Алуминият е метал, който се използва широко в индустрията и ежедневието.
Използва се за производство не само на самолетни и корабни части, но и за съдове и други прибори. Поради това често има нужда от самостоятелно производство на алуминиеви части, които са се провалили.
От него е възможно да се произвеждат отлети продукти в занаятчийски условия поради свойството на алуминия да се топи при относително ниски температури. За да произвеждате самостоятелно отлети продукти от алуминий, трябва да знаете поведението на този метал при високи температури и неговите физикохимични свойства.
Характеристики на алуминия
Точката на топене на алуминия зависи от чистотата на метала и е приблизително 660 °C. Неговата точка на кипене е 2500 °C.
Алуминият се отличава със своята лекота и пластичност, поради което се огъва добре и може да се обработва чрез щамповане.
Този метал е отличен проводник на топлина и активно навлиза химическа реакцияпри високи температури с атмосферен кислород, образувайки оксиден филм на повърхността. Той предпазва алуминия от по-нататъшно окисление, но при топене на скрап значително влияе върху състава на сплавта. В процеса на топене на метала структурата на алуминия се променя.
Когато се охлади бързо, това може да причини вътрешни напреженияи свиване на получената сплав. Това трябва да се има предвид при работа с алуминий у дома.
Технологии за домашно леене на алуминий и необходимо оборудване
Принципът на леене на алуминий у дома трябва да се основава на технологията на неговото производство в производството, съобразена с условията, които могат да се използват у дома.
Продуктите от лят алуминий се получават по няколко начина. В домашни условия най-разпространеният и удобен метод е технологията за леене на алуминиева стопилка в специално изработени форми.
Следователно, за да извършите процеса, трябва да се осигурят две неща:
- изграждане на пещ за топене на алуминиев скрап;
- създайте желаната форма, за да получите отлята сплав или отделна част.
Процесът на леене трябва да включва няколко етапа:
Помислете как да стопите алуминий у дома, какви дизайни на пещи за топене на метал могат да се използват, както и опции за самостоятелно изработване на матрица.
Домашни пещи и методи за топене на алуминий
За да разтопите алуминия, трябва да го нагреете до температура близка до 660 °C. При открит пламък на огън такава температура не може да се достигне. Следователно е необходимо затворено пространство, което може да осигури една домашна фурна. Може да се отоплява чрез изгаряне на въглища и дърва или с природен газ.
Можете да използвате и електрическа муфелна пещ, ако имате такава във фермата.
При самостоятелно изработена пещ трябва да се осигури принудителна вентилация, за да се поддържа процесът на горене.
1. Най-простият вариант на домашно огнище може да се направи от стари саксии.
Конструкцията му е както следва:
- Като рамка се използва стоманен контейнер, например стар тиган, отстрани на който трябва да направите отвор за подаване на въздух през свързана метална тръба.
- Въздухът през маркуча може да се подава принудително с прахосмукачка.
- Вътре в устройството се полагат въглища.
- След това въглищата се запалват и се подава въздух, за да не изгасне огънят.
- Контейнер за топене на алуминий първо се поставя вътре в импровизирана конструкция на пещта и се облицова с въглища отстрани. Когато гори, топлината се разпределя равномерно.
- За да се предотврати загубата на топлина в околния въздух, печката „тиган“ трябва да бъде свободно покрита с капак отгоре, оставяйки малка междина за излизане на дим.
Идеален дизайн би бил камина с овален свод, направен от смес за зидария, използвана за топлоустойчиви тухли. Като рамка за създаване на овален свод можете да използвате саксия с желания размер.
След изсъхване на сместа се получава твърда горивна камера, която може да издържи няколко нагрявания.
2. Втората версия на пещта включва използването на пламък на битова газова горелка за нагряване на алуминий.
Може да се използва само за части от алуминий с тегло не повече от 150 грама. Имитация на фурна се създава чрез използване на два контейнера, поставени един в друг с малка междина. Може да са обикновени консерви.
Външната банка трябва да има по-голям размер. В него се прави дупка с диаметър около 4 см, за да се осигури подаване на пламък към вътрешния буркан.
Пламъчната струя трябва да тече директно в отвора на буркана. Само вътрешният контейнер се нагрява директно, а външният служи като обвивка, която задържа топлината. Отгоре конструкцията трябва да бъде покрита със симулиран капак, оставяйки празнина за отстраняване на продуктите от горенето.
