Металлический блеск алюминия: Металлический блеск алюминия — Pcity.su

Химические свойства

Алюминий имеет электронную конфигурацию 1s²2s²2p⁶3s²3p¹. На третьем (внешнем) энергетическом уровне атома алюминия находятся три электрона, и в химических соединениях алюминии обычно трехвалентен. Из трех валентных электронов два расположены на s-подуровне и один на p-подуровне (3s²3p¹).

Так как один p-электрон с ядром атома связан слабее, чем два спаренных s-электрона, то в определенных условиях, теряя p-электрон, атом алюминия становится одновалентным ионом, образуя соединения низшей валентности (субсоединения). Кристаллизуется алюминии в гранецентрированной кубической решетке.

Алюминий химически активен. Уже в обычных условиях он взаимодействует с кислородом воздуха, покрываясь очень тонкой и прочной пленкой оксида Al²S³.
Эта пленка защищает алюминий от дальнейшего окисления и обусловливает его довольно высокую коррозионную стойкость, а также ослабляет металлический блеск. Чем чище алюминий, тем выше его стойкость против коррозии, что объясняется более прочным сцеплением оксндной пленки с поверхностью чистого металла. Из присутствующих в алюминии примесей наиболее сильно снижают его коррозионную стойкость примеси железа.

В мелкораздробленном состоянии алюминий при нагревании на воздухе воспламеняется и сгорает с выделением большого количества тепла. С серой алюминий реагирует также при нагревании с образованием сульфида алюминия Al₂S₃; с хлором и жидким бромом реагирует при обычной температуре, а с йодом — при нагревании или в присутствии воды, служащей катализатором. В атмосфере фтора при комнатной температуре алюминий покрывается пленкой фтористого алюминия АlFз, которая препятствует дальнейшей реакции; при темно-красном калении
взаимодействие алюминия с фтором протекает очень энергично. С азотом алюминии взаимодействует при нагревании выше 800°С с образованием нитрида алюминия AlN. Взаимодействие алюминия с углеродом начинается при 650°С, но протекает энергично при температуре около 1400С° с образованием карбида алюминия А1₄С₃.

Нормальный электродный потенциал алюминия в кислой среде 1,66 В, в щелочной 3,25 В.

Будучи амфотерным, алюминий растворяется в соляной кислоте и в растворах щелочей. В серной кислоте и в разбавленной азотной алюминий растворяется медленно; в концентрированной азотной кислоте, в органических кислотах и в воде алюминий устойчив.

Температура плавления алюминия технической чистоты (99,5 % А1) 658°С.
С повышением степени чистоты температура плавления алюминия возрастает и для металла высокой чистоты (99,996 % А1) составляет 660,24°С. Удельная теплота плавления алюминия—около 390 Дж/г, удельная теплоемкость при 0°С—0,88 Дж/(г.°С). При переходе алюминия из жидкого состояния в твердое объем его уменьшается на 6,6 % (99,75% А1). Кипит алюминий при 2500 °С.

Следует отметить, что удельная теплота плавления алюминия по сравнению с другими металлами очень высока; например, удельная теплота плавления меди 205 Дж/г, железа 273 Дж/г.

Плотность алюминия меньше плотности железа в 2,9 раза, меди—в 3,3 раза.
В твердом состоянии (при 20 °С) для алюминия технической чистоты (99,75 % А1) она составляет 2,703 г/см³, а для алюминия высокой чистоты (99,996 % А1) 2,6989 г/см³. В расплавленном состоянии алюминий жидкотекуч и хорошо заполняет формы при литье. Вязкость и поверхностное натяжение алюминия при 1000° С составляют соответственно 0,0013 Па.с и 0,454 Н/м.

В твердом виде алюминий легко подвергается ковке, прокатке, волочению, резанию. Из него можно вытягивать тончайшую проволоку и катать фольгу.

Пластичность алюминия возрастает по мере повышения, его чистоты. Временное сопротивление литого алюминия технической чистоты составляет 88—118 Па, прокатанного 176—275 Па. Относительное удлинение соответственно равно 18—25 и 3—5 %, а твердость по Бринеллю НВ 235—314 и 440—590.

Алюминий имеет высокую теплопроводность и электропроводность. В зависимости от чистоты теплопроводность алюминия составляет 238 Вт/(м-°С) (99,7% А1) и 247 Вт/(м.°С) (99,99% А1). Электропроводность алюминия также зависит от его чистоты. Для алюминия технической чистоты (99,5 % А1) она составляет 62,5 % от электропроводности меди, а для алюминия высокой чистоты (99,997% А1) 65,45 %. Различные примеси влияют на электропроводность алюминия в неодинаковой степени. Наиболее сильно электропроводность снижают
примеси хрома, ванадия и марганца. В меньшей степени, чем примеси, на электропроводность алюминия влияет степень его деформации и режим термической обработки. Отрицательное влияние деформации на электропроводность устраняется отжигом. Удельное электросопротивление отожженной проволоки из алюминия технической чистоты (99,7% А1) составляет (0,0279-0,0282) Ю-⁶ Ом.м.

Следует также отметить, что алюминий обладает высокой способностью отражать световые и тепловые лучи, которая близка к отражающей способности серебра и увеличивается с повышением чистоты металла.

Алюминий обладает целым рядом свойств, которые выгодно отличают его от других металлов. Это — небольшая плотность алюминия, хорошая пластичность и достаточная механическая прочность, высокие тепло- и электропроводность. Алюминий нетоксичен, немагнитен и коррозионностоек к ряду химических веществ. Благодаря всем этим свойствам, а также относительно невысокой стоимости по сравнению с другими цветными металлами он нашел исключительно широкое применение в самых различных отраслях современной техники.

Значительная часть алюминия используется в виде сплавов с кремнием медью, магнием, цинком, марганцем и другими металлами. Промышленные алюминиевые сплавы обычно содержат не менее двух-трех легирующих элементов, которые вводятся в алюминий главным образом для повышения механической прочности.

Наиболее ценные свойства всех алюминиевых сплавов—малая плотность (2,65—2,8), высокая удельная прочность (отношение временного сопротивления к плотности) и удовлетворительная стойкость против атмосферной коррозии.

Алюминиевые сплавы подразделяют на деформируемые и литейные. Деформируемые сплавы подвергают горячей и холодной обработке давлением, поэтому они должны обладать высокой пластичностью. Из деформируемых сплавов широкое применение нашли дуралюмины — сплавы алюминия с медью, магнием и марганцем. Имея небольшую плотность, дуралюмины по механическим свойствам близки к мягким сортам стали. Из деформируемых алюминиевых сплавов, а также из чистого алюминия в результате обработки давлением (прокатка,
штамповка) получают листы, полосы, фольгу, проволоку, стержни различного профиля, трубы. Расход алюминия на изготовление этих полуфабрикатов составляет около 70 % его мирового производства. Остальной алюминий применяется для изготовления литейных сплавов, порошков, раскислителей, а также для других целей.

Из литейных сплавов получают фасонные отливки различной конфигурации.
Широко известны литейные сплавы на основе алюминия—силумины, в которых основной легирующей добавкой служит кремний (до 13%).

В настоящее время алюминий и его сплавы используют практически во всех областях современной техники. Важнейшие потребители алюминия и его сплавов—авиационная и автомобильная отрасли промышленности, железнодорожный и водный транспорт, машиностроение, электротехническая промышленность и приборостроение, промышленное и гражданское строительство, химическая промышленность, производство предметов народного потребления.

Использование алюминия и его сплавов во всех видах транспорта и в первую очередь — воздушного позволило решить задачу уменьшения собственной (“мертвой”) массы транспортных средств и резко увеличить эффективность их применения. Из алюминия и его сплавов изготовляют авиаконструкции, моторы, блоки, головки цилиндров, картеры, коробки передач, насосы и другие детали.
Алюминием и его сплавами отделывают железнодорожные вагоны, изготовляют корпуса и дымовые трубы судов, спасательные лодки, радарные мачты, трапы.

Широко применяют алюминий и его сплавы в электротехнической промышленности для изготовления кабелей, шинопроводов, конденсаторов, выпрямителей переменного тока. В приборостроении алюминий и его сплавы используют в производстве кино- и фотоаппаратуры, радиотелефонной аппаратуры, различных контрольно-измерительных приборов.

