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
|