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綠色金屬—鋁

編輯:重慶華盛辦公家具廠  時間:2012/04/27  字號:
摘要:綠色金屬—鋁
鋁與水反應
  根據鋁的還原性可推斷鋁可以與水反應,但實驗發現,鋁與沸水幾乎沒有反應現象,因此許多人認為鋁與水不反應。其實不然,鋁在加熱條件下就可以與水發生明顯反應,但反應一開始就與水中的氧氣生成致密氧化膜阻止反應進一步進行。
  實驗改進
  用氫氧化鈉溶液除去鋁表面致密氧化膜后,讓去膜鋁與硝酸汞溶液反應,置換出的汞單質與鋁單質作用生成鋁汞齊,使部分晶格鋁原子被汞原子所占,以至于不能生成致密氧化物,進一步可進行鋁與水的反應
  沸水鋁
  銀白色,有光澤,質地堅韌而輕,有延展性。
  做日用皿器的鋁通常叫“鋼精”或“鋼種”。
  元素名稱:鋁
  元素類型:金屬
  元素原子量:26.98
  原子體積(立方厘米/摩爾):10.0
  元素中文名稱:鋁元素在太陽中的含量(ppm) :60
  元素在海水中的含量太平洋表面(ppm):0.00013
  元素英文名稱:Aluminum
  相對原子質量:26.98
  地殼中含量(ppm):82000
  核內質子數:13
  核外電子數:13
  核電核數:13
  氧化態:Main Al+3
  Other Al0, Al+2
  質子質量:2.1749E-26
  質子相對質量:13.091
  所屬周期:3
  所屬族數:IIIA
  摩爾質量:27
  氫化物:AlH?
  氧化物:Al?O?
  最高價氧化物化學式:Al?O?
  密度:2.702g/c㎡
  熔點:660.37℃
  沸點:2467.0℃
  燃點:550℃
  熱導率W/(m·K):237
  化學鍵能:(kJ /mol)
  Al-H 285
  Al-C 225
  Al-O 585
  Al-F 665
  Al-Cl 498
  Al-Al 200
  聲音在其中的傳播速率:(m/s)
  5000
  電離能 (kJ/ mol)
  M - M+ 577.4
  M+ - M2+ 1816.6
  M2+ - M3+ 2744.6
  M3+ - M4+ 11575
  M4+ - M5+ 14839
  M5+ - M6+ 18376
  M6+ - M7+ 23293
  M7+ - M8+ 27457
  M8+ - M9+ 31857
  M9+ - M10+ 38459
  莫氏硬度:2.75
  外圍電子排布:3s2 3p1
  核外電子排布:2,8,3
  晶體結構:晶胞為面心立方晶胞,每個晶胞含有4個金屬原子
  晶胞參數:
  a = 404.95 pm
  b = 404.95 pm
  c = 404.95 pm
  α = 90°
  β = 90°
  γ = 90°
  顏色和狀態:銀白色金屬
  原子半徑:1.82
  常見化合價:+3
  發現人:厄斯泰德、韋勒
  發現時間和地點:1825 丹麥
  元素來源:地殼中含量最豐富的金屬元素,含量高于7%
  元素用途:可做日用器皿,因其具有氧化膜,不會銹蝕。鋁的合金可作飛機、船舶、火箭的結構材料。純鋁可做超高壓電纜。
  工業制法:電解熔融的氧化鋁和冰晶石的混合物
  其他化合物:AlCl?氯化鋁,NaAlO?偏鋁酸鈉,Al(OH)?氫氧化鋁
  擴展介紹:帶藍色的銀白色三價金屬元素,延展性好,有韌性并能發出[響亮]聲音,以其輕、良好的導電和導熱性能、高反射性和耐氧化而著稱。
  發現
  1827年,德國的韋勒把鉀和無水氯化鋁共熱,制得鋁。
  鋁的歷史與傳說
  傳說在古羅馬,一天,一個陌生人去拜見羅馬皇帝泰比里厄斯,獻上一只金屬杯子,杯子像銀子一樣閃閃發光,但是分量很輕。它是這個人從黏土中提煉出的新金屬。但這個皇帝表面上表示感謝,心里卻害怕這種光彩奪目的新金屬會使他的金銀財寶貶值,就下令把這位發明家斬首。從此,再也沒有人動過提煉這種“危險金屬”的念頭,這種新金屬就是現在大家非常熟悉的鋁。aluminum一詞就是從古羅馬語alumen(明礬)衍生而來的。
  而法國皇帝拿破侖三世,為顯示自己的富有和尊貴,命令官員給自己制造一頂比黃金更名貴的王冠——鋁王冠。他戴上鋁王冠,神氣十足地接受百官的朝拜,這曾是轟動一時的新聞。拿破侖三世在舉行盛大宴會時,只有他使用一套鋁質餐具,而他人只能用金制、銀制餐具。即使在化學界,鋁也被看成最貴重的。英國皇家學會為了表彰門捷列夫對化學的杰出貢獻,不惜重金制作了一只鋁杯,贈送給門捷列夫。俄羅斯作家車爾尼雪夫斯基曾在他的小說《怎么辦》中寫到:終有一天,鋁將代替木材,甚至可能代替石頭。看,這一切是多么奢侈,到處都是鋁。
  我們都知道地殼中最豐富的金屬是鋁,它占整個地殼總質量的7.45%,僅次于氧和硅,位居金屬元素的第一位,是居第二位的鐵含量的1.5倍,是銅的近4倍。
  描述
  銀白色有光澤金屬,密度2.702克/立方厘米,熔點為660.37℃,沸點為2467℃。具有良好的導熱性、導電性和延展性。化合價+3,電離能5.986電子伏特。鋁被稱為活潑金屬元素,但在空氣中其表面會形成一層致密的氧化膜,使之不能與氧、水繼續作用。在高溫下能與氧反應,放出大量熱,用此種高反應熱,鋁可以從其它氧化物中置換金屬(鋁熱法)。
  例如:8Al+3Fe?O?=4Al?O?+9Fe  +795千卡。
  在高溫下鋁也同非金屬發生反應,亦可溶于酸或堿放出氫氣。對水、硫化物,濃硫酸、任何濃度的醋酸,以及一切有機酸類均無作用。
  工業制法
  鋁以化合態的形式存在于各種巖石或礦石里,如長石、云母、高嶺石、鋁土礦、明礬時,等等。有鋁的氧化物與冰晶石(3NaF·AlF?)共熔電解制得。
  從鋁土礦中提取鋁反應過程
  ①溶解:將鋁土礦溶于NaOH(aq)
  Al?O?+ 2NaOH ==== 2NaAlO?(偏鋁酸鈉)+ H?O
  ②過濾:除去殘渣氧化鐵(Fe?O?)、硅鋁酸鈉等
  ③酸化:向濾液中通入過量CO?.
