正文

1.1 铝的性质和应用

变形铝合金熔炼与铸造 作者:王立娟


 

铝是元素周期表中第三周期主族元素, 具有面心立方点阵, 无同素异构转变。原子序数为13, 相对原子质量为26.9815。铝是一种银白色的轻金属, 在自然界中分布极为广泛, 蕴藏量占地壳总质量的7.45%左右, 是地壳中分布最广的金属元素。我国的铝资源非常丰富, 有着广泛的应用前景。

铝的密度小,在室温下,纯度为99.75%的铝密度为2.7 t/m3,约为铜(密度8.9 t/m3)或铁(密度7.9 t/m3)的1/3。因此,铝及其合金被应用于桥梁、高层建筑和质量轻的容器及交通运输业。

铝具有良好的导电性和导热性, 仅次于铜和银, 是钢铁的3~4倍。因此, 铝可用于制作电线、 母线接头、 热交换器、 汽车散热器、 电子元件等。

铝的延展性优良, 可进行各种形式的压力加工, 可用作受力结构件、 光学仪器及其他形状复杂的精密零件等。

铝在空气中极易氧化, 无论液态还是固态铝, 其表面都能形成致密而坚固的银白色氧化膜。这层氧化膜可以阻止固、 液态铝继续氧化, 具有良好的保护作用, 防止其他物质对其产生腐蚀。利用这一特点, 通过对铝合金进行表面阳极氧化处理, 或化学上色、 喷涂、 上漆等方法, 可以大大提高铝质车体或船舶等的耐腐蚀性能, 同时还可以使车体、 船舶等表面色彩调和, 美观适用。

铝无磁性, 可用来制造船用罗盘、 天线、 操舵室的器具等。

铝本身无毒性, 在与大多数食品接触时溶出量微小。同时由于其表面光滑、 容易清洗, 细菌不易停留繁殖。因此, 它是制造食具、 食品包装等的理想材料。

铝在低温时, 其强度增加而无脆性, 是理想的低温装置材料, 可用于制作冷藏库、 冷冻库、 南极雪上车辆、 氧及氢的装置。

铝有吸收声波的功能, 可用作室内天棚板等。

纯铝的强度较低, 一般不作结构材料使用。但如果在铝中添加其他合金元素, 可以显著提高其力学性能, 某些铝合金的强度比普通钢高, 可以和特殊钢媲美, 其比刚度则超过了钢。因此, 被广泛应用于制造桥梁、 飞机、 压力容器、 集装箱、 建筑结构材料、 小五金等。


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