Този дизайн е за еднократна употреба и може да се използва само за едно нагряване, тъй като калай е тънък и може бързо да изгори.
Методи за създаване на калъп за алуминиево леене
Една от основните задачи на домашното топене на алуминий е подготовката на матрица, в която се излива разтопеният метал. Съществуват различни вариантиизливане на алуминиева стопилка. Основните от тях са отворени и затворени методи на леене.
Отворен метод на леене
Най-простото е изливането на течен метал в удобна форма, като метална халба или консервна кутия.
След като сплавта се втвърди, заготовката се изважда от контейнера. За да се улесни този процес, потупването се извършва върху форма, която не е изстинала до края.
Ако не е необходимо да се придаде точна форма на отливката, може просто да се излее течната стопилка върху подготвена огнеустойчива повърхност.
затворена форма
Ако е необходимо да се получи сложна отливка, първо се прави матрица за нея, която отговаря на всички параметри на детайла. За да се гарантира стриктно съответствие на продукта с посочените параметри, той е изработен от композитни формовъчни части.
Материали за ляти форми
В отворен методза изливане често се използва най-простият материал, който винаги е под ръка, това е силициев диоксид. Първо, земята се полага с трамбовка слой по слой. Между слоевете се полага моделна отливка, която след внимателно трамбоване оставя отпечатък в силициевия диоксид. Тази форма се отстранява внимателно и на нейно място се излива алуминий.
Някои майстори използват речен пясък с добавяне на течно стъкло при подготовката на основата на формата. Понякога се използва и смес от цимент и спирачна течност.
Гипсови форми
При изработване на оформление сложна формачесто се използва гипс, който може да служи главно за еднократен процес на леене. При леене на алуминий в гипсова форма като модели се използва парафин или пяна пластмаса.
Восъчният модел на продукта се запълва с гипс и след изсушаване при висока температура се топи и се оттича през специален отвор.
В случай на изработка на модел от дунапрен, той се залива с гипсова смес и се оставя в нея до пълното втвърдяване на формата. Горещата алуминиева стопилка се излива директно върху пяната. Поради високата температура на метала, пяната пластмаса се топи и се изпарява, а алуминиевата стопилка заема нейно място, приемайки формата, определена от пенопласта.
Когато използвате пяна като оформление, работата трябва да се извърши в отворено пространствоили осигурете добра вентилация на помещението, тъй като продуктите от горенето на пяната са вредни за хората.
P.S. Всичко, можете да започнете кастинг у дома!
АЛУМИНИЕВ
Ал
(от лат. алуминий), химичен елемент IIIA подгрупи периодична системаелементи (B, Al, Ga, In, Tl), най-разпространеният метал в земната кора, открит в в големи количестваминерали като глина и гранит. Основната суровина за производството на алуминий е бокситът - руда, която е главно хидратиран алуминиев оксид Al2O3Ch2H2O. Световният лидер в производството на алуминий са САЩ, следвани от Русия, Канада и Австралия. Алуминият е най-известен като суровина за производството на сплави, използвани за производството на съдове за храна (бидони, цилиндри, консерви и др.), леки кухненски прибори и други домакински съдове. Суровият алуминий е изолиран за първи път от Х. Ерстед през 1825 г., въпреки че още през 1807 г. Х. Дейви открива неизвестен метал, докато обработва глина със сярна киселина. Дейви не можа да изолира метала от съединенията, но го нарече алуминий (от лат. alumen - стипца), а неговият оксид - алуминий (alimina); скоро това име на метала, по аналогия с имената на други метали, е променено на "алуминий", което става общоприето.