  NaAlO?+ CO?+ 2H?O ==== Al(OH)?↓+ NaHCO?
  ④過濾、灼燒 Al(OH)?
  2Al(OH)?==高溫== Al?O?+ 3H?O
  注:電解時為使氧化鋁熔融溫度降低,在Al?O? 中添加冰晶石(3NaF·AlF?)
  ⑤電解:2Al?O?(I)==通電== 4Al + 3O?↑
  注:不電解熔融AlCl?煉Al 原因:AlCl?是共價化合物,其熔融態不導電。
  元素輔助資料
  但由于鋁的氧化力強,不易被還原,因而它被發現的較晚。
  1800年意大利物理學家伏特創建電池后,1808~1810年間英國化學家戴維和瑞典化學家貝齊里烏斯都曾試圖利用電流從鋁釩土中分離出鋁,但都沒有成功。貝齊里烏斯卻給這個未能取得的金屬起了一個名字alumien。這是從拉丁文alumen來。該名詞在中世紀的歐洲是對具有收斂性礬的總稱,是指染棉織品時的媒染劑。鋁后來的拉丁名稱aluminium和元素符號Al正是由此而來。
  1825年丹麥化學家奧斯德發表實驗制取鋁的經過。1827年,德國化學家武勒重復了奧斯德的實驗,并不斷改進制取鋁的方法。1854年,德國化學家德維爾利用鈉代替鉀還原氯化鋁,制得成錠的金屬鋁。
  元素符號: Al 英文名: Aluminum 中文名: 鋁
  相對原子質量: 26.9815 常見化合價: +3 電負性: 1.61
  外圍電子排布: 3s2 3p1 核外電子排布: 2,8,3
  同位素及放射線: Al-26[730000y] *Al-27 Al-28[2.3m]
  電子親合和能: 48 KJ·mol-1
  第一電離能: 577.6 KJ·mol-1 第二電離能: 1817 KJ·mol-1 第三電離能: 2745 KJ·mol-1
  單質密度: 2.702 g/cm3 單質熔點: 660.37 ℃ 單質沸點: 2467 ℃
  原子半徑: 1.82 埃 離子半徑: 0.51(+3) 埃 共價半徑: 1.18 埃
  常見化合物: Al?O?   AlCl?   Al?S?   NaAlO?   Al?(SO?)?  Al(OH)?
  原子量26.981539。1825年丹麥科學家奧斯特用無水三氯化鋁與鉀汞齊作用,并蒸掉汞后得到鋁;1854年德維爾用金屬鈉還原氯化鈉和氯化鋁的熔鹽,制得金屬鋁,并在1855年的巴黎博覽會上展示;1886年霍爾和埃魯分別發明了電解氧化鋁和冰晶石的熔鹽制鋁法,使鋁成為可供實用的金屬。鋁在地殼中的含量為8%,僅次于氧和硅。它廣泛分布于巖石、泥土和動、植物體內。
  鋁是銀白色的輕金屬,熔點660.37°C,沸點2467°C,密度2.702克/厘米³。鋁為面心立方結構,有較好的導電性和導熱性;純鋁較軟。
  鋁是活潑金屬,在干燥空氣中鋁的表面立即形成厚約50埃的致密氧化膜,使鋁不會進一步氧化并能耐水;但鋁的粉末與空氣混合則極易燃燒;熔融的鋁能與水猛烈反應;高溫下能將許多金屬氧化物還原為相應的金屬;鋁是兩性的,即易溶于強堿,也能溶于稀酸。
  鋁對人體健康有害嗎?