Благодаря высокой коррозионной стойкости и нетоксичности алюминий широко применяют при изготовлении аппаратуры для производства и хранения крепкой азотной кислоты, пероксида водорода, органических веществ и пищевых продуктов. Алюминиевая фольга, будучи прочнее и дешевле оловянной, полностью вытеснила ее как упаковочный материал для пищевых продуктов. Все более широко используется алюминий при изготовлении тары для консервирования и храпения продуктов сельского хозяйства, для строительства зернохранилищ и других быстровозводимых сооружений. Являясь одним из важнейших стратегических металлов, алюминий, как и его сплавы, широко используется в строительстве самолетов, танков, артиллерийских установок, ракет, зажигательных веществ, а также для других целей в военной технике.

Алюминий высокой чистоты находит широкое применение в новых областях техники — ядерной энергетике, полупроводниковой электронике, радиолокации, а также для защиты металлических поверхностей от действия различных химических веществ и атмосферной коррозии. Высокая отражающая способность такого алюминия используется для изготовления из пего отражающих поверхностей нагревательных и осветительных рефлекторов и зеркал.

В металлургической промышленности алюминий используют в качестве восстановителя при получении ряда металлов (например, хрома, кальция, марганца) алюмотермическими способами, для раскисления стали, сварки стальных деталей.
Широко применяют алюминий и его сплавы в промышленном и гражданском строительстве для изготовления каркасов зданий, ферм, оконных рам, лестниц и др. В Канаде, например, расход алюминия для этих целей составляет около 30 % от общего потребления, в США— более 20 %.

По масштабам производства и значению в народном хозяйстве алюминий прочно занял первое место среди других цветных металлов.

§ 2. История развития алюминиевой промышленности

Алюминий сравнительно недавно стал промышленным металлом. Впервые металлический алюминий получил датский физик Г. Эрстед в 1825 г.. восстановив хлористый алюминий амальгамой калия. В дальнейшем способ Эрстеда был улучшен:, амальгаму калия заменили металлическим калием, а затем—более дешевым натрием; нестойкий и гигроскопичный хлористый алюминий заменили двойным хлоридом алюминия и натрия (AlCl₃-NaCI).

В 1865 г. русский ученый Н. Н. Бекетов предложил получать алюминий вытесненном его из фтористых соединении магнием. Этот способ нашел применение .о ряде стран Западной Европы. Производство алюминия “химическими” методами осуществлялось примерно в течение 35 лет (с 1854 до 1890 г. ). За это время было получено около 200 т алюминия. В конце 80-х годов прошлого столетия химические способы производства алюминия были вытеснены электролитическим.

Основоположниками электролитического способа производства алюминия являются Поль Эру во Франции и Чарльз Холл в США, которые в 1866 г. независимо друг от друга заявили аналогичные патенты на способ получения алюминия электролизом глинозема (А1₂0₃), растворенного в расплавленном криолите (Na₂AIF₆). С открытием электролитического способа началось быстрое развитие алюминиевой промышленности. Если в 1900 г. выпуск алюминия во всем мире составил 5,7 тыс. т, но уже к 1930 г. он приблизился к 270 тыс. т, в 1950 г. составил (без стран социализма) около 1,3 млн. т, а в 1980 г.—более 12 млн. т.
В капиталистическом мире основными производителями алюминия являются США, Япония, Канада, ФРГ, Норвегия.

В дореволюционной России не было собственной алюминиевой промышленности. Однако в конце прошлого и начале настоящего столетия русские ученые (Н. Н. Бекетов, П. П. Федотьев, Н. А. Пушин, Д. А. Пеняков, Е. И. Жуковский и другие) выполнили ряд исследований, сыгравших большую роль в развитии мировой алюминиевой промышленности. Под руководством П. П. Федотьева были проведены глубокие исследования теоретических основ электролитического способа получения алюминия, в частности были исследованы двойные системы фторид алюминия—фторид натрия, криолит—глинозем, явления растворимости алюминия в электролите, анодный эффект, а также ряд других процессов, связанных с электролизом криолито-глиноземных расплавов. Результаты этих исследований получили мировую известность.

В 1882—1892 гг. химик К. П. Байер разработал в России щелочной способ получения глинозема, который до настоящего времени является основным в мировой алюминиевой промышленности. В 1895 г. Д. А. Пеняков предложил способ получения глинозема из бокситов спеканием с сульфатом натрия в присутствии угля, а А. Н. Кузнецов и Е. И. Жуковский в 1915 г.—способ получения глинозема из низкосортных руд путем восстановительной плавки их на шлаки алюминатов щелочноземельных металлов. Н. А. Пушин с сотрудниками в 1914 г.
впервые в нашей стране получил алюминий “русского происхождения”, т. е. Из отечественных сырья и материалов.

Условия для создания в нашей стране алюминиевой промышленности, являющейся крупным потребителем электроэнергии, появились только после Великой Октябрьской социалистической революции. Решающую роль в этом сыграл разработанный в 1920 г. по инициативе и под руководством В. И. Ленина план ГОЭЛРО, положивший начало созданию прочной энергетической базы в нашей стране. Построенная в соответствии с этим планом в 1926 г. первая крупная гидроэлектростанция на р. Волхов явилась энергетической базой первого в СССР
Волховского алюминиевого завода. В декабре 1927 г. XV съезд ВКП(б) принял решение о создании в нашей стране алюминиевой промышленности, а в августе 1929 г. Совет Труда и Обороны принял решение о строительстве в СССР Волховского и Днепровского алюминиевых заводов. В 1929 г. на Ленинградском опытном заводе “Красный Выборжец” под руководством П. П. Федотьева были
проведены длительные производственные испытания по получению алюминия электролитическим путем из отечественных материалов.

В 1930 г. в Ленинграде был пущен опытный завод, который сыграл большую роль в развитии советской алюминиевой промышленности. На этом заводе испытывалось оборудование, осваивался технологический режим, готовились рабочие и инженерно-технические кадры для первых советских алюминиевых заводов. Одновременно были проведены исследования по производству электродных изделий, необходимых для получения алюминия. Результаты этих исследований легли в основу проектирования первых электродных заводов—Московского и Днепровского. Разработанный в Институте прикладной минералогии способ получения криолита был положен в основу проектирования производства криолита
на Полевском криолитовом заводе.

В 1931 г. были созданы Научно-исследовательский институт алюминиевой промышленности (НИИСалюминпй) и проектный институт—гипроалгомпний.
Позднее НИИСалюминий и Гипроалюминий были объединены в единый Всесоюзный алюминиево-магниевын институт (ВАМИ).

14 мая 1932 г. вступил в эксплуатацию Волховский алюминиевый завод, а в 1933 г. на базе Днепровской ГЭС—Днепровский алюминиевый завод. Очень много внимания становлению советской алюминиевой промышленности уделял С. М. Киров, который возглавлял Ленинградскую партийную организацию. Первым алюминиевым заводам нашей страны—Волховскому и Днепровскому—в дальнейшем было присвоено его имя.

В период с 1926 по 1936 г. в Государственном институте прикладной химии (ГИПХ) под руководством А. А. Яковкина был разработан способ получения глинозема из тихвинских бокситов спеканием их с содой и известняком. В результате впервые была разрешена проблема переработки высококремнистых бокситов. В 1938 г. вошел в эксплуатацию Тихвинский глиноземный завод, а в 1939 г. на базе высококачественных североуральских бокситов—Уральский алюминиевый завод.

В начале Великой Отечественной войны Волховский и Днепровский алюминиевые заводы и Тихвинский глиноземный были выведены из строя. Оборудование этих заводов вывезли на Урал и в Сибирь. В годы Великой Отечественной войны был значительно расширен Уральский алюминиевый завод к введены в эксплуатацию Новокузнецкий (1943 г.) и Богословский (1945 г.) алюминиевые заводы.

В послевоенные годы были восстановлены Волховский и Днепровский алюминиевые заводы и Тихвинский глиноземный завод, а также вошли в эксплуатацию новые алюминиевые заводы: Канакерский (1950 г.), Кандалакшский (1951 г.), Надвоицкий (1954 г.), Сумгаитский (1955 г.). Ряд крупных алюминиевых заводов был пущен на базе дешевой электроэнергии гидроэлектростанций, построенных на Волге и реках Сибири: Волгоградский (1959 г.). Иркутский (1962 г.). Красноярский (1964 г.), Братский (1966 г.) и Таджикский (1975 г.).
Одновременно вводились новые предприятия по производству глинозема — Никалевский (1959 г. ) и Ачинский (1970 г.) глиноземные комбинаты. Павлодарский (1964 г.) и Кировабадскии (1966 г.) алюминиевые заводы, Николаевский глиноземный завод (1980 г.).