Имоти.Забележително свойство на алуминия е неговата лекота; плътността на алуминия е около три пъти по-малка от тази на стоманата, медта или цинка. Чистият алуминий е мек метал, но образува сплави с други елементи, което позволява голям обхват полезни свойства. В серия от стойности на топлопроводимост и електрическа проводимост алуминият е след среброто и медта. Алуминият е силно реактивен, така че не се среща в природата в свободно състояние. Метален алуминийразтваря се бързо в солна киселина с образуване на AlCl3 хлорид, по-бавно в сярна киселина с образуване на сулфат Al2 (SO4) 3, но реагира с азотна киселина само в присъствието на живачни соли. В реакция с алкали образува алуминати, например с NaOH образува NaAlO2. Алуминият проявява амфотерни свойства, тъй като реагира както с киселини, така и с основи. Във въздуха алуминият бързо се покрива със силен защитен филм от Al2O3 оксид, който го предпазва от по-нататъшно окисление. Следователно алуминият е стабилен на въздух и в присъствието на влага дори при умерено нагряване. Ако защитният оксиден филм е счупен, тогава при нагряване на въздух или в кислород той изгаря с ярък бял пламък. При нагряване алуминият реагира активно с халогени, сяра, въглерод и азот. Разтопеният алуминий реагира експлозивно с вода. СВОЙСТВА НА АЛУМИНИЯ
Атомно число 13 Атомна маса 26,9815 Изотопи
стабилен 27
нестабилни 24, 25, 26, 28, 29
Точка на топене, ° С 660 Точка на кипене, ° С 2467 Плътност, g/cm3 2,7 Твърдост (Mohs) 2,0-2,9 Съдържание в земната кора, % (тегл.) 8,13 Степени на окисление +3
Приложение.От древни времена стипцата е била използвана в медицината като стягащо средство, при боядисване на морилни вещества и за дъбене на кожи. Стипцата често се нарича смесени сулфати на едно- и тривалентни метали, като алуминий и калий (минерал солфатерит). Римският учен Плиний Стари (1 век сл. Хр.) в своята Естествена история споменава стипца като соли, чиито свойства са изследвани от алхимици. За първи път египтяните използват стипца за дъбене на кожи и за медицински цели; те, както и лидийците, финикийците и евреите, знаеха, че някои цветове, като индиго и кошенил, се запазват по-добре, когато се смесват или импрегнират със стипца. Кристалният алуминиев оксид, намиращ се в природата под името корунд, се използва като абразив поради високата си твърдост. Рубинът и сапфирът - разновидностите на корунда, оцветени от примеси, са скъпоценни камъни.
Използването на метален алуминий.Алуминият е един от най-леките конструктивни метали (виж таблицата). Сплавите, получени от алуминий след термична обработка, заедно с ниска плътност, се характеризират с висока якост и други важни механични свойства, което прави алуминия незаменим за производството на части на превозни средства (бутала и картери, двигателни блокове и цилиндрови глави на самолети и автомобили, лагери, силови агрегати и корпуси).фюзелаж и др.). Алуминият лесно се подлага на изтегляне и изтегляне, което се използва при производството на контейнери за храна. Електрическата проводимост на алуминия е прибл. 61% електрическа проводимост на медта, но плътността на алуминия е три пъти по-малка. Комбинацията от добра проводимост с висока устойчивост на корозия във въздуха разширява възможностите за използване на алуминиеви кабели, често подсилени със стомана, за пренос на енергия с високо напрежение. Алуминият също има висока топлопроводимост, която се използва в двигатели, охладителни системи и други устройства. Металът се полира лесно механично и електролитно, така че се използва и за телескопни рефлектори и подобни цели. Алуминият е широко използван като опаковъчен материал и има най-висока степен на рециклиране сред другите опаковъчни материали. Възстановяването на рециклиран алуминий ви позволява да спестите енергия, тъй като консумацията му в този случай е по-малка, отколкото при производството на алуминий от руда. През 1981 г. делът на регенерирания алуминий в производството на хранителни контейнери е 53,2%, а до 1991 г. достига 62,4% и продължава да расте. Алуминият има висока устойчивост на корозия поради образуването на оксиден филм върху повърхността му и поради това се използва като покривен материал, обшивка, както и в рефлектори за дневна и инфрачервена светлина. Устойчивост на корозиятой може да бъде допълнително увеличен чрез електролитно анодно окисляване, известно като анодиране, което увеличава дебелината и адхезията на оксидния филм. Анодизираната повърхност е лесна за боядисване, този метод често се използва за архитектурни панели.
(виж също КОРОЗИЯ НА МЕТАЛИТЕ).