  世界上有數百萬計的老人患老年性癡呆癥。許多科學家經過研究發現,老年性癡呆癥與鋁有密切關系。同時還發現,鋁對人體的腦、心、肝、腎的功能和免疫功能都有損害。因此,世界衛生組織于1989年正式將鋁確定為食品污染物而加以控制。提出成年人每天允許鋁攝入量為60 mg。
  從我國的目前情況來看,如果不加以注意,鋁的攝入量會超過這個指標。除了從氫氧化鋁、胃舒平、安妥明鋁鹽、煙酸鋁鹽、阿斯匹林等藥物中攝人鋁以外,每人每天要從食物中攝人8 mg~12 mg的鋁。由于使用鋁制的炊具、餐具,使鋁溶在食物中而被攝入約4 mg。大量的鋁還來自含鋁的食品添加劑。含鋁的食品添加劑經常用于炸油條、油餅等油炸食品。含鋁的食品添加劑的發酵粉還常用于蒸饅頭、花卷、糕點等。據有關部門抽查的結果看,每千克油餅中含鉛量超過1000 mg。如果吃50 g這樣的油餅,就超過了每人每天允許的鋁攝入量。因此,要盡量少吃油炸食品,盡量少用含鋁的膨松劑,盡量避免使用鋁制的炊具及餐具。
  人類的好伴侶—鋁
  鋁的誕生與發展史
  1854年,法國化學家德維爾把鋁礬土、木炭、食鹽混合,通人氯氣后加熱得到NaCl,AlCl?復鹽,再將此復鹽與過量的鈉熔融,得到了金屬鋁。這時的鋁十分珍貴,據說在一次宴會上,法國皇帝拿破侖獨自用鋁制的刀叉,而其他人都用銀制的餐具。泰國當時的國王曾用過鋁制的表鏈;1855年巴黎國際博覽會上,展出了一小塊鋁,標簽上寫到:“來自粘土的白銀”,并將它放在最珍貴的珠寶旁邊。1889年,俄國沙皇賜給門捷列夫鋁制獎杯,以表彰其編制化學元素周期表的貢獻。1886年,美國的豪爾和法國的海朗特,分別獨立地電解熔融的鋁礬土和冰晶石的混合物制得了金屬鋁,奠定了今天大規模生產鋁的基礎。
  近一個世紀的歷史進程中,鋁的產量急劇上升,到了20世紀60年代,鋁在全世界有色金屬產量上超過了銅而位居首位,這時的鋁已不單屬于皇家貴族所有,它的用途涉及到許多領域,大至國防、航天、電力、通訊等,小到鍋碗瓢盆等生活用品。它的化合物用途非常廣泛, 不同的含鋁化合物在醫藥、有機合成、石油精煉等方面發揮著重要的作用。
  鋁及其合金
  純的鋁很軟,強度不大,有著良好的延展性,可拉成細絲和軋成箔片,大量用于制造電線、電纜、無線電工業以及包裝業。它的導電能力約為銅的三分之二,但由于其密度僅為銅的三分之一,因而,將等質量和等長度的鋁線和銅線相比,鋁的導電能力約為銅的二倍,且價格較銅低,所以,野外高壓線多由鋁做成,節約了大量成本,緩解了銅材的緊張。
  鋁的導熱能力比鐵大三倍,工業上常用鋁制造各種熱交換器、散熱材料等,家庭使用的許多炊具也由鋁制成。與鐵相比,它還不易銹蝕,延長了使用壽命。 鋁粉具有銀白色的光澤,常和其它物質混合用作涂料,刷在鐵制品的表面,保護鐵制品免遭腐蝕,而且美觀。由于鋁在氧氣中燃燒時能發出耀眼的白光并放出大量的熱,又常被用來制造一些爆炸混合物,如銨鋁炸藥等。
  冶金工業中,常用鋁熱劑來熔煉難熔金屬。如鋁粉和氧化鐵粉混合,引發后即發生劇烈反應,交通上常用此來焊接鋼軌;煉鋼工業中鋁常用作脫氧劑;光潔的鋁板具有良好的光反射性能,可用來制造高質量的反射鏡、聚光碗等。鋁還具有良好的吸音性能,根據這一特點,-些廣播室,現代化大建筑內的天花板等有的采用了鋁。純的鋁較軟,1906年,德國冶金學家維爾姆在鋁中加入少量鎂、銅,制得了堅韌的鋁合金,后來,這一專利為德國杜拉公司收買,所以鋁又有“杜拉鋁”之稱,在以后幾十年的發展過程中,人們根據不同的需要,研制出了許多鋁合金,在許多領域起著非常重要的作用。
  在某些金屬中加入少量鋁,便可大大改善其性能。如青銅鋁(含鋁4%~15%),該合金具有高強度的耐蝕性,硬度與低碳鋼接近,且有著不易變暗的金屬光澤,常用于珠寶飾物和建筑工業中,制造機器的零件和工具,用于酸洗設備和其它與稀硫酸、鹽酸和氫氟酸接觸的設備;制作電焊機電刷和夾柄;重型齒輪和蝸輪,金屬成型模、機床導軌、不發生火花的工具、無磁性鏈條、壓力容器、熱交換器、壓縮機葉片、船舶螺旋槳和錨等。在鋁中加入鎂,便制得鋁鎂合金,其硬度比純的鎂和鋁都大許多,而且保留了其質輕的特點,常用于制造飛機的機身,火箭的箭體;制造門窗、美化居室環境;制造船舶。