Алюминиевая промышленность, созданная в нашей стране, занимает одно из ведущих мест в мире. При создании ее советскими учеными и специалистами впервые в мировой практике был решен ряд важных научно-технических проблем: комплексная переработка нефелиновых руд и концентратов с получением глинозема, соды, поташа и цемента, комплексная переработка алунитовых руд с получением глинозема, сульфата калия и серной кислоты, а также многие другие.

Свойства алюминия – aluminium-guide.com

Физические  свойства алюминия

Основные физические  свойства алюминия и алюминиевых сплавов, которые являются полезными для применения:

Эти свойства алюминия представлены ниже в таблицах [1]. Они могут рассматриваться только как основание для сравнения сплавов и их состояний и не должны применяться для инженерных расчетов. Они не являются гарантированными величинами, поскольку в большинстве случаев являются осредненными значениями для изделий с различными размерами, формами и методами изготовления. Поэтому они не могут быть в точности репрезентативными для изделий любых размеров и форм.

Номинальные величины плотности популярных алюминиевых сплавов представлены для отожженного состояния (О). Различия в плотности связаны с тем, что сплавы имеют различные легирующие элементы и в разных количествах: кремний и магний легче алюминия (2,33 и 1,74  г/см³), а железо, марганец, медь и цинк – тяжелее (7,87; 7,40; 8,96 и 7,13 г/см³).

О влиянии физических свойств алюминия и, в частности, его плотности, на конструкционные характеристики алюминиевых сплавов см. здесь.

Алюминий как химический элемент

• Алюминий является третьим по распространенности – после кислорода и кремния – среди около 90 химических элементов, который обнаружены в земной коре.
• Среди элементов-металлов – он первый.
• Этот металл обладает многими полезными свойствами, физическими, механическими, технологическими – благодаря которым он широко применяется во всех сферах человеческой деятельности.
• Алюминий – это ковкий металл, который имеет серебристо-белый цвет и легко обрабатывается большинством методов обработки металлов давлением: прокаткой, волочением, экструзией (прессованием), ковкой.
• Его плотность – удельный вес – составляет около 2,70 граммов на кубический сантиметр.
• Чистый алюминий плавится при температуре 660 градусов Цельсия.
• Алюминий имеет относительно высокие коэффициенты теплопроводности и электропроводности.
• В присутствии кислорода всегда покрыт тонкой, невидимой пленкой оксида. Эта пленка является в значительной степени непроницаемой и имеет довольно высокие защитные свойства. Поэтому алюминий обычно демонстрирует стабильность и длительный срок службы при нормальных атмосферных условиях.

Комбинация свойств алюминия и его сплавов

Алюминий и его сплавы обладают уникальными комбинациями физических и других свойств. Это сделало алюминий одним из наиболее разносторонних, экономически выгодных и привлекательных конструкционных и потребительских материалов. Алюминий находит применение в очень широком диапазоне – от мягкой, очень пластичной упаковочной фольги до самых ответственных космических проектов. Алюминий по праву является вторым после стали среди многочисленных конструкционных материалов.

Низкая плотность

Алюминий – это один из самых легких промышленных конструкционных. Плотность алюминия приблизительно в три раза ниже, чем у стали или меди. Это физическое свойство обеспечивает ему высокую удельную прочность – прочность на единицу массы.

Рисунок 1.1 – Объем единицы веса алюминия в сравнении с другими металлами [3]

Рисунок 1.2 – Влияние легирующих элементов на
прочностные свойства, твердость,
хрупкость и пластичность [3]

Рисунок 1 – Прочность на единицу плотности алюминия в сравнении с различными металлами и сплавами [3]

Рисунок 2 – Кривые растяжения алюминия в сравнении с различными металлами и сплавами [3]

Поэтому алюминиевые сплавы широко применяют в транспортном машиностроении для увеличения грузоподъемности транспортных средств и экономии топлива.

• Паромные катамараны,
• нефтяные танкеры и
• самолеты –

вот лучшие примеры применения алюминия в транспорте.

Рисунок 3 – Плотность алюминия в зависимости от его чистоты и температуры [2]

Коррозионная стойкость

Алюминий имеет высокую коррозионную стойкость благодаря тонкому слою оксида алюминия на его поверхности. Эта оксидная пленка мгновенно образуется, как только свежая поверхность алюминия входит в контакт с воздухом (рисунок 4). Во многих случаях это свойство позволяет применение алюминия без какой-либо специальной обработки поверхности. Если требуется дополнительное защитное или декоративное покрытие, то применяют анодирование или окраску его поверхности.

Рисунок 4
а – естественное оксидное покрытие на сверхчистом алюминии;
б – коррозия алюминия чистотой 99,5 % с естественным оксидным покрытием
в коорозионно агрессивной среде [2]

Рисунок 5.1 – Влияние легирующих элементов на коррозионную стойкость и усталостную прочность [3]

Рисунок 5. 2 – Точечная коррозия (питтинговая коррозия) алюминиевых листов
из сплава 3103 в различных коррозионных условиях [3]

Прочность

Прочностные свойства чистого алюминия являются довольно низкими (рисунок 6). Однако эти механические свойства могут возрастать очень сильно, если в алюминий добавляют легирующие элементы и, кроме того, его подвергают термическому (рисунок 6) или деформационному (рисунок 7) упрочнению.

Типичными легирующими элементами являются:

• марганец,
• кремний,
• медь,
• магний
• и цинк.

Рисунок 6 – Влияние чистоты алюминия на его прочность и твердость [2]

Рисунок 7 – Прочностные свойства высокочистых деформируемых
алюминиево-медных сплавов в различных состояниях [2]
(О – отожженный, W – сразу после закалки, Т4 – естественно состаренный, Т6 – искусственно состаренный)

Рисунок 8 – Механические свойства алюминия 99,50 %
в зависимости от степени полученной холодной деформации [2]

Рисунок 2 – Влияние легирующих элементов на плотность и модуль Юнга [3]

Прочность при низких температурах

Известно, что сталь становится хрупкой при низких температурах. Алюминий же, напротив, при низких температурах повышает свою прочность и сохраняет высокую вязкость. Именно это физическое свойство дало возможность его применения в космических аппаратах, которые работают в условиях космического холода.

Рисунок 9 – Изменение механические свойства алюминиевого сплава 6061
с понижением температуры

Теплопроводность

Алюминий проводит тепло в три раза быстрее, чем сталь. Это физическое свойство является очень важным в теплообменных аппаратах для нагрева или охлаждения рабочей среды. Отсюда – широкое применение алюминия и его сплавов в кухонной посуде, кондиционерах воздуха, примышленных и автомобильных теплообменниках.

Рисунок 10 – Теплопроводность алюминия в сравнении с другими металлами [3]

Отражательная способность

Алюминий является отличным отражателем лучистой энергии во всем интервале длин волн. Это физическое свойство позволяет применять его в приборах, которые работают от ультрафиолетового спектра через видимый спектр до инфракрасного спектра и тепловых волн, а также таких электромагнитных волн, как радиоволны и радарные волны [1].

Алюминий имеет способность отражать более 80 % световых волн, что обеспечивает ему широкое применение в осветительных приборах (рисунок 11). Благодаря этому физическому свойству он находит применение в теплоизоляционных материалах. Например, алюминиевая кровля отражает большую долю солнечного излучения, что обеспечивает в помещениях прохладную атмосферу летом и, в то же время, сохраняет тепло помещения зимой.

Рисунок 11 – Отражательные свойства алюминия [2]

Рисунок 12 – Отражательные свойства и эмиссивность алюминия с различной обработкой поверхности [3]

Рисунок 13 – Сравнение отражательных свойств различных металлов [3]

Электрические свойства

• Алюминий является одним из двух доступных металлов, которые имеют достаточно высокую электрическую проводимость, чтобы применять их в качестве электрических проводников.
• Электрическая проводимость «электрической» марки алюминия 1350 составляет около 62 % от международного стандарта IACS – электрической проводимости отожженной меди.
• Однако удельный вес алюминия составляет только треть от удельного веса меди. Это означает, что он проводит в два раза больше электричества, чем медь того же веса. Это физическое свойство обеспечивает алюминию широкое применение в высоковольтных линиях электропередачи (ЛЭП), трансформаторах, электрических шинах и цоколях электрических лампочек.