Устойчивостта на корозия на алуминия в комбинация с красива външен видго прави широко използван в охлаждането. Алуминият е силен редуциращ агент и се използва за изолиране на по-малко реактивни метали и като антиоксидант при производството на стомана и експлозиви. Алуминиевият прах се използва в довършителни работи. Алуминиевата боя е устойчива на промишлени емисии и отработени газове, поради което се използва широко като защитно покритие върху фасадни части на метални конструкции, маслени резервоари, железопътно оборудване и други конструкции. Алуминиевото фолио е лъскав изолационен материал, използван за опаковане. хранителни продуктии за опаковането им при готвене, като декоративно покритие за книги, писма, както и при производството на електрически кондензатори. Алуминиевият прах се използва в праховата металургия за производство точни детайли, а също така служи като добавка в твърдите горива на ракетни двигатели. Термитната смес се използва широко като заваръчен материал за ремонт на дебелостенни конструкции, например за заваряване на стоманени релси.
(виж също ПРАХОВА МЕТАЛУРГИЯ).
Сплави.Чистият алуминий, мек и пластичен, е малко полезен за директни технически приложения. За получаване на широка гама от леки алуминиеви сплави се използва процесът Hall - Héroult (виж също АЛУМИНИЕВА ИНДУСТРИЯ). Нуждите на аеронавтиката по време на Първата световна война допринесоха за интензивното развитие на технологията на алуминиеви сплави. Днес областта на специалните сплави се развива с помощта на различни технологии. Някои алуминиеви сплави се използват за направата на листове и профили, докато други се използват за направата на пръти, тръби, ъглови греди, сложни профили и детайли за обработка под налягане. Много сплави могат да бъдат пресовани, изтеглени, изтеглени и щамповани при стайна температура, други могат да се обработват само при повишени температури (вижте също СПЛАВИ).
Топлинна обработка.Най-важното в технологията на алуминиевите сплави е откритието на А. Уилм през 1911 г., че някои сплави подобряват механични свойствав резултат на специална термична обработка, известна като стареене. Това е установено първо за сплави с мед и магнезий, а след това и за всички сплави. Стареенето се извършва на два етапа; в първия, сплавта се нагрява до температура малко под точката на топене на алуминия, докато компоненти като медта образуват твърд разтвор. При бързо закаляване компонентите на сплавта остават в твърд разтвор. Във втория етап, при относително ниско нагряване, разтворените компоненти на сплавта се отделят като изключително фини частици в алуминиевата матрица, подобрявайки механичните свойства на сплавта. Но не всички ефекти за повишаване на силата се дължат на топлинна обработка; някои от тях се обясняват с факта, че компонентите на сплавта образуват твърди разтвори или интерметални съединения.
Вижте също ТЕРМИЧНА ОБРАБОТКА НА МЕТАЛ.
Леене и формоване под налягане.Леенето в земята (по-точно в глинено-пясъчни форми) се използва за производството на масивни части като блок на двигателя, а за масовото производство на малки части се използва леене в стандартни форми, включително леене под налягане. Формите за леене, изработени от керамика, стомана или чугун (постоянно леене на матрици или леене чрез охлаждане) са широко използвани. Типичната отлята сплав може да съдържа до 8% Cu или до 13% Si. Най-често срещаните алуминиеви сплави съдържат добавки Mg, Ni, Fe, Mn или Zn. Ниската точка на топене на алуминия и неговите добри леярски свойства допринасят за широкото използване на алуминиево леене.
Вижте също МЕТАЛНО ЛЕЯНЕ. Освен това се използват алуминиеви заготовки, които придобиват отлични качества след термична обработка и обработка под налягане. Преди това широко се използваше дуралуминият - сплав от алуминий с 4% мед, подложена преди това на топлинна и механична обработка. Сега дуралуминият е широка гама от високоякостни алуминиеви сплави, съдържащи освен мед, също манган, магнезий, силиций и др. Тези сплави имат якост на опън до 414 MPa (42,2 kg / mm2), близка до якостта от нисковъглеродна стомана. По-модерна сплав, съдържаща цинк, има якост на опън до 690 MPa (70,3 kg/mm2) при стайна температура. Тези сплави се използват при производството на части за самолети и могат да заменят някои от по-старите медни сплави.