  滲鋁,是鋼鐵化學熱處理方法的一種,使普通碳鋼或鑄鐵表面上形成耐高溫的氧化鋁膜以保護內部的鐵。鋁是一種十分重要的金屬,然而,許多含鋁化會物對人類的作用也是非常重大的。
  含鋁化合物
  鋁在地殼中的含量相高,主要以鋁硅酸鹽礦石存在,還有鋁土礦和冰晶石。氧化鋁為一種白色無定形粉末,它有多種變體,其中最為人們所熟悉的是α-Al?O?和β-Al?O?。自然界存在的剛玉即屬于α一Al?O?,它的硬度僅次于金剛石,熔點高、耐酸堿,常用來制作一些軸承,制造磨料、耐火材料。如剛玉坩堝,可耐1800℃的高溫。Al?O?由于含有不同的雜質而有多種顏色。例如含微量Cr(III)的呈紅色,稱為紅寶石;含有Fe(II),Fe(III)或Ti(IV)的稱為藍寶石。
  β一Al?O?是一種多孔的物質,每克內表面 積可高達數百平方米,有很高的活性,又名活性氧化鋁,能吸附水蒸氣等許多氣體、液體分子,常用作吸附劑、催化劑載體和干燥劑等,工業上冶煉鋁也以此作為原料。
  氫氧化鋁可用來制備鋁鹽、吸附劑、媒染劑和離子交換劑,也可用作瓷釉、耐火材料、防火布等原料,其凝膠液和千凝膠在醫藥上用作酸藥,有中和胃酸和治療潰瘍的作用,用于治療胃和十二脂腸潰瘍病以及胃酸過多癥。
  偏鋁酸鈉常用于印染織物,生產湖藍色染料,制造毛玻腐、肥皂、硬化建筑石塊。此外它還是一種較好的軟水劑、造紙的填料、水的凈化劑,人造絲的去光劑等。
  無水氯化鋁是石油工業和有機合成中常用的催化劑;例如:芳烴的烷基化反應,也稱為傅列德爾—克拉夫茨烷基化反應,在無水三氯化鋁催化下,芳烴與鹵代烴(或烯烴和醇)發生親電取代反應,生成芳烴的烷基取代物。六水合氯化鋁可用于制備除臭劑、安全消毒劑及石油精煉等。
  溴化鋁是常用的有機合成和異構化的催化劑。
  磷化鋁遇潮濕或酸放出劇毒的磷化氫氣體,可毒死害蟲,農業上用于谷倉殺蟲的熏蒸劑。
  硫酸鋁常用作造紙的填料、媒染劑、凈水劑和滅火劑,油脂澄清劑,石油脫臭除色劑,并用于制造沉淀色料、防火布和藥物等。
  冰晶石即六氟合鋁酸鈉,在農業上常用作殺蟲劑;硅酸鹽工業中用于制造玻璃和搪瓷的乳白劑。
  由明礬石經加熱萃取而制得的明礬是一種重要的凈水劑、染媒劑,醫藥上用作收斂劑。硝酸鋁可用來鞣革和制白熱電燈絲,也可用作媒染劑;硅酸鋁常用于制玻璃、陶瓷、油漆的顏料以及油漆、橡膠和塑料的填料等,硅鋁凝膠具有吸濕性,常被用作石油催化裂化或其他有機合成的催化劑載體。
  在鋁的羧酸鹽中;二甲酸鋁、三甲酸鋁常用作媒染劑,防水劑和殺菌劑等;二乙酸鋁除可作媒染劑外,還被用作收劍劑和消毒劑,也用于尸體防腐液中;三乙酸鋁用于制造防水防火織物、色淀;藥物(含漱藥、收斂藥、防腐藥等),并用作媒染劑等;十八酸鋁(硬脂酸鋁)常用于油漆的防沉淀劑、織物防水劑、潤滑油的增厚劑、工具的防銹油劑、聚氯乙烯塑料的耐熱穩定劑等;油酸鋁除用作織物等的防水劑、潤滑油的增厚劑外,還用于油漆的催干劑、塑料制品的潤滑劑等。
  硫糖鋁又名胃潰寧,學名蔗糖硫酸酯堿式鋁鹽,它能和胃蛋白酶絡合,直接抑制蛋白分解活性,作用較持久,并能形成一種保護膜,對胃粘膜有較強的保護作用和制酸作用,幫助粘膜再生,促進潰瘍愈合,毒性低,是口種良好的胃腸道潰瘍治療劑。
  近些年,人們又開發了一些新的含鋁化合物,如烷基鋁等,隨著科學的發展,人們將會更好地利用鋁及化合物福人類。
  鋁的危害
  鋁的不當使用也會產生一些副作用。有資料報道:鋁鹽可能導致人的記憶力喪失。澳大利亞一個私營研究團體說:廣泛使用鋁鹽凈化水可能導致腦損傷,造成嚴重的記憶力喪失,這是早老性癡呆癥特有的癥狀。 研究人員對老鼠的實驗表明,混在飲水中的微量鋁進入老鼠的腦中并在那里逐漸積累,給它們喝一杯經鋁鹽處理過的水后,它們腦中的含鋁量就達到可測量的水平。!
