Hliník je prvek z Periodické tabulky, který je známý ze školního chemického kurzu. Ve většině sloučenin vykazuje trojmocný, ale při vysokých teplotách dosahuje určitého stupně oxidace. Jednou z jejích nejdůležitějších sloučenin je alumina .
Hlavní vlastnosti hliníku
Hliník je stříbřitý kov se specifickou hmotností 2, 7.103 kg / m3 a hustotou 2, 7 g / cm3. Lehký a plastový, dobrý jako vodič elektřiny, vzhledem k tomu, že tepelná vodivost hliníku je poměrně vysoká - 180 kcal / m * h * krupobití (je uveden koeficient tepelné vodivosti). Tepelná vodivost hliníku je třikrát vyšší než tepelná vodivost surového železa a železa.
Díky svému složení lze tento kov snadno navinout do tenkého plechu nebo vtáhnout do drátu. Při styku se vzduchem vzniká na jeho povrchu oxidový film (oxid hlinitý), který je ochranou proti oxidaci a zajišťuje jeho vysoké antikorozní vlastnosti . Tenký hliník, například fólie nebo prášek tohoto kovu, okamžitě popálí, pokud se zahřeje na vysoké teploty a stane se oxidem hlinitým.
Kov není zvláště odolný vůči agresivním kyselinám. Například může být rozpuštěn v kyselině sírové nebo v kyselině chlorovodíkové, i když jsou zředěny, zejména pokud jsou zahřívány. V důsledku oxidového filmu se však nerozpouští ani ve zředěné, ani v koncentrované a současně studené kyselině dusičné. Vodné alkalické roztoky mají určitý účinek na kov - oxidová vrstva se rozpouští a tvoří se soli obsahující tento kov ve složení aniont-hlinitanů.
Je známo, že hliník je nejpoužívanějším kovem v přírodě, ale poprvé v jeho čisté formě bylo možné, aby ho vědec-fyzik z Dánska, H. Oersted, získal v roce 1925 19. století. Tento kov je třetím nejrozšířenějším v přírodě mezi prvky a je vůdcem mezi kovy. 8, 8% hliníku obsahuje zemní kůru. Byl nalezen ve složení slídy, živců, jílu a minerálů.
Výroba a použití hliníku
Výrobní proces je velmi energeticky náročný, a proto byla první velká továrna v naší zemi postavena a zahájena ve XX. Století. Hlavní surovinou pro výrobu tohoto kovu je oxid hlinitý. K tomu potřebujete minerály obsahující hliník nebo bauxit, očištěné od nečistot. Dále elektrolyticky roztaví přírodní nebo uměle získaný kryolit při teplotě mírně pod 1000 ° C. Pak začněte přidávat trochu oxidu hlinitého a příbuzných látek, které jsou nezbytné pro zlepšení kvality kovu. V tomto procesu se oxid začíná rozkládat a uvolňuje hliník. Čistota vyrobeného kovu je 99, 7% a vyšší.
Tento prvek našel uplatnění ve výrobě potravin jako fólie a příbory, ve stavebnictví se ve svých slitinách používá s jinými kovy, v letectví, v elektrotechnice jako náhrada mědi pro kabely, jako legovací přísada v metalurgii, aluminotermu a dalších průmyslových odvětvích.
Jaký je bod tání kovů?
Teplota tání kovů je teplota ohřevu kovu, při které začíná proces přechodu z výchozího stavu do druhého, tj. Proces opačný k krystalizaci (tuhnutí), ale s ním neoddělitelně spojený.
Pro roztavení se kov zahřívá z vnějšku na teplotu tání a pokračuje v zahřívání k překonání hranice fázového přechodu. Dolní řádek je, že index teploty tání znamená teplotu, při které je kov ve fázové rovnováze, to znamená mezi kapalinou a pevnou látkou. Jinými slovy, existuje současně, a to jak v tom, tak v jiném státě. A pro tavení je třeba ho ohřát více, než je hraniční teplota, takže proces jde správným směrem.
Stojí za zmínku, že pouze u čistých směsí je teplota tání konstantní. Pokud kov obsahuje nečistoty, posouvá hranici fázového přechodu, a proto bude bod tání odlišný. To je vysvětleno tím, že kompozice s nečistotami má odlišnou krystalovou strukturu, ve které atomy vzájemně ovlivňují jiným způsobem. Na základě tohoto principu lze kovy rozdělit na:
- snadné tavení, například rtuť a gallium (teplota tání až 600 ° C)
- střední tavení je hliník a měď (600-1600 ° С)
- žáruvzdorný - molybden, wolfram (více než 1600 ° С).
Znalost indexu teploty tání je nutná, jak při výrobě slitin pro správný výpočet jejich parametrů, tak při provozu výrobků z nich, protože tento ukazatel určuje omezení jejich použití. Fyzikové vědci tyto údaje již dlouhou dobu vědecky redukovali do jedné tabulky. Existují tabulky teplot tání kovů i jejich slitin.
Bod tání hliníku
Tavení je proces zpracování kovů, obvykle ve speciálních pecích pro výrobu slitiny požadované kvality v kapalném stavu. Jak bylo uvedeno výše, hliník patří mezi středně tavitelné kovy a taví se při zahřátí na 660 ° C. Při výrobě kovových výrobků ovlivňuje bod tání volbu tavicí pece nebo jednotky, a tím i žáruvzdorných forem používaných pro odlévání.
Uvedená teplota se týká procesu tavení čistého hliníku. Protože ve své čisté formě se používá méně často a zavedení nečistot do jeho složení mění teplotu tání. Slitiny hliníku se vyrábějí za účelem změny jakékoliv z jeho vlastností, například zvýšení pevnosti nebo tepelné odolnosti . Jako přísady:
- zinek
- měď
- hořčíku
- křemíku
- manganu.
Přidání nečistot znamená snížení elektrické vodivosti, zhoršení nebo zlepšení korozních vlastností, zvýšení relativní hustoty.
Obvykle přidávání dalších prvků do kovu způsobuje pokles teploty tání slitiny, ale ne vždy. Například přidání mědi v množství 5, 7% vede ke snížení teploty tání na 548 ° C. Výsledná slitina se nazývá dural, je podrobena dalšímu tepelnému vytvrzování. A sloučeniny hliníku a hořčíku se taví při teplotě 700 - 750 ° C.
Během procesu tavení je vyžadována přísná kontrola teploty taveniny, jakož i přítomnost plynů ve směsi, které jsou detekovány pomocí procesních vzorků nebo vakuovou extrakcí. V konečné fázi výroby slitin hliníku se modifikují.