Алюминий

Алюминий (лат. Aluminium), Al, химический элемент III группы периодической системы Менделеева; атомный номер 13, атомная масса 26,9815; серебристо-белый лёгкий металл. Состоит из одного стабильного изотопа 27Al.

Историческая справка. Название Алюминия происходит от латинского alumen - так ещё за 500 лет до н. э. назывались алюминиевые квасцы, которые применялись как протрава при крашении тканей и для дубления кожи. Датский учёный Х. К. Эрстед в 1825, действуя амальгамой калия на безводный AlCl3 и затем отгоняя ртуть, получил относительно чистый Алюминий. Первый промышленный способ производства Алюминия предложил в 1854 французский химик А. Э. Сент-Клер Девиль: способ заключался в восстановлении двойного хлорида Алюминия и натрия Na3AICI6 металлическим натрием. Похожий по цвету на серебро, Алюминий на первых порах ценился очень дорого. С 1855 по 1890 было получено всего 200 т Алюминия. Современный способ получения Алюминия электролизом криолито-глинозёмного расплава разработан в 1886 одновременно и независимо друг от друга Ч. Холлом в США и П. Эру во Франции.

Распространённость в природе. По распространённости в природе Алюминий занимает 3-е место после кислорода и кремния и 1-е - среди металлов. Его содержание в земной коре составляет по массе 8,80%. В свободном виде Алюминий в силу своей химической активности не встречается. Известно несколько сотен минералов Алюминия, преимущественно алюмосиликатов. Промышленное значение имеют боксит, алунит и нефелин. Нефелиновые породы беднее бокситов глинозёмом, но при их комплексном использовании получаются важные побочные продукты: сода, поташ, серная кислота. В СССР разработан метод комплексного использования нефелинов. Нефелиновые руды в СССР образуют, в отличие от бокситов, весьма крупные месторождения и создают практически неограниченные возможности для развития алюминиевой промышленности.

Физические и химические свойства. Алюминий сочетает весьма ценный комплекс свойств: малую плотность, высокие теплопроводность и электрическую проводимость, высокую пластичность и хорошую коррозионную стойкость. Он легко поддаётся ковке, штамповке, прокатке, волочению. Алюминий хорошо сваривается газовой, контактной и др. видами сварки. Решётка Алюминия кубическая гранецентрированная с параметром а = 4,0413 . Свойства Алюминия, как и всех металлов, в значительной степени зависят от его чистоты. Свойства Алюминия особой чистоты (99,996% ): плотность (при 20°С) 2698,9 кг/м3, tпл 660,24°С; tkип около 2500°С: коэффициент термического расширения (от 20° до 100°С) 23,86o10-6; теплопроводность (при 190°С) 343 вт/мoК (0,82 кал/смoсекo°С), удельная теплоёмкость (при 100°С) 931,98 дж/кг К (0,2226oкал/гo°С); электропроводность по отношению к меди (при 20°С) 65,5%. Алюминий обладает невысокой прочностью (предел прочности 50-60 Мн/м2), твёрдостью (170 Мн/м2 по Бринеллю) и высокой пластичностью (до 50% ). При холодной прокатке предел прочности Алюминий возрастает до 115 Мн/м2, твёрдость - до 270 Мн/м2, относительное удлинение снижается до 5% (1 Мн/м2 " 0,1 кгс/мм2). Алюминий хорошо полируется, анодируется и обладает высокой отражательной способностью, близкой к серебру (он отражает до 90% падающей световой энергии). Обладая большим сродством к кислороду, Алюминий на воздухе покрывается тонкой, но очень прочной плёнкой окиси Al2O3, защищающей металл от дальнейшего окисления и обусловливающей его высокие антикоррозионные свойства. Прочность окисной плёнки и защитное действие её сильно убывают в присутствии примесей ртути, натрия, магния, меди и др. Алюминий стоек к действию атмосферной коррозии, морской и пресной воды, практически не взаимодействует с концентрированной или сильно разбавленной азотной кислотой, с органическими кислотами, пищевыми продуктами.

Большая советская энциклопедия