Сплави за гореща и студена обработка.Алуминият и неговите сплави могат да бъдат студено и горещо обработвани. Горещата обработка разрушава структурата на слитъка и го превръща в хомогенна фино-зърнеста структура с подобрени свойства. Горещото формоване и щамповане дават възможност за производство на тънки детайли, които не могат да бъдат получени чрез студена обработка. По този начин се получава прът, тел, тел, ламарина и други специални профили. Студената обработка се извършва на последния етап, за да се получат основно листове, пръти, тел и тръби. Студената обработка увеличава здравината и твърдостта на продукта. Като цяло, горещата обработка се използва за първична обработка на слитък, докато студената обработка има предимство в крайния етап на обработка.
Вижте също ХИМИЧНИ ЕЛЕМЕНТИ.
ЛИТЕРАТУРА
Беляев A.I. Металургия на леките метали. М., 1970 Индустриален алуминиеви сплави. М., 1984
Енциклопедия на Collier. - Отворено общество. 2000 .
Синоними:Вижте какво е "АЛУМИНИЙ" в други речници:
Или глината (химично обозначение Al, атомно тегло 27,04) е метал, който все още не е открит в природата в свободно състояние; но под формата на съединения, а именно силикати, този елемент е повсеместен и широко разпространен; тя е част от масата скали... Енциклопедия на Брокхаус и Ефрон
- (глина) хим. зн. AL; в в = 27,12; бие в = 2,6; т.т. около 700°. Сребристо бял, мек, звучен метал; е в комбинация със силициева киселина основният компонент на глини, фелдшпат, слюди; намира се във всички почви. Отива…… Речник чужди думируски език
- (символ Al), сребърен метал бял цвят, елемент от третата група периодичната таблица. За първи път в чиста формае получен през 1827 г. Най-разпространеният метал в кората Глобусът; основният му източник е бокситната руда. Процес… … Научно-технически енциклопедичен речник
АЛУМИНИЕВ- АЛУМИНИЙ, Алуминий (химичен знак А1, при. тегло 27,1), най-разпространеният метал на повърхността на земята и след О и силиция, най-важният компонент на земната кора. A. се среща в природата, главно под формата на соли на силициева киселина (силикати); ... ... Голяма медицинска енциклопедия
алуминий- е синкаво-бял метал, характеризиращ се с особена лекота. Той е много пластичен и може лесно да се валцува, изтегля, кова, щампова и лее и т.н. Подобно на други меки метали, алуминият също се поддава много добре на ... ... Официална терминология
алуминий- (Алуминий), Al, химичен елемент от група III на периодичната система, атомен номер 13, атомна маса 26,98154; лек метал, т.т.660 °С. Съдържанието в земната кора е 8,8% от теглото. Алуминият и неговите сплави се използват като конструктивни материали в ... ... Илюстриран енциклопедичен речник
АЛУМИНИЙ, алуминий мъж., хим. глини от алкални метали, алуминиева основа, глини; както и основата от ръжда, желязо; и яри мед. Алуминитен мъжки. подобен на стипца изкопаемост, воден алуминиев сулфат. Алунит съпруг. вкаменелост, много близо до ... ... РечникДалия
Температурата на топене на алуминия характеризира градиента на прехода в течно състояние и определя физичните параметри на химичния елемент. Свойствата на метала позволяват да се използва в различни индустрии промишлено производство, а способността за образуване на стабилни съединения значително разширява обхвата на неговото използване.
Способността за преминаване от твърдо в течно състояние определя физичните свойства на метала.
Характеристики на физико-техническите параметри на алуминия
- Алуминият е един от най-разпространените химически елементи и се характеризира с ниско тегло и мекота. Основните физични параметри на метала, способността да образува съединения, които са устойчиви на околната среда, позволяват да се използва в различни отрасли на промишленото производство.
- Металът е атрактивен материал за работа у дома. Специфичната топлина на топене на алуминия е 390 kJ/kg, като за леярски цели не е трудно да се стопи у дома.
- Топенето на метал може да се извърши чрез повърхностно и вътрешно нагряване. Методът на външно топлинно въздействие не изисква специално оборудване и се използва в занаятчийски условия.
- Алуминият, чиято точка на топене зависи от чистотата на съединението, налягането, изисква нагряване средно до 660 ° C или 993,5 ° K, за да премине в течно състояние.
- Съществуват различни мненияспрямо точката на топене на метала у дома, но те могат да бъдат проверени само на практика.
Свойства на металните сплави
Индексът на температурния градиент се колебае за метални съединения с други химични елементи, които определят техните свойства. За отлети сплави, съдържащи магнезий и силиций, тя е 500 °C.