  研究發現,鋁元素能損害人的腦細胞,因此世界衛生組織規定人體每天的攝鋁量應控制在0。004克以下,一般情況下,一個人每天攝取的鋁量絕不會超過這個量,但是,經常喝鋁鹽凈化過的水,吃含鋁鹽的食物,如油條(100克油條中約含有0。33克明礬)、粉絲、涼粉、油餅、易位罐裝的軟飲料等,或是經常食用鋁制炊具炒出的飯菜,都會使人的攝鋁量增加,從而影響腦細胞功能,導致記憶力下降,思維能力遲鈍。
  鋁及其化合物對人類的危害與其貢獻相比是無法相提并論的,只要人們切實注意,揚長避短,它對人類社會將發揮出更為重要的作用。
  [編輯本段]
  鋁的分類
  (1)純鋁:純鋁按其純度分為高純鋁、工業高純鋁和工業純鋁三類。焊接主要是工業純鋁,工業純鋁的純度為99. 7%^}98. 8%,其牌號有L1、L2、L3、L4、L5、L6等六種。
  <2)鋁合金:往純鋁中加入合金元素就得到了鋁合金。根據鋁合金的加工工藝特性,可將它們分作形變鋁合金和鑄造鋁合金兩類。形變鋁合金塑性好,適宜于壓力加工。
  形變鋁合金按照其性能特點和用途可分為防銹鋁<LF)、硬鋁(LY)、超硬鋁(LC)和鍛鋁(LD)四種。鑄造鋁合金按加入主要合金元素的不同,分為鋁硅系(AL-Si)、鋁銅系(Al-Cu)、鋁鎂系(Al-Mg)和鋁鋅系(Al-Zn)四種。
  主要鋁合金牌號有:1024、2011、6060、6063、6061、6082、7075
  鋁的牌號:
  1×××系列為:純鋁(鋁含量不小于99.00%)
  2×××系列為:以銅為主要合金元素的鋁合金
  3×××系列為:以錳為主要合金元素的鋁合金
  4×××系列為:以硅為主要合金元素的鋁合金
  5×××系列為:以鎂為主要合金元素的鋁合金
  6×××系列為:以鎂為主要合金元素并以Mg2Si相為強化相的鋁合金
  7×××系列為:以鋅為主要合金元素的鋁合金
  8×××系列為:以其他元素為主要合金元素的鋁合金
  9×××系列為:備用合金組
  牌號的第二位字母表示原始純鋁或鋁合金的改型情況,最后兩位數表示,牌號的最后兩位數字以標識同一組中不同的鋁合金或表示鋁的純度。
  1×××系列牌號的最后兩位數表示為:最低鋁含量的百分點。牌號的第二位的字母表示原始純鋁的改型情況。
  2×××~8×××系列牌號的最后兩位數沒有特殊意義,僅用來區分:同一組中不同的鋁合金。牌號的第二位字母表示原始純鋁的改型情況。
  *鋁和鋁合金的狀態:
  代號F××為:自由加工狀態
  O××為:退火狀態
  H××為:加工硬化狀態
  W××為:固熔熱處理狀態
  T××為:熱處理狀態(不同于F、O、H狀態)
  *H××的細分狀態:
  H后面的第一位數字表示:獲得該狀態的基本處理程序,如下所示。
  H1:單純加工硬化狀態
  H2:加工硬化及不完全退火的狀態
  H3:加工硬化及穩定化處理的狀態
  H4:加工硬化及涂漆處理的狀態
  H后面的第二位數字:表示產品的加工硬化程度。如:0~9代表加工硬化程度越來越硬。
  *鋁合金板帶材的軋制:
  按軋制溫度可分為熱軋、溫軋(中溫軋制)和冷軋
  按軋機排列方式可分為單機架軋制、半連續軋制和連續軋制。
  *鋁卷的厚度分類:
  厚度大于80mm稱為特厚板
  厚度為4~80mm稱為厚板
  厚度為0.2~4.0mm稱為薄板
  厚度為小于0.2mm的稱為鋁箔
  *鋁卷長度的計算方式:
  重量1000kg÷鋁密度(2.71)÷寬度÷厚度=鋁卷的每噸長度
  *鋁卷異形規格的起訂量:
  每爐鋁為6~8噸,鋁卷起訂量為6~8噸之間
  *彩涂鋁卷板質量好壞的鑒別:
  表面壓痕、印痕、凹凸等殘跡:不明顯
  漏涂、穿透涂層的損傷等:不允許
  波紋:不允許 鼓泡(≤10mm):不允許
  疵點(≤3mm):≤3mm個/m2
  劃傷:不允許
  擦傷:不允許
  色差:不明顯
  *鋁塑板質量好壞的鑒別:
  1.鋁皮厚度:如面鋁厚0.5㎜,實際測量應該為,鋁厚0.5㎜+氟碳油漆0.025㎜=0.525㎜(面鋁總厚),底鋁厚0.5㎜。
  2.氟碳油漆(PVDF):至少為雙涂,70%以上氟碳含量,表面刮掉一層油漆還有一層底漆。用膜厚儀測,>0.025㎜。用丁酮擦試200次不露底。
  3.納米防塵油漆(NANO PVDF):至少為雙涂,膜厚>0.025㎜,用記號筆寫字,完全能擦干凈。
  4.聚酯油漆(PE):用膜厚儀測>0.016㎜,用丁酮擦拭100次不露底。
  5.高分子粘結膜:美國PUPONP原料,撕開鋁皮,會發現,鋁皮上與塑料上均勻分布著白色絨毛狀高分子,并且拉力>7N/㎜。
  6.軟塑料:半透明狀,開槽刨出塑料屑,更有透明狀,劃斷一面鋁皮,折鋁塑板,鋁皮會斷,但塑料不會斷,并可來回折無數次。
  7.保護膜:雙層復合膜,0.09㎜厚,撕下保護膜,手感平穩。
  鋁電解電容器的基礎知識
  2007-12-6 來源: 中國有色網
  一、基本概念
  1.定義:電容器是兩個作電極的倒替中間用電氣絕緣介質各開所成的電子元件稱為電容器。
  絕緣介質:氧化膜
  導體:金屬、解質、半導體(在這里解質屬于導體)
  帶凝聚電容器的電解液屬于解質,是導體。
  2、電容量:電容器極片上儲存的電量與兩極將的電位差只比就稱為電容器的電容量。
