D'Properties, Charakteristiken, Geschichten an Applikatiounen vum Aluminium
Aluminium (och bekannt als Aluminium) ass den am meeschte reichend Metal Element an der Äerdkrust. An et ass och eng gutt Saach, well mir vill vill benotzen. Ongeféier 41 Milliounen Tonne ginn all Joer geschmolt an an enger breed Arrangement vun Applikatiounen beschäftegt. Vun Autoauto bis Béierbunnen, a vun elektresche Kabel an Flietekleeder, ass Aluminium e ganz groussen Deel vun eisem alldeegleche Liewen.
Properties
- Atomescht Symbol: Al
- Atomic Nummer: 13
- Element Kategorie: Post-Übergangsmetall
- Densitéit: 2,70 g / cm 3
- Schmelzpunkt: 1220,58 ° F (660,32 ° C)
- Siedlung: 4566 ° F (2519 ° C)
- Moh's Häerzerness: 2,75
Charakteristiken
Aluminium ass e leichte, héich leitend, reflektiv an nettoosme Metal deen einfach ze maschinéiren kann. D'Metall Haltbarkeet a vill avantagéis Eegeschaften maachen et e idealen Material fir vill Industrieanwendungen.
Geschicht
Aluminiumverbindungen ginn vun alten Ägypten als Faarwen, Kosmetik a Medikamenter benotzt, awer et war net bis 5000 Joer méi spéit, datt d'Mënsche entdeckt hunn, wéi reng metallescht Aluminium ausmëcht. Net verwonnerlech, datt d'Entwécklung vun Methoden fir Aluminium metallescher Uewerfläch mat dem Stroum koum an dem 19. Joerhonnert zesummefënnt, well d'Aluminiumschmelzung e wesentlechen Mengen Elektrizitéit erfëllt.
E groussen Erfoleg an der Aluminiumproduktioun koum am Joer 1886, wou Charles Martin Hall entdeckte datt Aluminium duerch elektrolytesch Reduktioun produzéiert gouf.
Bis zu där Zäit war Aluminium méi rar a méi deier wéi Gold. Awer zwee Joer vun der Entdeckung vun der Hall waren d'Aluminiumfirmen an Europa an Amerika etabléiert.
Am 20. Joerhonnert huet d'Aluminiumsfuerderung erofgefall, besonnesch an der Transport- a Verpackungsindustrie.
Obwuel d'Produktiounstechniken net wesentlech geännert hunn, si si méi efficacer. Zënter de leschten 100 Joer huet de Betrag vun der Energie verbraucht fir eng Eenheet vun Aluminium ze produzéieren 70%.
Produktioun
D'Produktion vum Aluminium aus Erz hänkt vum Aluminiumoxid (Al2O3) ab, deen aus Bauxit-Erzieler extrahéiert gëtt. Bauxit enthält normalerweis 30-60% Aluminiumoxid (allgemeng als Aluminium bezeechent) an ass regelméisseg an der Uewerfläch fonnt. Dëse Prozess kann an zwou Deeler zerëckelt ginn; (1) d'Extraktioun vun Aluminium aus Bauxit, a (2), d'Schmelz vun Aluminium aus Aluminium.
D'Trennung vun Aluminiumoxid am normalen Gebrauch mam Benotzers wéi den Bayer-Prozess. Dëst beaflosst de Bauxit an e Pudder ze zerstéieren, et mat Waasser ze vermëschen fir e Schläifen ze maachen, ze heisséieren an doduerch natiirlecht Natrium (NaOH) z'erreechen. D'ätzend Soda löst d'Aluminiumaugen z'ënnerstëtzen, wat et erlaabt duerch Filter ze duerchgoën, déi Verierkunge behindert.
D'Aluminat Léisung ass dann an d'Ausfälltemperatur getunnt, wou Partikel aus Aluminiumhydroxid als "Samu" ginn ginn. D'Agitation an d'Kühlen erreechen d'Aluminiumhydroxid d'Ausfäll iwwer d'Saamaterial, déi dann erhëtzt a getrocknt fir Aluminium ze produzéieren.
