Aluminij je element iz Periodnog sustava koji je poznat iz školskog tečaja kemije. U većini spojeva ona pokazuje trovalentnost, ali na visokim temperaturama doseže određeni stupanj oksidacije. Jedan od njegovih najvažnijih spojeva je aluminijev oksid .
Glavne značajke aluminija
Aluminij je srebrni metal specifične težine 2, 7 x 10 3 kg / m3 i gustoće 2, 7 g / cm3. Svjetlo i plastično, dobro kao provodnik električne energije, zbog činjenice da je toplinska vodljivost aluminija prilično visoka - 180 kcal / m * h * tuča (označen je koeficijent toplinske vodljivosti). Toplinska provodljivost aluminija je pet puta veća od topline željeza i željeza tri puta.
Zbog svog sastava, ovaj se metal može lako izvaljati u tanku ploču ili izvući u žicu. U dodiru s zrakom na njegovoj se površini formira oksidni film (aluminijev oksid) koji štiti od oksidacije i osigurava njegova visoka svojstva korozije . Tanki aluminij, na primjer folija ili prah ovog metala, trenutno gori ako se zagriju do visokih temperatura i postanu aluminijev oksid.
Metal nije posebno otporan na agresivne kiseline. Na primjer, može se otopiti u sumpornoj ili klorovodičnoj kiselini, čak i ako su razrijeđene, osobito ako se zagrijavaju. Međutim, ne otapa se ni u razrijeđenom ni u koncentriranom i istodobno hladnoj dušičnoj kiselini, zbog oksidnog filma. Vodene alkalne otopine imaju određeni učinak na metal - oksidni sloj se otapa i nastaju soli koje sadrže taj metal u sastavu anion - aluminata.
Poznato je da je aluminij najčešće pojavljivan metal u prirodi, ali po prvi put u svom čistom obliku, moguće je da ga znanstvenik-fizičar iz Danske, H. Oersted, dobije još 1925. u 19. stoljeću. Taj je metal treći po prirodi među elementima i lider među metalima. 8, 8% aluminija sadrži zemljnu koru. Pronađen je u sastavu tinjca, feldspata, gline i minerala.
Proizvodnja i uporaba aluminija
Proces proizvodnje je vrlo energetski intenzivan i stoga je prva velika tvornica u našoj zemlji izgrađena i lansirana u XX. Stoljeću. Glavna sirovina za proizvodnju ovog metala je glinica. Da biste ga dobili, potrebni su vam minerali koji sadrže aluminij ili boksit, očišćeni od nečistoća. Zatim elektrolitički rastopiti prirodni ili umjetno dobiveni kriolit na temperaturi nešto nižoj od 1000 ºS. Zatim počnite dodavati malo glinice i srodnih tvari potrebnih za poboljšanje kvalitete metala. U tom procesu oksid počinje da se raspada i aluminij se oslobađa. Čistoća proizvedenog metala je 99, 7% i veća.
Ovaj element našao je svoju primjenu u proizvodnji hrane kao što su folija i pribor za jelo, au gradnji se koristi u svojim slitinama s drugim metalima, u zrakoplovstvu, u elektrotehnici kao zamjena za bakar za kabele, kao legirajući dodatak u metalurgiji, aluminotermiji i drugim industrijama.
Koja je točka taljenja metala?
Temperatura taljenja metala je temperatura zagrijavanja metala, pri čemu počinje proces prijelaza iz početnog stanja u drugo, tj. Proces suprotan kristalizaciji (solidifikaciji), ali s njom nerazmrsivo povezan.
Dakle, da bi se rastopio metal zagrijava izvana do temperature taljenja i nastavlja se zagrijavati kako bi se prevladala granica faznog prijelaza. Donja crta je da indeks temperature taljenja znači temperaturu pri kojoj je metal u faznoj ravnoteži, to jest između tekućine i krutine. Drugim riječima, postoji istodobno, kako u toj tako iu drugoj državi. A za taljenje morate ga zagrijati više od granične temperature, tako da proces ide u pravom smjeru.
Vrijedi reći da je samo za čiste sastave temperatura taljenja konstantna. Ako metal sadrži nečistoće, on će pomaknuti granicu faznog prijelaza, i prema tome, točka taljenja će biti različita. To se objašnjava činjenicom da sastav s nečistoćama ima različitu kristalnu strukturu, u kojoj atomi međusobno djeluju na različit način. Na temelju tog načela metali se mogu podijeliti na:
- lako topljenje, kao što je npr. živa i galij (temperatura taljenja do 600 ° C)
- srednje taljenje je aluminij i bakar (600-1600 ° C)
- vatrostalni - molibden, volfram (više od 1600 ° C).
Potrebno je poznavanje indeksa tališta, kako u proizvodnji legura za ispravan izračun njihovih parametara, tako iu radu s proizvodima, jer ovaj pokazatelj određuje ograničenja njihove uporabe. Fizičari su već davno, zbog praktičnosti, te podatke znanstveno reducirali u jednu tablicu. Postoje tablice temperatura taljenja metala i njihovih legura.
Točka taljenja aluminija
Topljenje je proces obrade metala, obično u specijalnim pećima za proizvodnju legure željene kvalitete u tekućem stanju. Kao što je već spomenuto, aluminij spada u srednje talište metala i topi se pri zagrijavanju na 660ºS. U proizvodnji metalnih proizvoda točka taljenja utječe na izbor peći ili jedinice za taljenje i, prema tome, na vatrostalne oblike koji se koriste za lijevanje.
Navedena temperatura odnosi se na proces taljenja čistog aluminija. Budući da se u svom čistom obliku koristi rjeđe, a unošenje nečistoća u njegov sastav mijenja točku taljenja. Aluminijske legure su napravljene kako bi se promijenila bilo koja od njegovih svojstava, kako bi se povećala čvrstoća, na primjer, ili otpornost na toplinu . Kao aditivi koji se koriste:
- cink
- bakar
- magnezij
- silicij
- mangana.
Dodavanje nečistoća podrazumijeva smanjenje električne vodljivosti, propadanje ili poboljšanje svojstava korozije, povećanje relativne gustoće.
Obično dodavanje drugih elemenata metalu uzrokuje pad tališta legure, ali ne uvijek. Na primjer, dodavanje bakra u količini od 5, 7% dovodi do smanjenja točke taljenja na 548ºS. Nastala legura se naziva duraluminij, podvrgava se daljnjem toplinskom otvrdnjavanju. A aluminij-magnezijevi spojevi se tale na temperaturi od 700 - 750 ºS.
Za vrijeme postupka taljenja potrebna je stroga kontrola temperature taline, kao i prisutnost plinova u sastavu, koji se detektiraju u uzorcima procesa ili vakuumskom ekstrakcijom. U završnoj fazi proizvodnje aluminijskih legura modificiraju se.