  容量=電量/電位差
  地球的電容量也就是法拉極的。
  3、電容量的單位:法拉F、毫法mF、微法uF、納法nF、皮法pF
  各單位之間是1000進制。
  4、儲存電荷的機理:由于介質的極化。
  電池也可以稱為電容器,化學能——電能
  沒有通電的時候,介質是亂七八糟的,沒有排列順序,通電后“同性相斥,異性
  5、漏電流由三部分組成:極化電流(瞬間完成)、吸收電流(時間緩慢)、漏導電流,吸收電流與氧化膜有關系,漏導電流與雜質關系;鋁電解的介質Al?O?,電阻率為1014~1015Ω/㎝
  6、電容器的電容量的實際情況
  C=εS/3.6πd=0.0885εS/dε-介電常數(電容率)
  S—極片的面積
  D—介質的厚度(兩極間的距離)
  不是所有的絕緣體的介電常數都一樣,低壓——比容大(d小)
  高壓——比容小(d大)
  鋁箔的面積擴大——腐蝕
  介質的韌性很差,所以夾層來增強強度;坑洞的多少、深淺影響到面積——比容
  一般情況下,坑洞要深淺一致,均勻。
  7、電容器在線路中的符號
  8.電容器的用途:濾波、震蕩、調諧、耦合、馬達啟動、閃光燈、點焊、起爆(炸藥)、定時、節能燈——產生一個交流,觸發燈亮,屬于震蕩的一種。
  電解電容器
  一、基本概念
  1、定義:以閥金屬為正極,在其表面用電化學的方法形成氧化膜作為介質,用液體或固體(或半導體)等電解質作為負極,并緊密接觸于氧化膜介質,用另一金屬作為負極引出的電容器稱為電解電容器。
  閥金屬:鋁、鈮、鈦、鉭;閥的意思就是正向導通,反向開路;
  鉭電解電容器——氧化膜被破壞后以擊穿失效
  鋁電解電容器
  一、基本概念
  1、定義:以閥金屬鋁正極,在其表面用電化學的方法形成氧化膜作為介質,用電解液作為負極,并緊密接觸于氧化膜介質,用另一金屬作為負極引出的電容器稱為鋁電解電容器。
  2、圖示:
  3、電容器的連接方式和計算
  1)、串聯:公式1/C=1/C1 1/C2 1/C3 ……
  只有兩個串聯的時候,C=C1*C2/(C1 C2)
  當C1=C2時,C=C1/2=C2/2……(無極性產品)
  2)、并聯:C=C1 C2 C3 ……
  C=C正*C負/(C正 C負)*系數
  比容是單位面積的容量,高壓電容器的負極可以不考慮比容的大小;
  4、鋁電解電容器的特點:
  1)優點:氧化膜有自愈作用;價格便宜;單位體積的容量大;相對而言,電壓可以做得較高些;
  鉭電解,鈮電解都做不到200V,鋁電解在國外可以做到730V。
  2)、缺點:漏電流大;損耗大,頻率特性差(原來開關電源|穩壓器僅40KHZ,現在100KHZ,最好1MHZ)
  5、電解電容器的命名;
  國內:CD11代表鋁電解電容器
  C——電容器的總稱;D——材質(鋁電解);11——引線式(單向引出)
  CD10——軸向鋁電解電容器;CD26——寬溫度鋁電解電容器;
  6、容量的標稱法則;
  E6:±20(M)、E12:±10(K)、E24:±5(J)
  鋁的有關化學方程式:
  62Al +HCl ==== 2AlCl?+ 3H?↑
  2Al + 6H?SO?(濃)==Δ==Al?(SO?)?+ 3SO?↑+ 6H?O
  2Al + 3H?SO?(稀)==== Al?(SO?)?+ 3H?↑
  2Al + 2NaOH + 2H?O ==== 2NaAIO?+ 3H?↑
  Al + 6HNO?(濃)==Δ==Al(NO?)?+ 3NO?↑+ 3H?O
  Al + 4HNO?(稀)==== Al(NO?)?+ NO↑+ 2H?O
  8Al + 30HNO?(再稀一點)====8Al(NO?)?+ 3N?O↑+ 15H?O
  Al+ HNO?(很稀)====Al(NO?)?+ N?↑+ H?O
  8Al + 30HNO?(極稀)====8Al(NO?)?+ 3NH?NO?↑+ 9H?O
  8Al + 3Fe?O?==== 4Al?O?+ 9Fe
  2Al(OH)?==Δ== Al?O?+ H?O
  Al?(SO?)?+ 6NH?·H?O ==== 2Al(OH)?↓+ 3(NH?)?SO?
  Al?O?+ 6HCl=2AlCl?+ 3H?O
  Al?O?+ 2NaOH + 3H?O ==== 2Na[Al(OH)?]
  AlCl?+ 3NaOH ==== Al(OH)?↓+ 3NaCl
  Al(OH)?+ NaOH ==== Na[Al(OH)?]
  Al?(SO?)?+ 6 NaHCO?==== 2 Al(OH)?↓+ 3 Na?SO?+ 6 CO?↑
  NaAlO? + HCl(少量)+ H?O ==== Al(OH)?↓+ NaCl
  Al(OH)?+ 3 HCl ==== AlCl?+ 3 H?O
  NaAlO?+ 4 HCl(過量)==== AlCl?+ NaCl + 2 H?O
  2NaAlO?+ CO?(少量)+ 3 H?O ==== 2 Al(OH)?↓+ Na?CO? 強酸制弱酸
  NaAlO?+ CO?(過量)+ 2H?O ==== 2Al(OH)?↓+ NaHCO?