Рисунок 14 – Электрические свойства алюминия [3]

Магнитные свойства

Алюминий обладает свойством не намагничиваться в электромагнитных полях. Это делает его полезным при защите оборудования от воздействия электромагнитных полей. Другим применением этого свойства является компьютерные диски и параболические антенны.

Рисунок 15 – Намагничиваемость алюминиевого сплава AlCu [3]

Токсические свойства

Это свойство алюминия – отсутствие токсичности – было обнаружено еще в начале его промышленного освоения. Именно это свойство алюминия дало возможность  его применения для изготовления кухонной посуды и приборов без какого-либо вредного воздействия для тела человека. Алюминий со своей гладкой поверхностью легко поддается чистке, что важно для обеспечения высокой гигиены при приготовлении пищи. Алюминиевая фольга и контейнеры широко и безопасно применяются при упаковке с прямым контактом с продуктами.

Звукоизоляционные свойства

Это свойство алюминия дает ему применение при выполнении звукоизоляции потолков.

Способность поглощать энергию удара

Алюминий имеет модуль упругости в три раза меньший, чем у стали. Это физическое свойство дает большое преимущество для изготовления автомобильных бамперов и других средств безопасности автомобилей.

Рисунок 16 – Автомобильные алюминиевые профили
для поглощения энергии удара при аварии

Пожаробезопасные свойства

Алюминиевые детали не образует искр при ударе друг о друга, а также другие цветные металлы. Это физическое свойство находит применение при повышенных мерах пожарной безопасности конструкций, например, на морских нефтяных вышках.

Вместе с тем, с повышением температуры выше 100 градусов Цельсия прочность алюминиевых сплавов значительно снижается (рисунок 17).

Рисунок 17 – Прочность при растяжении алюминиевого сплава 2014-Т6
при различных температурах испытания [3]

Технологические свойства

Легкость, с которой алюминий может быть переработан в любую форму – технологичность, является одним из наиболее важных его достоинств. Очень часто он может успешно конкурировать с более дешевыми материалами, которые намного труднее обрабатывать:

• Этот металл может быть отлит любым методом, который известен металлургам-литейщикам.
• Он может прокатан до любой толщины вплоть до фольги, которая тоньше листа бумаги.
• Алюминиевые листы можно штамповать, вытягивать, высаживать и формовать всем известными методами обработки металлов давлением.
• Алюминий можно ковать всеми методами ковки
• Алюминиевая проволока, которую волочат из круглого прутка, может затем сплетаться в электрические кабели любого размера и типа.
• Почти не существует ограничений формы профилей, в которые получают из этого металла методом экструзии (прессования).

Рисунок 18.1 – Литье алюминия в песчаную форму

Рисунок 18.2 – Непрерывная разливка-прокатка алюминиевой полосы [5]

Рисунок 18.3 – Операция высадки при изготовлении алюминиевых банок [4]

Рисунок 18.4 – Операция ковки алюминия

Рисунок 18.5 – Холодное волочение алюминия

Рисунок 18.6 – Прессование (экструзия) алюминия

Источники:

1. Aluminium and Aluminium Alloys. – ASM International, 1993.
2. A. Sverdlin Properties of Pure Aluminum // Handbook of Aluminum, Vol. 1 /ed. G.E. Totten, D.S. MacKenzie, 2003
3. TALAT 1501
4. TALAT 3710

ПИГМЕНТЫ С ЭФФЕКТОМ СЕРЕБРИСТОГО АЛЮМИНИЯ

СЕРЕБРИСТЫЕ АЛЮМИНИЕВЫЕ ПИГМЕНТЫ ДЛЯ ЛАКОКРАСОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Серебристые алюминиевые пигменты для кэн-коутинга:
пигменты марки MIRAL и FINAL в виде пудры или пасты обеспечивают наивысший уровень защиты в эпоксидно-фенольных и иных составах. Линейка продукции сочетает в себе функциональность и привлекающий внимание эффект «металлик».  Однородные частички очень мелкого размера обеспечивают оптимальную кроющую способность и электрическую проводимость. Измерение пористости внутреннего покрытия консервных банок — один из самых важных тестов для производителей покрытий такого назначения. Во время этой проверки на покрытие подается ток, выражаемый в мА. Для покрытий с алюминиевым пигментом стандартное значение равно не более 10 мА. Пигменты в виде пудры обеспечивают лучшие результаты при маскировке дефектов металла в покрытии консервных банок.

Серебристые алюминиевые пигменты для порошковых красок:
в пленке порошкового покрытия всплывающие чешуйчатые алюминиевые пигменты перемещаются по направлению к поверхности. Такой механизм обеспечивает высокий уровень металлического блеска. По сравнению с более грубыми частичками, мелкие частички гарантируют более выраженный эффект хромирования из-за более высокой укрывистости и мобильности во время процесса отверждения. Наши марки лучше всего подходят для процесса сухого смешения с рекомендуемой концентрация пигмента 2-5%.

Для того, чтобы защитить эффектный слой с металлическим пигментом всплывающего типа, рекомендуется поверх нанести защитный прозрачным слоем.

Серебристые алюминиевые пигменты для аэрозольных красок:
марка SPRAYAL отлично зарекомендовала себя на рынке аэрозольных красок. Универсальное правило для использования металлических пигментов в аэрозольных баллончиках: диаметр сопла должно быть, по крайней мере, в 3 раза больше размера частички D90 металлического пигмента в составе.

Серебристые алюминиевые пигменты для изделий ручной работы и цветов:
окрашивание путем погружения в жидкость — это широко используемая техника для различных подложек из бумаги, дерева, металла, пластмассы, керамики, а также цветов и растений. 2-компонентная система на водной основе исключает использование опасных растворителей и обеспечивает:

• отличные рабочие характеристики
• яркость цвета
• идеальную адгезию
• высокую эластичность покрытия
• и прочие преимущества

Анодированный алюминий и его основные преимущества.

В начале 19-го века прекрасный и современный изобретатель на то время Ганс Христиан Эрстед открыл некое вещество, которое имело приятный металлический блеск, однако вещество было непохоже на другие металлы, в основном из-за того, что имело специальные антикоррозийные свойства, а также легкий вес. Удивительно насколько прочный при своем весе был алюминий.

Вначале открытие позволило данный металл отнести к числу драгоценных, тем самым многие ювелиры того времени стали создавать украшения на основе данного металла. Алюминий экологически чистый материал, который не наносит вреда организму. Он чистый и безопасный, гипоаллергенный. До сих пор сохранились находки алюминиевых украшений, как простых, так и самых дорогих. Короны, серьги, ожерелья и прекрасные браслеты на запястья.

Сегодня алюминий стал более простым металлом, который используется не только для создания украшений, но также в строительстве в ремонтных работах, в отделочных работах и многом другом. Его главной особенностью является невысокая цена, относительный вес, прочность, устойчивость к агрессивным средам, к коррозии.

Используется металл везде, однако стоит отметить, что при таких потрясающих технических и эксплуатационных характеристиках, анодирование придает металлу в разы больше прочности, устойчивости и продолжительный срок службы данного металла также в разы вырастает. Анодирование – это специальная техника, которая строится на окислении металла.

То есть на поверхности изделий появляется окисленная пленка, устойчивая к различным механическим и физическим повреждениям, она то и дает ту самую прочность, устойчивость к коррозии и другим агрессивным факторам окружающей среды.

Зачем нужно анодирование? Скажем так. Какой бы ни был алюминий прочный и устойчивый, все равно он не настолько совершенен, как анодированный профиль. Анодирование позволяет создавать изделия устойчивые и прочные, способные служить веками и сохранять свои привлекательные свойства. Анодированные изделия служат дольше, а также могут любые нагрузки спокойно выдерживать.

Анодирование придает изделиям прочности. Хоть металл сам по себе прочный, анодирование словно увеличивает в разы прочность металла. Благодаря такой небольшой обработке, создается совершенный материал, по невысокой стоимости, который может быть использован в различных сферах деятельности.