Специфичната топлина на топене определя физическа собственостхимичен елемент. За сплавите този индикатор характеризира процеса на преход от едно агрегатно състояние в друго в определен температурен диапазон.
Температурата на началото на прехода в течно състояние се нарича солидусна (твърда) точка, а крайната точка е ликвидус (течност). Съответно началото на кристализацията ще се определя от точката на ликвидус, а краят - от солидуса. В температурния диапазон съединението е в преходно състояние от течна към твърда фаза.
В някои съединения на алуминия с други химични елементи няма интервал между температурните показатели на прехода от твърдо състояние към стопилка. Тези сплави се наричат евтектичен.
Например, съединение от алуминий с 12,5% силиций, като чист метал, има точка на топене, а не диапазон. Тази сплав е леярна и се характеризира с постоянна температура от 577 °C.
С увеличаване на количеството силиций в сплавта градиентът на ликвидус намалява от максималната характеристика на чистия метал. Сред основните сплави температурният градиент намалява използването на магнезий (450 °C). За връзка с мед е 548 ° C, а с манган - само 658 ° C.
Алуминият образува различни сплави с минерали.
Повечето съединения са съставени от няколко компонента, което влияе върху скоростта на втвърдяване и топене на материала. Понятията за температурни градиенти солидус и ликвидус са дефинирани за безкрайната продължителност на процесите на равновесни преходи в течно и твърдо състояние.
На практика се вземат предвид корекциите на скоростта на нагряване и охлаждане на съставите.
Използването на метал в промишленото производство
При естествени условия алуминият има тенденция да образува тънък оксиден филм, който предотвратява реакциите с вода и азотна киселина (без нагряване). Когато филмът се разруши в резултат на контакт с алкали, химичният елемент действа като редуциращ агент.
За да се предотврати образуването на оксиден филм, към сплавта се добавят други метали (галий, калай, индий). Металът практически не е изложен на корозионни процеси. Той е много търсен материал в различни индустрии.
Алуминият и неговите сплави са много търсени в различни сфери на човешкия живот.
- Алуминият се счита за популярен материал за производството на съдове за готвене, основна суровина за авиационната и космическата индустрия. Отличната електропроводимост на метала позволява да се използва при отлагането на проводници в микроелектрониката.
- Свойството на алуминия и неговите сплави да стават крехки при ниски температури позволява да се използва в криогенната технология. Отражателната способност и ниската цена, лекотата на вакуумно отлагане правят алуминия незаменим материал за производството на огледала.
- Полагането на метал върху повърхността на части от турбини, нефтени платформи придава устойчивост на корозия на стоманените сплави. Металният сулфид се използва за производство на сероводород, а чистият алуминий се използва като редуциращ агент за редки сплави от оксиди.
- Химическият елемент се използва като компонент на съединения, например в алуминиеви бронзи, магнезиеви сплави. Заедно с други материали се използва за производството на бобини в електрически нагреватели. Металните съединения се използват широко в производството на стъкло.
- AT дадено времеЧистият алуминий рядко се използва като материал за бижута, но неговата сплав със злато, която има особен блясък и игра, набира популярност. В Япония за направата на бижута се използва метал вместо сребро.
- В хранително-вкусовата промишленост алуминият е регистриран като добавка. Алуминиевите кутии за бира са популярна опаковка за напитки от 60-те години на миналия век. Технологичната линия предвижда производство на контейнери от 0,33 и 0,5 литра. Опаковката е със същия диаметър и се различава само по височина.
- Основното предимство на опаковката пред стъклото е възможността за рециклиране на материала.
- Кутиите за бира (газирани напитки) издържат на налягане до 6 атмосфери, имат купол, дебело дъно и тънки стени. Характеристиките на производствената технология чрез чертеж осигуряват структурна здравина и надеждни експлоатационни свойства на контейнерите.
Алуминият е добре известен училищен курсхимически елемент от периодичната таблица. В повечето съединения той проявява тривалентност, но при високи температури достига определена степен на окисление. Един от най-важното му съединение е алуминиевият оксид.
Основните характеристики на алуминия
Алуминият е сребрист метал със специфично тегло 2,7 * 10 3 kg / m 3 и плътност 2,7 g / cm 3. Лек и пластмасов, добър като проводник на електричество, поради факта, че топлопроводимостта на алуминия е доста висока - 180 kcal / m * h * град (посочен е коефициентът на топлопроводимост). Топлопроводимост на алуминия надвишава тази начугун пет пъти и желязо три пъти.