Elektrolyt Zellen ginn benotzt fir Aluminium aus Aluminium ze halen am Prozess vum Charles Martin Hall.
Aluminiumoxid an d'Zellen ginn an engem fluorinéierte Bad vu geschmolltem Kryolit bei 1742F ° (950 ° C) opgeléist.
E direkte Stroum vun iwwerall vu 10.000-300.000A gëtt aus der Kuelestoff an der Zelle duerch d'Mëschung an eng Kathodeschutz geschéckt. Dëse elektresche Stroum brécht d'Aluminium an Aluminium a Sauerstoff. De Sauerstoff reagéiert mam Kuelestoff fir Kuelendioxid ze produzéieren, während d'Aluminium an d'Kuelekadodezellfërmungen gezunn ass.
De Aluminium kann dann gesammelt a geholl ginn fir Ouschteren, wou recycléierbar Aluminium ass kënnt ginn. Et sinn ongeféier engem Drëttel vun all Aluminium produzéiert haut aus recycléiertem Material. Laut dem US Geological Survey sinn d'gréissten Aluminiumproduzenten am Joer 2010 China, Russland a Kanada.
Applikatiounen
D'Aluminiums Applikatiounen sinn zevill fir ze laafen, an duerch den speziellen Eegeschaften vum Metal sinn d'Fuerscher nei regelméisseg ze fannen.
Am Allgemengen gesi sinn Aluminium a seng vill Legierungen an dräi Haaptindustrie benotzt; Transport, Verpakung a Bau.
Aluminium, a verschiddene Formen a Legierungen, ass kritesch fir d'strukturell Komponenten (Frames a Kierper) vu Fligere, Autoen, Zich a Schëffer. Esou wéi 70% vun e puer kommerziellen Flaeren besteet aus Aluminiumlegierungen (gemoossene Gewiicht). Egal ob den Deel Stress oder Korrosiounsbeständegkeet oder Toleranz fir héijer Temperaturen erfëllt, ass den Typ vun der benotzt Allgemeng hänkt vun den Ufuerderunge vun all Komponente of.
Ongeféier 20% vun all Aluminium produzéiert ginn an Verpackungsmaterialien benotzt. Aluminiumfolie ass e passende Packmaterial fir d'Nahrung well et ongëfteg ass, well et awer och e passende Dichtstoff fir chemesch Produkter ass wéinst senger gerénger Reaktivitéit an däitlech Liicht, Waasser an Sauerstoff. An den USA alleng, ongeféier 100 Milliarden Aluminiumdosen ginn all Joer geliwwert. Méi wéi d'Halschent vun dësen sinn schliisslech recycléiert.
Wéinst senger Haltbarkeets- a Korrosiounswidenschaft ass ongeféier 15% vun all Joer produzéiert Aluminium an der Bauperanwendung benotzt. Dëst beinhalt och Fënsteren a Türrahmen, Dachdecker, Spannbouwen a strukturell Framing, wéi och Diederen, Rollläuten a Garagentoren.
D' elektresch Leitung vum Aluminium erlaabt et och an de Fernleitungsleitungen ze benotzen. Verstandéiert mat Stahl, Aluminiumlegierungen sinn méi kascht wéi Koffer a reduzéiert Ofsaachung wéinst hirem leichte Gewiicht.
Aner Approche fir Aluminium gehéieren Muschelen an Hëtzt ofzebinn fir Consumer Electronics, Strooss Beleidegst, Uelegplack Top-Strukturen, Aluminiumbeschichteten Fensteren, Kichegeschirr, Baseball Fliedermais a reflektiv Sécherheetsgeräter.
Quell:
Strooss, Arthur. & Alexander, WO 1944. Metalle am Service vum Mënsch . 11. Editioun (1998).
USGS. Mineral Commodity Summaries: Aluminium (2011). http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/aluminum/