Также рекомендуем прочитать:

Декоративные карнизы – возможность сделать помещение еще ярче и эффектнее!

Устанавливаем карниз для штор. Что необходимо знать?

Алюминиевый лист: разновидности

Альфа-оксид алюминия | Полезное | МикроИнтек

Оксид алюминия может находиться в одной из нескольких кристаллических форм, включая наиболее устойчивую – альфа-оксид алюминия.

Модификация α-Al₂O₃ встречается в природе в форме минерала корунда. Обыкновенный корунд представляет собой непрозрачный мелко- или крупнозернистый минерал, бесцветный или сероватый, иногда в виде крупных непрозрачных кристаллов. Крупные прозрачные кристаллы корунда являются драгоценными камнями. Кристаллы альфа-модификации также могут быть окрашены в красный (рубин), синий (сапфир), фиолетовый и другие цвета за счет наличия примесей в виде оксидов различных металлов.

Свойства и получение α-оксида алюминия

Оксид алюминия встречается в форме отдельных или объединенных в группы кристаллов, зерен, обособленных вкраплений, плотных зернистых агрегатов. Корунд имеет металлический блеск, в отдельных случаях наблюдается эффект астеризма за счет наличия включений тонких ориентированных рутиловых иголок.

Альфа-оксид алюминия имеет форму кристаллов, нерастворимых в воде, имеющих температуру плавления 2050°C, плотность 3960 кг/м³, температуру кипения выше 3000°C. Материал отличается химической стойкостью, нерастворим в кислотах.

Искусственную альфа-форму оксида алюминия получают из бокситов и других высокоглиноземных минералов методом термической обработки. Технический альфа-оксид алюминия может быть получен нагреванием гидроксида алюминия и его солей выше 900°C. Во время нагревания алюминиевых солей до температур более 600°C образуется кубическая гамма-форма оксида алюминия, которая после достижения температуры 900°C необратимо преобразуется в альфа-модификацию.

Применение альфа-оксида алюминия

В промышленности α-оксид алюминия, обладающий высокой температурой плавления, используют для изготовления огнеупорных изделий, электроизоляционной продукции, электрокерамики, радиокерамики и других специальных видов керамики, электрофарфора и различных эмалей. Керамика из оксида алюминия характеризуется повышенной твердостью, огнеупорностью, изоляционными и антифрикционными свойствами, что позволяет применять ее в подложках интегральных схем, горелках газоразрядных ламп и запорных элементах кранов.

Искусственный альфа-оксид алюминия благодаря высокой твердости используют в производстве абразивных, шлифовальных материалов и режущих дисков для шлифовально-режущего оборудования. Материал данной модификации также служит сырьем для промышленного получения алюминия, применяется в качестве катализатора, адсорбента, инертного наполнителя в химическом производстве.

Компания «Микроинтек» использует собственные технологии получения различных модификаций оксида алюминия. Наличие современных производственных мощностей позволяет нашему предприятию выпускать продукцию на основе оксида алюминия, характеристики которой полностью отвечают требованиям заказчика.

Самородный алюминий (Al)

• Химический состав: Al, элементарный алюминий
• Класс: Элементы
• Подкласс: Родные металлы
• Использование: Везде, где требуется легкий металл, а также взрывчатые вещества и лекарства.
• Образцы

Самородный алюминий редко встречается в природе в своей элементарной форме, даже хотя в земной коре больше только кислорода и кремния.Он был обнаружен в вулканических грязях и в виде крошечных зерен в очень необычных условиях наряду с другими элементарными металлами.

Алюминий известен как алюминий за пределами США.

Производство металлического алюминия из руд осуществляется электролизом; большой электрический ток генерирует алюминий на катоде, а кислород выделяется при анод.

В то время как алюминий мягкий и непрочный в чистом виде, при сплавлении с другими металлами, такими как медь, магний или марганец, его механические свойства могут значительно улучшиться.Алюминий имеет только 60% электропроводности меди, но его легкий вес и относительно низкая стоимость делает его предпочтительным металлом для многие приложения для передачи электроэнергии. Алюминий относительно прочный (на единицу веса), такой же прочный, как сталь, хотя и примерно вдвое слабее титана, что в сочетании с его низкой стоимостью делает его популярным металлом для изготовления предметов из металла. пивные банки, шезлонги, лодки, самолеты. Его легко производить, так как это второй по пластичности металл и шестой по пластичности — единственная трудность заключается в его сварке.

На самом деле алюминий чрезвычайно реактивен, и на любой голой поверхности мгновенно образуется микроскопический оксидный слой (корунд), который воздухонепроницаем и предотвращает дальнейшее окисление. В условиях сильной жары алюминий может начать гореть (как и магний) и даже может гореть под водой, похищая кислород из воды. Смесь, называемая термитом, представляет собой порошкообразный оксид алюминия и железа (обычно магнетит). При воспламенении алюминий отбирает кислород у ржавчины, выделяя большое количество тепла и оставляя расплавленное железо.Кроме того, порошкообразный алюминий является основным топливом (окисляемым) в медленных взрывчатых веществах. таких как фейерверки, и в твердотопливных ракетах, включая космический челнок бустеры.

Это высокореактивная природа алюминия, которая предотвращает естественное элементарного алюминия в природных образцах. За несколько лет (медленно на человеческие масштабы времени, но мгновение ока в геологическом времени) любой металлический алюминий под воздействием процессов выветривания, воды и кислорода, разлагается.Единственный минеральные зерна самородного алюминия были обнаружены в некоторых сильно восстановленных (низко кислород) недавно образовались вулканические грязи и горные породы, а также метеориты. Редко, образцы самородного алюминия можно найти в виде зерен в полированных слябах, но большинство образцы элементарного алюминия, продаваемые в магазинах по производству горных пород, выращиваются в лаборатории, вероятно, путем кипячения. алюминия в закрытом сосуде и позволяя парам конденсироваться вдоль стенки и крыша контейнера. Хотя эти образцы действительно могут быть эстетически приятны, это не кристаллы природного или самородного алюминия.

ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

• Цвет серебристо-белый.
• Люстра металлическая.
• Прозрачность: Кристаллы непрозрачны.
• Crystal System изометричен.
• Crystal Habits ограничены микроскопическими включениями и конкрециями в вулканических илах.
• Спайность отсутствует.
• Твердость 1.5 (очень мягкий)
• Удельный вес — 2,72 (очень легкий для металлов).
• Полоса белая.
• Ассоциированные минералы включают золото , медь , и цинк .
• Примечательные события ограничены Россией, Заиром, и Баку, Азербайджаном.
• Индикаторы наилучшего поля: Редкость, цвет, мягкость, блеск и местность.

Список минералов от А до Я

Эти списки в алфавитном порядке включают синонимы общепринятых названий минералов, произношение этого имени, происхождение имени и информация о местонахождении. Посетите наш расширен выбор картинок с минералами. Значок произношения Иконки быстрого доступа Обозначения B Допустимые виды (жирный шрифт) — Все минералы, входящие в состав IMA утверждены или считались действительными до 1959 г. , выделены жирным шрифтом тип. — звуковой файл. Предоставлено фото Atlas of Minerals. Mineral Image Icon — Минеральное изображение присутствует для этого минеральная. Щелкните значок, чтобы просмотреть изображение. Значок галереи изображений минералов — присутствует несколько изображений для этого минерала. Щелкните значок, чтобы просмотреть галерею изображений. j Значок формы кристалла — есть форма кристалла (jCrystal) форма для этого минерала.Щелкните значок, чтобы просмотреть кристаллическую форму. Аплет. НОВИНКА — Файл структуры jPOWD от американского минералога База данных по кристаллической структуре присутствует. Щелкните значок, чтобы просмотреть апплет Crystal Structure, полученный из файлов .cif с использованием jPOWD .. Расчетные значки радиоактивной опасности Обнаружение излучения с очень чувствительной инструменты. API Gamma Ray Intensity Излучение очень слабое. API Gamma Ray Intensity> 501 Единицы API и <10 000 единиц API. Излучение слабое. API Gamma Ray Intensity> 10,001 Единицы API и <100 000 единиц API. Радиация сильная. API Gamma Ray Intensity> 100 001 единиц API и <1 000 000 единиц API. Радиация очень сильная. API Gamma Ray Intensity> 1 000 001 единиц API и <10 000 000 единиц API. Радиация ОПАСНО. API Gamma Ray Intensity> 10,000 001 Единицы API. Распределение минеральных видов В Webmineral Количество видов Примечания 2,722 Допустимые минеральные виды, утвержденные IMA. 1,627 Текущее количество полезных ископаемых до 1959 г. (Прадеды). 4,349 Всего допустимых видов 111 Не одобрен IMA. 81 Ранее действующий вид Дискредитирован IMA. 149 Предлагаемые новые минералы ожидают публикации. 6 + 6 = 12 Дубликаты минералов с действительной даной или Струнц Классификационные номера. 12 Потенциально пригодные полезные ископаемые, не представленные в IMA. 4,714 Всего в Webmineral 2691 Количество синонимов названий минералов (Все Минералы = 7,407) Другие списки минеральных видов в Интернете по алфавиту Alkali-Nuts (английский) Орехи щелочные (Francais) Amethyst Galleries, Inc. — Минеральная галерея ATHENA Mineralogy Калифорнийский технологический институт Евромин пр. l’cole des Mines de Paris Минро на Большом взрыве и трусах MinDat.org (списки Джолион Ральф) Минералогический клуб Антверпена, Бельгия (список Майкла Купера) MinLex (Deutsch) «Минеральный лексикон» MinMax (Deutsch) MinMax (английский) Королевство минералов и драгоценных камней U.C Беркли