Поради своя състав, този метал може лесно да се навива на тънък лист или да се изтегля в тел. Когато е изложен на въздух, върху повърхността му се образува оксиден филм (алуминиев триоксид), който предпазва от окисляване и осигурява високите му антикорозионни свойства. Тънкият алуминий, като фолио или прах от този метал, изгаря незабавно при нагряване до високи температури и се превръща в алуминиев оксид.
Металът не е особено устойчив на агресивни киселини. Например, той може да бъде разтворен в сярна или солна киселина, дори ако са разредени, особено ако се нагряват. Въпреки това, той не се разтваря нито в разредена, нито в концентрирана и в същото време студена азотна киселина, поради оксидния филм. Имат известен ефект върху метала водни разтвориалкали - оксидният слой се разтваря и се образуват соли, съдържащи този метал в състава на аниона - алуминати.
Известно е, че алуминият е най-разпространеният метал в природата, но за първи път в чист вид успях да го получаучен-физик от Дания Х. Ерстед още през 1925 г. на 19 век. Този метал е третият най-разпространен в природата сред елементите и е лидер сред металите. 8,8% алуминий съдържа земната кора. Намира се в слюди, фелдшпати, глини и минерали.
Производственият процес е много енергоемък и затова първият голям завод у нас е построен и пуснат в експлоатация през 20 век. Основната суровина за производството на този метал е алуминиевият оксид. За получаването му е необходимо да се изчистят минералите, съдържащи алуминий или боксит, от примеси. По-нататък електролитноразтопете естествен или изкуствен криолит при температура малко под 1000 ºС. След това започват постепенно да добавят алуминиев оксид и свързаните с него вещества, необходими за подобряване на качеството на метала. В процеса оксидът започва да се разлага и алуминият се отделя. Чистотата на получения метал е 99,7% и по-висока.
Този елемент е използван в хранителна продукциякато фолио и прибори, в строителството се използват неговите сплави с други метали, в авиацията, електротехниката като заместител на медта за кабели, като легираща добавка в металургията, алуминотермията и други индустрии.
Каква е температурата на топене на металите?
Температурата на топене на металите е стойността на температурата на нагряване на метала, при която започва процесът на преход от първоначалното състояние в друго, тоест процесът, противоположен на кристализацията (втвърдяването), но неразривно свързан с него.
Така че, за топене, металът се нагрява отвън до температурата на топене и продължава да се нагрява, за да се преодолее границата на фазовия преход. Изводът е, че индикаторът за температура на топене означава температурата, при която металът е във фазово равновесие, тоест между течност и твърдо вещество. С други думи, той съществува едновременно и в двете състояния. И за топене трябва да го загреете повече от граничната температураза да тръгне процесът в правилната посока.
Струва си да се каже, че само за чисти състави температурата на топене е постоянна. Ако металът съдържа примеси, това ще измести границата на фазовия преход и съответно температурата на топене ще бъде различна. Това се дължи на факта, че съставът с примеси има различна кристална структура, в която атомите взаимодействат един с друг по различен начин. Въз основа на този принцип металите могат да бъдат разделени на:
- лесно топене, като например живак и галий (точка на топене до 600°C)
- средно топими са алуминият и медта (600-1600°C)
- огнеупорни - молибден, волфрам (повече от 1600 ° C).
Познаването на индекса на температурата на топене е необходимо, както при производството на сплави за правилното изчисляване на техните параметри, така и при работата на продуктите от тях, тъй като този индикатор определя ограниченията за тяхното използване. Дълго време за удобство физициобобщи тези данни в една таблица. Има таблици за температурите на топене както за металите, така и за техните сплави.
Точка на топене на алуминия
Топене - процесът на обработка на метали, обикновено в специални пещи за получаване на сплав правилното качествов течно състояние. Както бе споменато по-горе, алуминият принадлежи към среднотопими метали и се топи при нагряване до 660ºС. При производството на метални изделия температурата на топене влияе върху изборатопилна пещ или агрегат и съответно се използва за леене на огнеупорни форми.
