鋁(Aluminium)是一種金屬元素,元素符號(hào)為Al,原子序數(shù)為13。其單質(zhì)是一種銀白色輕金屬。有延展性。商品常制成棒狀、片狀、箔狀、粉狀、帶狀和絲狀。在潮濕空氣中能形成一層防止金屬腐蝕的氧化膜。鋁粉在空氣中加熱能猛烈燃燒,并發(fā)出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、鹽酸、氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液,難溶于水。相對(duì)密度2.70。熔點(diǎn)660℃。沸點(diǎn)2327℃。鋁元素在地殼中的含量僅次于氧和硅,居第三位,是地殼中含量最豐富的金屬元素。航空、建筑、汽車三大重要工業(yè)的發(fā)展,要求材料特性具有鋁及其合金的獨(dú)特性質(zhì),這就大大有利于這種新金屬鋁的生產(chǎn)和應(yīng)用。應(yīng)用極為廣泛。

鋁(Al)
1、用作煉鋼時(shí)的脫氧定氮?jiǎng)?xì)化晶粒,抑制低碳鋼的時(shí)效,改善鋼在低溫時(shí)的韌性,特別是降低了鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度;
2、提高鋼的抗氧化性能。曾對(duì)鐵鋁合金的抗氧化性進(jìn)行了較多的研究:4%AI即可改變氧化皮的結(jié)構(gòu),加入6%Al可使鋼在980C以下具有抗氧化性。當(dāng)鋁和鉻配合并用時(shí),其抗氧化性能有更大的提高。例如,含鐵50%一55%、鉻30%-35%、鋁10%-15%的合金,在1400C高溫時(shí),仍具有相當(dāng)好的抗氧化性。由于鋁的這一作用,近年來,常把鋁作為合金元素加入耐熱鋼中。
3、此外,鋁還能提高對(duì)硫化氫和V2O5的抗腐蝕性。
缺點(diǎn):①脫氧時(shí)如用鋁量過多,將促進(jìn)鋼的石墨化傾向;②當(dāng)含鋁較高時(shí).其高溫強(qiáng)度和韌性較低。

鋁元素是一種非常重要的金屬元素,它具有很多的用途。在我們的日常生活中,鋁元素被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域,如建筑、交通、電子包裝等。下面,我們將詳細(xì)介紹鋁元素的用途
鋁元素在建筑領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。鋁合金是一種輕質(zhì)、高強(qiáng)度的材料,它可以用于制造建筑材料,如窗框、門框、墻板等。鋁合金的優(yōu)點(diǎn)是不易生銹、不易腐蝕、易于加工和安裝,因此在建筑領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用
鋁元素在交通領(lǐng)域中也有著重要的應(yīng)用。鋁合金可以用于制造汽車.火車、飛機(jī)等交通工具的零部件,如車輪、車架、機(jī)翼等。鋁合金的輕質(zhì)、高強(qiáng)度、耐腐蝕等特點(diǎn),使得交通工具的性能得到了提升,同時(shí)也降低了能耗和污染。

鋁在地殼中含量僅次于氧和硅,含量8.3%,居第三位,是地殼中含量最豐富的金屬元素,其蘊(yùn)藏量在金屬中居第2位。在金屬品種中,僅次于鋼鐵,為第二大類金屬。主要以鋁硅酸鹽礦石存在,還有鋁土礦和冰晶石。氧化鋁為一種白色無定形粉末,它有多種變體,其中最為人們所熟悉的是α-Al2O3和β-Al2O3。自然界存在的剛玉即屬于α-Al2O3,它的硬度僅次于金剛石,熔點(diǎn)高、耐酸堿,常用來制作一些軸承,制造磨料、耐火材料。如剛玉坩堝,可耐1800℃的高溫。Al2O3由于含有不同的雜質(zhì)而有多種顏色。例如含微量Cr(III)的呈紅色,稱為紅寶石;含有Fe(II),F(xiàn)e(III)或Ti(IV)的稱為藍(lán)寶石。
鋁原子的外圍電子構(gòu)型為3s23p1,在化合物中經(jīng)常表現(xiàn)為+3氧化態(tài)。鋁原子有空的3d軌道,與電子對(duì)給予體能形成配位數(shù)是6或4的穩(wěn)定配合物。鋁原子如果同時(shí)失去2個(gè)3s電子和1個(gè)3p電子,則生成三價(jià)鋁離子(Al3?);如果失去1個(gè)3s電子和1個(gè)3p電子,則生成二價(jià)鋁離子(Al2?);如果失去1個(gè)3p電子,則生成一價(jià)鋁離子(Al?),低價(jià)鋁離子在低溫下通常不穩(wěn)定。
鋁的晶格屬于面心立方體型。鋁原子(鋁離子)位于晶格的節(jié)點(diǎn)上和面的中心,這相當(dāng)于每個(gè)晶格內(nèi)有4個(gè)鋁原子。
鋁為銀白色輕金屬。有延展性。商品常制成柱狀、棒狀、片狀、箔狀、粉狀、帶狀和絲狀。熔點(diǎn)660℃。沸點(diǎn)2327℃。相對(duì)密度2.70,鋁液的密度為2.303 g/cm3。彈性模量70Gpa,泊松比0.33。鋁的電導(dǎo)率約為銅的60%,如果按單位質(zhì)量計(jì),鋁的電導(dǎo)率則超過了銅,在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)經(jīng)常代替銅。以其輕、良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能、高反射性和耐氧化而被廣泛使用。做日用皿器的鋁通常叫“鋼精”或“鋼種”。Al在(室溫)25℃的熱膨脹系數(shù)0.0000236mm/℃或23.6ppm·k-1。