Алюминий | Коалиция по образованию в области полезных ископаемых

Вернуться к базе данных полезных ископаемых

Алюминий — самый распространенный металлический элемент в земной коре. Бокситовая руда является основным источником алюминия и содержит алюминиевые минералы гиббсит, бемит и диаспор. Алюминий используется в Соединенных Штатах в упаковке, транспортировке и строительстве. Поскольку боксит представляет собой смесь минералов, он сам по себе является горной породой, а не минералом.Бокситы бывают красновато-коричневыми, белыми, желто-коричневыми и желто-коричневыми. Он имеет матовый или землистый блеск и может выглядеть как глина или земля.

Тип

Элемент (минералы / руды)

Классификация минералов

Оксид

Химическая формула

Al (OH) 3 (гиббсит), γ-AlO (OH) (бемит), α-AlO (OH) (диаспор)

Полоса

Белый (бемит)

Твердость по шкале Мооса

6.5-7 (диаспора), 3,5 (бемит)

Кристаллическая система

Орторомбический

Цвет

Белый, бесцветный, бледно-серовато-коричневый; желтоватый или красноватый при загрязнении. Бокситовая руда бывает красновато-коричневой, белой, желто-коричневой и желто-коричневой.

Глянец

Стекловидное, жемчужное, адамантиновое

Перелом

Конхоидальный (диаспора), Неровный (бемит)

• Бокситы

Описание

Алюминий — самый распространенный металлический элемент в земной коре.Бокситовая руда является основным источником алюминия и содержит алюминиевые минералы гиббсит, бемит и диаспор. Алюминий используется в Соединенных Штатах в упаковке, транспортировке и строительстве. Поскольку боксит представляет собой смесь минералов, он сам по себе является горной породой, а не минералом. Бокситы бывают красновато-коричневыми, белыми, желто-коричневыми и желто-коричневыми. Он имеет матовый или землистый блеск и может выглядеть как глина или земля.

Отношение к горному делу

Поскольку металлический алюминий реагирует с водой и воздухом с образованием порошкообразных оксидов и гидроксидов, металлический алюминий никогда не встречается в природе.Многие распространенные минералы, включая полевой шпат, содержат алюминий, но извлечение металла из большинства минералов очень энергоемкое и дорогое. Таким образом, бокситы являются основным источником алюминия в мире и обеспечивают 99% металлического алюминия. Он также используется в производстве синтетического корунда и глиноземистых огнеупоров.

Боксит — это название смеси подобных минералов, содержащих гидратированные оксиды алюминия, таких как гиббсит, диаспор и бемит. Боксит образуется при вымывании (выщелачивании) кремнезема в алюминиевых породах (то есть породах с высоким содержанием минерального полевого шпата). Этот процесс выветривания происходит в тропических и субтропических климатических условиях. Это означает, что многие страны с нынешним тропическим климатом или когда-то были тропическими, имеют самые большие запасы бокситовой руды, например, Бразилия, Ямайка, Гвинея и Австралия.

Альтернативные источники алюминия могут когда-нибудь включать каолиновую глину, горючие сланцы, минерал анортозит и даже угольные отходы. Однако до тех пор, пока запасы бокситов остаются в изобилии, а производственные затраты низки, технологии переработки этих альтернативных источников в глинозем или металлический алюминий, вероятно, не будут развиваться дальше экспериментальной стадии.

Добыча бокситов на поверхности: 7-е издание IMAR
Приблизительно 85–90% мировой добычи бокситов осуществляется открытым способом, в основном в Китае, Восточной и Южной Европе и России. В открытых карьерах бокситы обычно извлекаются из пластов, обычно толщиной 4–6 м под покрывающими слоями, которые могут достигать 10 м, покрытых тонким слоем верхнего слоя почвы и связанной с ним растительностью. На некоторых участках неметаллургической добычи мощность вскрыши может достигать 70 м и более.
При добыче бокситов открытым способом могут использоваться экскаваторы, роторные экскаваторы, бульдозеры, драглайны, экскаваторы и скреперы для снятия вскрыши с руды. Кроме того, для выемки и погрузки сырой руды обычно используются драглайны, фронтальные погрузчики и экскаваторы. Погрузка обычно осуществляется в самосвалы, либо непосредственно в железнодорожные вагоны, либо на конвейерные системы для транспортировки на предприятия по переработке бокситов или склады.

Подземная добыча бокситов: IMAR 7-е издание
В зависимости от природы бокситов при подземных операциях обычно используется базовый набор стандартных методов подземной добычи, которые включают обрушение блоков в сочетании с усадочной остановкой, подуровневой остановкой, верхней срезкой, длинными забоями и помещениями. и-столбовые методы.Чрезмерный приток воды является серьезной проблемой на большинстве этих шахт, особенно в выработках, разрабатываемых ниже уровня карстовых грунтовых вод. В этих случаях осушающие стволы часто пробуриваются, чтобы снизить активный уровень воды на руднике.

использует

Около 85% всех бокситов, добываемых во всем мире, используется для производства глинозема для переработки в металлический алюминий. Еще 10% производит оксид алюминия, который используется в химических, абразивных и огнеупорных изделий. Оставшиеся 5% боксита используются для изготовления абразивов, огнеупорных материалов и соединений алюминия.

Легкость, прочность и коррозионная стойкость алюминия являются важными факторами при его применении. Металлический алюминий используется в транспортировке, упаковке, такой как банки для напитков, строительстве зданий, электротехнике и других продуктах.

Алюминий, третий по распространенности элемент на поверхности Земли, очевидно, безвреден для растений и животных.

Вернуться к базе данных полезных ископаемых

Минералы: Блеск | The Happy Scientist

Сначала многих людей немного смущает блеск. Блеск — это способ, которым объект отражает свет, и хотя различные типы блеска сложно описать, ваш повседневный опыт позволяет легко их распознать. Как только вы поймете блеск, вы сразу узнаете обычные блески.

Металлический глянец

Первым шагом к идентификации образца является определение того, имеет ли он металлический или неметаллический блеск. К счастью, вы уже знаете, как выглядит металл. Все, что вам нужно сделать, это спросить себя, похоже ли это на кусок металла? Помните, что металлы бывают разных цветов, например, золото, серебро, медь, латунь, железо и алюминий.Металлы могут быть очень блестящими, как хром на вашей машине, или тусклыми, как свинцовая грузила. Даже со всеми этими вариациями, если вы посмотрите на кучу предметов, вы обнаружите, что очень легко выбрать те, которые сделаны из металла, просто взглянув на них. Ваш мозг уже знает, как распознать металлический блеск.

Какие из перечисленных выше предметов сделаны из металла? Благодаря металлическому блеску их легко заметить.

Хотите это проверить? Найдите минутку, чтобы осмотреть комнату вокруг себя.Сколько предметов из металла вы видите? Посчитайте, сколько разных цветов металла вы найдете. Обратите внимание, что некоторые из них очень блестящие, а другие довольно тусклые. Тем не менее, все они похожи на металл. Все они имеют металлический блеск.