  NaAlO?+NaHCO3+ H?O====Al(OH)3↓+Na2CO3
  AlCl?+ 3 NaAlO?+ 6 H?O====4 Al(OH)?↓
  [編輯本段]
  常用的鋁工業材料
  1.鋁塑板
  鋁塑板是由經過表面處理并用涂層烤漆的鋁板作為表面,聚乙烯,聚丙烯塑料混合作為芯層,經過一系列工藝加工復合而成的新型材料。由于鋁塑板是由性質截然不同的兩種材料(金屬和非金屬)組成,它既保留了原組成材料(金屬鋁、非金屬聚乙烯塑料)的主要特性,又克服了原組成材料的不足,進而獲得了眾多優異的材料性質,如豪華性、艷麗多彩的裝飾性、耐候、耐蝕、耐創擊、防火、防潮、隔音、隔熱、抗震性;質輕、易加工成型、易搬運安裝等特性,這些特點為鋁塑板開闊了廣闊的運用前景。
  鋁塑板性能:超強剝離度、材質輕易加工、防火性能卓越、耐沖擊性、超耐候性、彩色多樣、易保養。
  鋁塑板用途:可應用于幕墻、內外墻、門廳、飯店、商店、會議室等的裝飾外,還可用于舊建筑的改建,用作柜臺、家具的面層、車輛的內外壁等。
  2.鋁單板
  鋁單板均與采用世界知名大企業的優質鋁合金加工而成,再經表面噴涂美國PPG、或阿克蘇PVDF氟碳烤漆
  精制而成,鋁單板主要由面板、加強筋骨,掛耳等組成。
  鋁單板的特點:
  (1)輕量化,剛性好、強度高;
  (2)不燃燒性,防火性佳;
  (3)極佳的面耐候性能和抗紫外線,優異的耐酸、耐堿性能在室外正常條件下,不退色保質期限為15年;
  (4)加工工藝性好、可加工成平面、弧形和球形、塔形等各種復雜的形狀,一易沾污,便于清潔、保養;
  (5)色彩可選性廣,裝飾效果極佳;
  (6)易于回收,無污染,利于環保。
  3.鋁蜂窩板
  鋁蜂窩板采用復合蜂窩結構,由預成型的盒狀面板和背板與鋁合金蜂窩芯材熱壓復合成型。選用優質的
  3003H24合金鋁板5052AH14高錳合金鋁板為基材;面板厚度為0.5~1.5mm氟碳滾涂板,底板厚度為
  0.5~1.0mm;鋁蜂窩芯材采用六角形3003型芯材,鋁箔厚度0.04~0.06mm,邊長5~6mm。
  鋁蜂窩板特點
  (1)比重輕、強度高、剛度大、結構穩定、抗風壓性佳
  (2)隔音、隔熱、防火、防震功能能突出
  (3)面有驚人的平坦性,且色彩多樣化
  (4)裝飾性強,安裝方便、快捷
  鋁蜂窩板用途:建筑幕墻裝飾、天花吊頂、公共汽車、火車、地鐵及軌道交通車輛、商用運輸車和貨柜
  車車體,船上建筑,廣告牌,室內裝飾工程
  4.鋁蜂窩天花吊頂板
  鋁蜂窩天花吊頂板從面板材質、形狀、安裝系統到顏色、表面處理為建筑師提供豐富的選擇,能夠展示
  豐富的天花吊頂表現效果,具有卓越的設計自由度。通過完善的工藝和嚴格的控制系統,使復合板材具
  有超強的剝離強度和優異的物理性能。
  主要材質:
  (1)面材:預輥涂鋁卷,厚度為0.5 或0.7mm(內墻板厚為1.0mm)
  (2)正面:聚酯烤漆(或按客戶需求提供耐色光烤漆,在色澤和光澤度的穩定性及抗刮傷、抗粉化、抗
  腐蝕性能方面效果好)
  (3)背面:養護性涂飾
  (4)芯材:經特殊防腐處理的鋁蜂窩芯,合金為:AA3003,鋁箔厚度0.06mm,蜂窩芯邊長6mm
  適用范圍:用作各類建筑的室內吊頂板
  中國鋁工業發展簡況
  改革開放以來,中國鋁工業取得了長足發展,已成為世界鋁工業大國,形成了從鋁土礦、氧化鋁、電解鋁、鋁加工、研發為一體的比較完善的工業體系。
  2006年,中國鋁業從2005年的全行業虧損迅速轉為全行業實現利潤324億元、利稅500多億元。國內產能的迅速集中擴張使氧化鋁進口量10年來首次出現同比下降,氧化鋁對外依存度較上年的45%明顯降低。近年來,國內氧化鋁生產中強化燒結、管道化溶出、選礦拜爾法等技術得到廣泛使用;電解鋁落后的自焙槽生產能力被淘汰,2006年,電解鋁1200萬噸產能中160kA及以上產能占83%,已經全部淘汰落后的自焙槽生產能力,部分小型預焙槽生產能力得到改造。
  電解鋁方面,國家發展改革委下發通知,從2006年6月30日起實施電價調整方案,全國上網電價平均上調11.74元/千千瓦時,銷售電價平均提高24.94元/千千瓦時,相當于銷售電價每度上調2.494分錢。由于電解鋁在所有工業產品中耗電量最大,每生產1噸電解鋁的耗電量就高達1.5萬度。國家利用電價調整對該行業進行調控,可以讓一些競爭實力強大的電解鋁企業獲得較為優越的生存環境,而一些規模小、生產能力落后的企業則有可能淘汰出局。
