дуже довго придбати хоча б невеликий шматочок сріблястого металу могли собі дозволити лише дуже заможні люди і багаті музеї, так як ціна кілограма алюмінію перевищувала вартість рівної кількості золота.

Досить згадати багатий подарунок, який зробили британські вчені знаменитому творцю періодичної таблиці Д.І. Менделєєву. Вони піднесли великому російському хіміку лабораторні ваги, виготовлені з алюмінію і золота.

Як отримують алюміній?

Основною трудністю в отриманні алюмінію з руди була необхідність нагрівати її до дуже високої температури, що перевищує 1900 градусів Цельсія. Тривалий час, аж до ХХ століття, метал не мав ніякої цінності для промисловості, незважаючи на всі свої чудові якості, так як промислове виробництво залишалося неймовірно дорогим і складним. Лише після того, як були введені в дію потужні промислові електростанції, почалася ера масового використання алюмінію.

Метод електролізу, що вимагає значної витрати електроенергії, був практично одночасно запропонований двома винахідниками – французом П. Еру і американцем Ч. Холом – ще в 1886 році. З деякими змінами він використовується в алюмінієвій промисловості і сьогодні. Подрібнену руду розчиняють в розплавленому кріоліті, після чого піддають розплав електролізу за допомогою графітових або коксових електродів.

Для отримання однієї тонни металу необхідно затратити приблизно 15 МВт * год електроенергії. Чи багато це? Приблизно стільки ж електрики витрачає багатоповерховий стоквартирний будинок за місяць. Тому алюмінієві комбінати завжди розташовують поблизу великих електростанцій, найчастіше біля ГЕС або АЕС.

Властивості алюмінію

Досить висока складність виробництва алюмінію з лишком окупається його чудові властивості:

  • легку вагу, майже в три рази меншим, ніж у сталі, завдяки чому знижується вагова навантаження при виготовленні з нього різних конструкцій;
  • чудовою пластичністю, що дозволяє простий штампуванням формувати з листового металу вироби складної форми;
  • стійкістю до корозії завдяки найтоншої оксидною плівці, що захищає його поверхню від окислення;
  • чудовою електропровідністю, що дозволяє виготовляти з нього легкі і дешеві дроти;
  • відмінною ковкістю, легкістю обробки будь-якими способами, причому як в нагрітому, так і в холодному стані;
  • здатністю утворювати сплави з багатьма металами;
  • відсутністю намагнічування.

Деталі й елементи різних механізмів, профільована і штампована продукція, численна кухонне начиння і предмети побуту, медичні вироби, побутова техніка та багато іншого виготовляється сьогодні з алюмінію. Втім, метал дуже рідко використовується в чистому вигляді, так як його сплави з іншими металами, як правило, мають набагато ціннішими і потрібними властивостями.

Навіть невелика кількість іншого металу істотно змінює властивості алюмінію. Сьогодні він широко використовується в будівництві, електронної промисловості, електротехніці, авіації, автомобілебудуванні, енергетиці, харчопромі, машинобудуванні та в ряді інших, не менш важливих галузей.

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Відкриття складу жирів