Посочената температура се отнася за процеса на топене. чист алуминий. Тъй като в чиста форма се използва по-рядко, а въвеждането на примеси в състава му променя точката на топене. Алуминиеви сплави са направени за промяна на някое от свойствата му, увеличаване на здравината, например, или устойчивост на топлина. Като добавки се използват:
- магнезий
- силиций
- манган.
Добавянето на примеси води до намаляване на електрическата проводимост, влошаване или подобряване на корозионните свойства и увеличаване на относителната плътност.
Обикновено добавянето на други елементи към метала води до намаляване на точката на топене на сплавта, но не винаги. Например, добавянето на мед в обем от 5,7% води до намаляване на точката на топене до 548ºС. Получената сплав се нарича дуралуминий, подлага се на допълнително термично втвърдяване. А алуминиево-магнезиевите съединения се топят при температура 700 - 750ºС.
По време на процеса на топене изисква се строг контрол на температурата на топене, както и наличието на газове в състава, които се откриват чрез технологични проби или чрез вакуум екстракция. На последния етап от производството на алуминиеви сплави те се модифицират.
И така, задачата е да се стопи малко количество алуминий (за начало), докато се получи стабилна течна фаза и да се отлее. Бюджет: 0 rub. , на разположение само газова печка и импровизирани (крак))) материали. Време преди пристигането на съпругата: 2 часа. Отивам!
1. Пещ- кутия с диаметър 100 мм. На дъното има отвор за вход на пламъка, тигелът стои на три кита с болтове вътре в буркана, на 20 мм от дъното (фиг. 1). Пламъкът трябва да тече около тигела, създавайки възглавница с горещ въздух - това решава проблем № 1: огромни топлинни загуби от радиация и конвекция, когато отворен тигел се нагрява от горелка.
2. Тигел- тенекия с диаметър 70мм. Тигелът трябва да бъде затворен с капак, за да се намалят топлинните загуби. Съществува риск от изгаряне на дъното, така че водата и пясъкът са под ръка, водата се излива върху печката (в същото време предпазва печката от прегряване). Тигелът се нагрява повече от ръбовете, рискът от изгаряне на центъра е минимален.
3. Горелкапроектиран на базата на конвенционална горелка. Първо се отстранява разпръсквачът на пламъка и се монтира тръбен участък - използвах ~ 10 мм диаметър и ~ 40 мм дължина (фиг. 2). По-големият диаметър на изходния отвор в сравнение със стандартния позволява на пламъка да не изгасне при по-голям обем подаван газ (това беше проблем номер 2). И сега основна тайнагорелки - с помощта на тел тръбата се фиксира по-далеч от изхода! По този начин газът засмуква въздуха и сместа газ-въздух с висока скорост (това е важно, за да няма време да изгори сместа) се хвърля в пещта и изгаря там, обтичайки тигела от всички страни (фиг. . 3). В същото време пламъкът е прозрачно син, без сажди и т.н. - гори много добре (на снимка 3 горелката работи на пълен капацитет, въпреки че пламъкът не се вижда). За всеки случай стаята е добре проветрена.
Тигелът незабавно се нагрява до червен цвят. Добавям алуминий (тел), затварям капака - започва топенето (фиг. 4). Металът се топи, шлаката изплува и/или се утаява на дъното. От съображения за сигурност процесът не остава без надзор нито за минута. Металът се добавя на стъпки на всеки 5 минути. Общо отне около 20 минути (може и по-бързо, отне ми повече време, за да свикна). След това добавям сол, премахвам токсините и - воаля! Отличен течен метал (фиг. 5), подходящ за леене на малки продукти. Металът се излива в тенекия, получаваме слитък с тегло около 100g (фиг. 6). Проблема решен!
Резултати.Според предварителните оценки е лесно да се разтопят в такава фурна до 0,5 кг, до ~ 1 кг (330 мл - обемът на буркана), които трябва да опитате. В бъдеще, тъй като всичко работи, ще бъде възможно да се подобри дизайнът и да се оптимизира процеса: недвусмислено да се замени тигелът с неръждаема стомана, по-правилно да се флюси и дегазира металът, да бъдете озадачени от проблеми с отливането и т.н. Сега трябва да прикрием следите, за да може съпругата да изпържи котлетите си там, сякаш нищо не се е случило. Направих го!
Благодаря на форума за информацията и подкрепата.