物質(zhì)的用途在很大程度上取決于物質(zhì)的性質(zhì)。因?yàn)殇X有多種優(yōu)良性能,所以鋁有著極為廣泛的用途。
鋁及鋁合金是當(dāng)前用途十分廣泛的、最經(jīng)濟(jì)適用的材料之一。世界鋁產(chǎn)量從1956年開始超過銅產(chǎn)量一直居有色金屬之首。當(dāng)前鋁的產(chǎn)量和用量(按噸計(jì)算)僅次于鋼材,成為人類應(yīng)用的第二大金屬;而且鋁的資源十分豐富,據(jù)初步計(jì)算,鋁的礦藏儲(chǔ)存量約占地殼構(gòu)成物質(zhì)的8%以上。
鋁的重量輕和耐腐蝕,是其性能的兩大突出特點(diǎn)。
1、鋁的密度很小,僅為2.7g/cm3,雖然它比較軟,但可制成各種鋁合金,如硬鋁、超硬鋁、防銹鋁、鑄鋁等。這些鋁合金廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車、火車、船舶等制造工業(yè)。此外,宇宙火箭、航天飛機(jī)、人造衛(wèi)星也使用大量的鋁及其鋁合金。例如,一架超音速飛機(jī)約由70%的鋁及其鋁合金構(gòu)成。船舶建造中也大量使用鋁,一艘大型客船的用鋁量常達(dá)幾千噸。
2、鋁的導(dǎo)電性僅次于銀、銅和金,雖然它的導(dǎo)電率只有銅的2/3,但密度只有銅的1/3,所以輸送同量的電,鋁線的質(zhì)量只有銅線的一半。鋁表面的氧化膜不僅有耐腐蝕的能力,而且有一定的絕緣性,所以鋁在電器制造工業(yè)、電線電纜工業(yè)和無線電工業(yè)中有廣泛的用途。
3、鋁是熱的良導(dǎo)體,它的導(dǎo)熱能力比鐵大3倍,工業(yè)上可用鋁制造各種熱交換器、散熱材料和炊具等。
4、鋁有較好的延展性(它的延展性僅次于金和銀),在100℃~150℃時(shí)可制成薄于0.01mm的鋁箔。這些鋁箔廣泛用于包裝香煙、糖果等,還可制成鋁絲、鋁條,并能軋制各種鋁制品。
5、鋁的表面因有致密的氧化物保護(hù)膜,不易受到腐蝕,常被用來制造化學(xué)反應(yīng)器、醫(yī)療器械、冷凍裝置、石油精煉裝置、石油和天然氣管道等。
6、鋁粉具有銀白色光澤(一般金屬在粉末狀時(shí)的顏色多為黑色),常用來做涂料,俗稱銀粉、銀漆,以保護(hù)鐵制品不被腐蝕,而且美觀。
7、鋁在氧氣中燃燒能放出大量的熱和耀眼的光,常用于制造爆炸混合物,如銨鋁炸藥(由硝酸銨、木炭粉、鋁粉、煙黑及其他可燃性有機(jī)物混合而成)、燃燒混合物(如用鋁熱劑做的炸彈和炮彈可用來攻擊難以著火的目標(biāo)或坦克、大炮等)和照明混合物(如含硝酸鋇68%、鋁粉28%、蟲膠4%)。
8、鋁熱劑常用來熔煉難熔金屬和焊接鋼軌等。鋁還用做煉鋼過程中的脫氧劑。鋁粉和石墨、二氧化鈦(或其他高熔點(diǎn)金屬的氧化物)按一定比率均勻混合后,涂在金屬上,經(jīng)高溫煅燒而制成耐高溫的金屬陶瓷,它在火箭及導(dǎo)彈技術(shù)上有重要應(yīng)用。
7、鋁板對(duì)光的反射性能也很好,反射紫外線比銀強(qiáng),鋁越純,其反射能力越好,因此常用來制造高質(zhì)量的反射鏡,如太陽灶反射鏡等。
8、鋁具有吸音性能,音響效果也較好,所以廣播室、現(xiàn)代化大型建筑室內(nèi)的天花板等也采用鋁。耐低溫,鋁在溫度低時(shí),它的強(qiáng)度反而增加而無脆性,因此它是理想的用于低溫裝置材料,如冷藏庫、冷凍庫、南極雪上車輛的生產(chǎn)裝置。
9、鋁空氣電池,顧名思義就是以鋁與空氣作為電池材料的一種新型電池。它的一種無污染、長效、穩(wěn)定可靠的電源,是一款對(duì)環(huán)境十分友好的電池。電池的結(jié)構(gòu)以及使用的原材料可根據(jù)不同實(shí)用環(huán)境和要求而變動(dòng),具有很大的適應(yīng)性,既能用于陸地也能用于深海,既可做動(dòng)力電池,又能作長壽命高比能的信號(hào)電池