Стекловидный блеск

Второй по важности блеск — стекловидный блеск. Это также самый распространенный из всех люстр. Стекловидное означает стекло, поэтому вещи со стекловидным блеском выглядят так, как будто они сделаны из стекла. Опять же, попробуйте игнорировать цвет.Стекло может быть любого цвета. Он может быть прозрачным или непрозрачным, но при этом имеет стеклянный блеск.

Стекло, пластик, минералы и даже крылья насекомых могут иметь стекловидный блеск.

Снова оглянитесь вокруг, на этот раз ища вещи со стеклянным блеском. Не все они будут стеклянными. Например, многие виды пластика имеют стеклянный блеск. Сравните пластиковую бутылку с водой со стеклянной. Оба отражают свет примерно одинаково. Оба имеют стекловидный блеск.Если вы сомневаетесь, представьте, что вы никогда раньше не видели этот объект. Представьте, что вы понятия не имеете, из чего он на самом деле сделан. Если бы вы увидели его на земле, подумали бы вы: «О, это похоже на кусок стекла»? Если ответ положительный, значит, он имеет стекловидный блеск.

Другие люстры

Помимо металлического и стекловидного, есть еще несколько блеска, с которыми вы, вероятно, столкнетесь при изучении минералов. Некоторые из них довольно распространены, в то время как другие встречаются только в нескольких обычных минералах.

1. Earthy Lustre: Подумайте о куске грязи. Он состоит из очень мелких зерен, и он тусклый, а не блестящий. В поисках землистого блеска нарисуйте такие вещества, как глина, мел, горшечная земля и молотая корица.
2. Adamantine Lustre: Как стекловидный блеск, но ОЧЕНЬ блестящий. Бриллиант — хороший пример адамантинового блеска.
3. Pearly Lustre: Подумайте о перламутре или внутренней части морской раковины.
4. Шелковистый блеск: Волокнистый. Похоже, он состоит из множества слипшихся тонких волокон.
5. Смолистый блеск: Подумайте о том, как кусок воска, янтаря или древесного сока отражает свет. Не такой блестящий, как стекловидный блеск.
6. Тусклый блеск: Не металлический, стекловидный или какой-либо другой. То, что там написано, скучно.

А теперь взгляните на свои образцы минералов. Отсортируйте их по разным цветам, а затем сравните свои результаты с таблицей идентификации минералов.Чем больше вы практикуетесь с блеском; тем легче становится.

Металлических минералов | Счастливый ученый

Название минерала: существует так много минералов, которые представляют собой металлические руды, что я сгруппировал их все в одну группу для этого упражнения.

---

Когда мы осматривали комнату в поисках металлических люстр, вы, вероятно, заметили довольно много предметов, сделанных из металла. Большинство наших металлов получают из минералов, поэтому, если вы посмотрите вокруг, вы можете поставить точку практически на любом металле.Как видно из списка ниже, существует довольно много минералов, которые являются металлическими рудами, поэтому вы можете использовать точки одного цвета для металлов.

Для большинства металлов существует несколько различных минералов, которые могут быть использованы в качестве источника. Для каждого металла я перечислил некоторые из основных минералов, но часто бывает гораздо больше, которые либо недостаточно распространены для добычи, либо требуют слишком большой обработки для использования. Вам может показаться интересным, что многие металлические руды не имеют металлического блеска, когда они находятся в минеральной форме.Подобно тому, как железо теряет свой металлический блеск, когда оно превращается в ржавчину, во многих из этих минералов металл соединяется с другими элементами, что изменяет блеск.

• Минералы железа и стали: магнетит, гематит, гетит, лимонит, сидерит
  Используется для металлических полок или шкафов, металлических раковин, смесителей, ножниц, гвоздей, шурупов, инструментов и т. Д.
• Минералы алюминия: гиббсит, бемит, диаспор.
  Используется в алюминиевых банках, фольге, рамах для окон и дверей, компакт-дисках и DVD, компьютерах, светодиодах для фонарей, обшивке зданий, деталях для транспорта (автомобили, велосипеды, лодки, самолеты), краски, фейерверки, кухонные принадлежности и т. д.
• Минералы меди: самородная медь, халькопирит, халькоцит.
  Используется для электропроводки, печатных плат электрических устройств, труб для воды и газа, монет, кровли, кастрюль и сковородок. Медь используется в производстве латуни и бронзы.
• Минералы цинка: сфалерит
  Используется для гальванических покрытий для защиты металлов от коррозии и для электрических батарей. Цинк используется при производстве латуни и бронзы. Оксид цинка используется для изготовления белой краски, солнцезащитных кремов и резины.
• Минералы хрома: хромит
  Используется для блестящего покрытия смесителей, автомобильных деталей и т. Д.Добавлен в железо для изготовления нержавеющей стали.
• Минералы вольфрама: вольфрамит, шеелит
  Используется для ламп накаливания и люминесцентных ламп.
• Минералы золота: самородное золото, пирит, халькопирит.
  Используется в ювелирных изделиях и в электрических компонентах, устойчивых к коррозии.
• Минералы серебра: самородное серебро, аргентит, галенит.
  Используется в ювелирных изделиях и фотопленке.

Алюминий

Бокситы

Алюминий

Алюминий — это серебристо-белый металл, он очень легкий (менее в три раза плотнее воды), но крепкий.Поскольку алюминий пластичный, его можно втянуть в проволоку или спрессовать в листы или фольгу. Его легкий вес и устойчивость к коррозии делают его идеальным для использования в самолетах, автомобилях, контейнеры для напитков и здания. Это самый распространенный металлический элемент, и третье место по содержанию всех элементов в земной коре, которое составляет 8% корки по весу; больше только кремний и кислород.

Боксит — это название породы, которая содержит смесь подобных минералов. которые включают гидратированные оксиды алюминия; эти минералы — бемит (AlO (OH)), диаспор (AlO (OH)) и гиббсит (Al (OH) ₃ ).Боксит красновато-коричневый, белый, коричневый и желто-коричневый; имеет тусклый или землистый блеск; и может смотреть как глина или почва. Он образуется в результате химического выветривания таких богатых алюминием скалы как гранит. Бокситы — основной источник алюминия. Хотя бокситы не добывается в США, Соединенные Штаты являются крупным производителем алюминия, который производится в основном из импортных бокситов и переработанного алюминия. Другими ведущими производителями алюминия являются Канада, Китай и Россия.

Алюминий находит широкое применение в быту и промышленности и является знакомый почти всем металл.

Имя

Алюминий является химически активным металлом и не встречается в металлическом состоянии. в природе. Поэтому он был неизвестен как отдельный элемент до 1820-х гг. хотя его существование было предсказано несколькими учеными, изучавшими соединения алюминия. В металлическом виде он был произведен самостоятельно. датский химик и физик Ганс Кристиан Эрстед и немец химик Фредерих Велер в середине 1820-х гг.

Название aluminium произошло от латинского названия alume n. для квасцов (минерал сульфат алюминия). Металл назывался , алюминий . окончание -ium является приемлемым окончанием для большинства элементов на данный момент. Это использование сохраняется в большинстве стран мира, кроме США. Штаты, в названии которых был исключен последний i .

Алюминий и бокситы

Поскольку металлический алюминий реагирует с водой и воздухом с образованием порошкообразных оксидов. и гидроксиды, металлический алюминий в природе не встречается.Многие обычные минералы, включая полевые шпаты, содержат алюминий, но извлекают металл из большинства минералы очень энергоемкие, а значит, и дорогие.

Основная руда алюминия — бокситов, — источник более 99% металлический алюминий. Боксит — это название смеси подобных минералов. содержащие гидратированные оксиды алюминия. Эти минералы представляют собой гиббсит (Al (OH) ₃ ), диаспор (AlO (OH)) и бемит (AlO (OH)). Потому что это смесь минералы, боксит сам по себе является горной породой, а не минералом.Боксит красновато-коричневый, белый, коричневый и желто-коричневый. Он тусклый или землистый по блеску и может выглядеть как глина или почва. Боксит образуется из кремнезема в алюминиевых породах. (то есть породы с высоким содержанием минерального полевого шпата) промывают прочь (выщелоченная). Этот процесс выветривания происходит в тропических и субтропических регионах. климат выветривания.

