Основные свойства алюминия

Алюминий и алюминиевые сплавы — первые конструкционные металлы, которые использовались в самолетостроении. Свое значение в самолетостроении алюминий сохранил и в наше время, занимая первое место среди металлов: до 3/4 всей массы современных самолетов изготовлены из алюминия.

Практически нет ни одной отрасли машиностроения, в которой бы не использовали в той или иной мере алюминиевые сплавы. Их применяют в строительных конструкциях, судостроении, железнодорожном и автомобильном транспорте, летательных аппаратах, нефтяном и химическом машиностроении, электротехнике и многих других отраслях.

Алюминиевые сплавы применяются для изготовления самых разнообразных деталей холодильной и криогенной техники. Их используют для изготовления хранилищ и емкостей для транспортировки жидких газов: кислорода, азота, водорода и гелия, не говоря уже об изготовлении установок сжижения и хранения природного газа. Алюминиевые сплавы используют как материл для ректификационных колонн и трубных систем.
Алюминиевые сплавы широко используются для криогенного оборудования, используемого в космосе. Из них изготавливают баки для жидкого кислорода и водорода диаметром 6,5 м и более, баллоны для сжатого гелия.

Из всех легких металлов алюминий характеризуется самым большим объемом производства, занимающим в мировой промышленности второе место. Его обгоняет только сталь.
До конца 80-х гг. XIX века алюминий практически не производился и был не намного дешевле золота. Сохранилось описание банкета, данного Наполеоном III, на котором только гостей королевской крови удостоили чести потчевать алюминиевыми ложками и вилками. Остальные пользовались обычными золотыми и серебряными приборами.

В 1886 г. американский студент Чарльз Холл и молодой французский инженер Поль Эру смогли разработать способ производства алюминия электролизом криолитно-глиноземного расплава. После этого производство алюминия начало расти, а цена его стала резко падать.

Алюминий кристаллизуется в гранецентрированной решетке с периодом а = 0,4041 нм и не имеет полиморфных превращений. Он обладает:

  • малой плотностью (2,7 г/см3);
  • низкой температурой плавления (660 °С);
  • высокой электропроводностью;
  • высокой теплопроводностью;
  • низкой прочностью (σв =100 МПа);
  • высокой пластичностью (δ = 35 %);
  • высокой коррозионной стойкостью.

Хорошая коррозионная стойкость алюминия обусловлена образованием на его поверхности тонкой, плотной пленки оксида Аl2О3, предохраняющей металл от дальнейшего окисления. Удельный объем оксида и металла близки между собой. Благодаря этому оксидная пленка имеет хорошее сцепление с металлом и малопроницаема для всех газов. Благодаря защитному действию пленки алюминий имеет высокую коррозионную стойкость как в атмосфере так и в среде многих органических кислот. В едких щелочах алюминий быстро растворяется. Чем меньше примесей содержит алюминий, тем выше его коррозионная стойкость.

Алюминий высокой чистоты, применяемый для лабораторных целей. Он одержит 99,99 % Al, для технических целей — 99,50 % Аl. Алюминий хорошо деформируется и сваривается, но плохо обрабатывается резанием. Из него можно прокаткой получить тонкую фольгу, с целью применения ее в качестве оберточного материала.