Альтернативные источники алюминия могут когда-нибудь включать каолиновую глину, масло сланцы, минерал анортозит и даже угольные отходы.Однако пока поскольку запасы бокситов остаются значительными, а производственные затраты низкие, технологии для переработки этих альтернативных источников в глинозем или металл алюминий, скорее всего, не продвинется дальше экспериментальной стадии.

Источники

Австралия обладает огромными запасами бокситов и производит более 40% мировая руда. Бразилия, Гвинея и Ямайка являются важными производителями, при этом меньшее производство примерно из 20 других стран. Производство США, что было важно 100 лет назад, сейчас незначительно.

Большая часть бокситов сначала обрабатывается для получения глинозема или оксида алюминия, белый зернистый материал. Иногда бокситы-сырцы отправляются за границу для переработка в глинозем, а в других случаях — возле шахты. Глинозем легче боксита, потому что вода удалена, и легко течет на обогатительных фабриках, в отличие от боксита, который имеет липкую, мутная консистенция. Австралия, США и Китай являются крупнейшими производители глинозема.Весь глинозем в США производится из импортных боксит.

Металлический алюминий очищается от глинозема, как правило, в промышленно развитых странах. наличие обильных запасов дешевой гидроэлектроэнергии. Процесс переработки это процесс Холла-Эру , названный в честь Чарльза Холла из США. и Пол Л. Эрол из Франции, каждый из которых независимо изобрел процесс в 1866 году. В этом процессе глинозем (оксид алюминия) растворяется в расплавленном криолит (криолит — минерал фторид алюминия, Na ₃ AlF ₆ ).Затем оксид алюминия разделяется на элементы электролизом. Хотя были предприняты попытки заменить этот процесс, и по сей день единственный метод, используемый для изоляции алюминия в промышленных масштабах.

Крупнейшие производители металлического алюминия — Россия, Китай, США. Штаты и Канада, страны, которые обладают богатой гидроэлектростанцией. Более 40 других стран также производят алюминий, в том числе Норвегия, Исландия, Швейцария, Таджикистан и Новая Зеландия, которые небольшие, но гористый и имеет много рек, обеспечивающих гидроэлектроэнергию.Другой районы мира с доступом к обильному и дешевому электричеству, например как Ближний Восток, также расширяют свои производственные мощности по производству металла.

Переработка алюминия путем плавления банок и других продуктов является важной источник металла во многих развитых странах.

Использует

Около 85% всех добываемых в мире бокситов используется для производства глинозема. для рафинирования в металлический алюминий. Еще 10% производит глинозем, который используется в химических, абразивных и огнеупорных изделиях.Остальные 5% боксита используется для производства абразивов, огнеупорных материалов и алюминия. соединения.

Легкость, прочность и коррозионная стойкость алюминия очевидны. важные соображения при его применении. Металлический алюминий используется при транспортировке, упаковке, такой как банки для напитков, строительстве зданий, электрические приложения и другие продукты.

Алюминий, третий по распространенности элемент на поверхности Земли, является очевидно безвреден для растений и животных.

Альтернативные источники

Хотя алюминий очень важен в промышленности и повседневной жизни, при необходимости его можно заменить другими товарами. Например, медь может заменить алюминий в электротехнике. Бумага, пластик и стекло создавать хорошие альтернативы упаковке. Магний, титан и сталь могут быть используется в транспортных средствах и других видах наземного и воздушного транспорта.

Если расходы на электроэнергию не должны резко возрасти, использование алюминия в большинстве из этих приложений вряд ли будет серьезная угроза.Мировой источники бокситов достаточно велики, чтобы удовлетворить спрос на алюминий на какое-то время.

(Информация адаптирована из «Минералы в вашем мире», совместных усилий США. Геологическая служба и Институт минеральной информации.)

Авторские права © 2003-2008 Кэлвин и Розанна Гамильтон. Все права защищены.

Почему металлы блестят? — Chemistry LibreTexts

Мы видим вещи, потому что фотоны попадают в заднюю часть нашей сетчатки и поглощаются специализированными молекулами (белками и связанными с ними молекулами пигмента).Это приводит к изменениям в структуре белка и запускает каскад клеточных событий на нейронах, которые изменяют активность мозга. Так откуда берутся эти фотоны? Прежде всего, они могут излучаться из источника (Солнца, лампочки и т. Д.), Который кажется сияющим и видимым в темноте. Как вариант, фотоны могут отражаться от поверхности; на самом деле большинство вещей, которые мы видим, не излучают свет, а скорее отражают его. Красная футболка кажется красной, потому что она поглощает другие цвета и отражает красный свет.Фотоны также могут преломляться, когда проходят через вещество. Ограненный алмаз сверкает, потому что свет преломляется, когда проходит через материал и выходит из многих граней. Преломление возникает, когда фотоны сталкиваются с электронами, поглощаются, а затем (очень скоро после этого) повторно излучаются при прохождении через материал. Эти процессы требуют времени, поэтому видимая скорость света замедляется. Фотону может потребоваться много тысяч лет, чтобы переместиться от ядра к поверхности Солнца из-за всех столкновений, которые он совершает во время путешествия. ⁶⁸

Чтобы объяснить, почему металлы (и графит) блестят, мы используем комбинацию отражения, преломления и уровней энергии МО. Когда фотон света поглощается и переизлучается, электрон перемещается с одной орбитали на другую. Рассмотрим кусок металла при комнатной температуре. Когда фотон попадает на поверхность металла, он встречает почти непрерывную полосу МО. Большинство фотонов, независимо от их длины волны, могут быть поглощены, потому что существует энергетический зазор между орбиталями, соответствующий энергии фотона.Этот процесс продвигает электроны на более высокий энергетический уровень. Когда электроны опускаются обратно на более низкий уровень энергии, фотоны переизлучаются, что приводит к характерному металлическому блеску. Металлы на самом деле излучают свет, хотя это не означает, что они светятся в темноте (как лампочка или Солнце). Вместо этого металлы поглощают и повторно излучают фотоны даже при комнатной температуре.

Цвет конкретного металла зависит от диапазона длин волн, которые повторно излучаются. Для большинства металлов переизлучаемые фотоны имеют широкий диапазон длин волн, что делает металлическую поверхность серебристой. Некоторые металлы, такие как медь и золото, поглощают свет в синей области и повторно излучают свет с длинами волн, которые смещены в сторону красного конца спектра (400–700 нм), и поэтому они кажутся желтоватыми. Это связано с релятивистскими эффектами, выходящими за рамки этой книги, но это то, чего стоит ожидать в ваших будущих исследованиях по физической химии!

Теперь мы также можем понять, почему металлы излучают свет при нагревании. Кинетическая энергия атомов увеличивается с повышением температуры, что способствует перемещению электронов с орбиталей с низкой энергией на более высокие.Когда эти электроны теряют эту энергию, возвращаясь в основное состояние, они излучаются как свет. Чем выше температура, тем короче длина волны излучаемого света. Когда нить накаливания нагревается, она сначала светится красным, а затем становится все белее, поскольку излучаются фотоны с все большим числом длин волн.

Эта глава привела нас к тому моменту, когда мы должны иметь довольно хорошее представление о типах взаимодействий, которые могут происходить между атомами одного и того же элемента. Мы видели, что свойства различных элементов можно объяснить, рассматривая структуру их атомов и, в частности, то, как ведут себя их электроны, когда атомы взаимодействуют, образуя молекулы или большие группы атомов (например, алмаз.) Что мы еще не рассмотрели, так это то, как атомы разных элементов взаимодействуют с образованием соединений (веществ, которые содержат более одного элемента). В главе 4 мы рассмотрим этот предмет и многое другое.

Вопросы к ответу

1. Какие свойства указывают на то, что вещество является металлическим?

2. Почему металлы блестят?

3. Как можно объяснить металлические свойства атомно-молекулярной структурой Al (например)?

4. Почему мы можем видеть сквозь алмаз, но не через алюминий? А как насчет графита?

5.Почему алюминий (и в этом отношении все металлы) проводят электричество? Что должно происходить на атомно-молекулярном уровне, чтобы это произошло?

6. Что тот факт, что алмаз не проводит электричество, говорит вам о связи в алмазе?

7.