  當能源價格不斷攀升之時,世界各大鋁業公司開始把建設鋁業生產基地的目光轉向電價低廉的中東和非洲。通過降低左右生產成本的電費,確保鋁業生產的價格競爭力,成為世界各大鋁業公司的著眼點。從國內政策面上分析,國家產業政策給鋁行業定位在滿足國內需求上,且在對高精尖產品和低技術含量產品在政策上將會有區別。因此,上下游鋁企業對于行業所出現的政策性和結構性拐點,應著眼于內銷市場,擴大鋁在國內市場的應用;擴大鋁應用領域,提高鋁應用的附加值、提升技術含量。另外,鋁生產企業應該多關注相關行業和下游行業發展動向,特別是掌握交通運輸、電力、包裝、家電等行業發展趨勢,同時加大技術攻關和科技投入。
  中國鋁型材行業的概況
  中國鋁型材工業經過50多年的發展,成為了世界上鋁型材生產大國。截至2007年,中國在產的鋁擠壓廠600多家,擠壓生產線約3500條企業數量、生產能力、產量均居世界第一,已成為世界鋁擠壓材生產大國;經過近幾年產品結構的調整和市場調節,鋁加工廠數減少,分布在逐步分散;產品出口增加,成為世界上最主要的鋁型材生產和凈出口國家。
  1、產量:
  2007年中國鋁加工材快報產量1175.9萬噸,與2006年快報數814.8萬噸相比增加44.3%。估計型材為660萬噸,比2006年增長36.2%。
  2.分布
  從鋁加工行業來看,珠江三角洲、長三角、環渤海等三地區,以河南為代表的中部地區發展較快。新世紀以來,全國鋁加工材產量前10位省區總產量占全國總產量的所占比率在逐漸上升,2000年為82.1%,2005年為84.7%,2006年達到87.1%,2007年87.63%。廣東和河南兩省產量排位繼續保持前兩名,所占比例仍在上升。產量增幅較快的省份是山東和湖南,山東排位由2006年的第六上升到第三,產量接近100萬噸,達到99.48萬噸,比2006年增加85.6%。湖南省以21.12萬噸的好成績后來居上,把產量增幅相對不大的河北省擠出前十名。
  廣東省的建筑鋁型材業在國內具有突出的地位,具有絕對的優勢。廣東省是中國鋁型材加工、制造的大省,同時又是鋁的消費大省。目前,廣東省的鋁加工量超過300萬噸/年,綜合產值超過1000億元,已形成具有明顯規模優勢和品牌優勢的產業。據中國有色金屬工業協會統計,2006年全國獲得生產許可證鋁型材廠有560多家,廣東省有210余家;全國鋁擠壓材產量前10名的企業中廣東省占了6家,廣東省鋁型材生產量占全國55%左右,市場占有率超過全國的45%。全國擁有中國名牌的鋁加工企業共有17家,廣東省有10家單位,其中9家為鋁型材廠,1家為板帶箔生產企業。
  3、出口
  2007年,中國鋁材凈出口量增加了110.0%(見表2)。其中,平軋產品的貢獻明顯。型材出口84.5萬噸,比2006年僅增加了24.1%,增幅同比下降56.1%。主要受歐美房地產業不景氣和國家7月1日取消出口退稅的影響。
  4.動向
  (1)電解鋁與加工企業相互延伸
  典型的大型電解鋁企業有:中鋁蘭州連城鋁業、中鋁青海鋁業、河南焦作萬方、青銅峽鋁業、內蒙霍林河鴻駿鋁電集團、河南淅川、浙江華東鋁業等紛紛增加鋁加工項目或鑄坯項目。加工企業向有資源地區尋找合作伙伴或辦廠,如渤海鋁、銀一百、華昌等企業。
  (2)中國鋁加工企業積極上市融資
  鋁加工企業利用國內外資本市場,積極開展多種方式進行融資,為企業的發展壯大獲得必要的資金支持。已經上市的鋁加工企業有中鋁西北鋁,山東南山、浙江棟梁、常熟鋁箔、新疆眾和等。正在準備上市的企業有河南明泰、廣東興發、閩發、山東魯豐鋁箔、廈順、蘇州羅普斯金等。
  (3)高速列車車體型材成功應用在我國自主知識產權的300km/h列車上,標志著中國已經跨入世界上能夠生產300km/h高速列車型材國家的行列。
  (4)工業型材、高檔節能型建筑型材產品比例增加。
  (5)各種新技術在鋁加工生產中得到了應用。
  鋁的性質和用途
  物質的用途在很大程度上取決于物質的性質。由于鋁有多種優良性能,因而鋁有著極為廣泛的用途。
  (1)鋁的密度很小,僅為2.7 g/cm,雖然它比較軟,但可制成各種鋁合金,如硬鋁、超硬鋁、防銹鋁、鑄鋁等。這些鋁合金廣泛應用于飛機、汽車、火車、船舶等制造工業。此外,宇宙火箭、航天飛機、人造衛星也使用大量的鋁及其合金。例如,一架超音速飛機約由70%的鋁及其合金構成。船舶建造中也大量使用鋁,一艘大型客船的用鋁量常達幾千噸。
  (2)鋁的導電性僅次于銀、銅,雖然它的導電率只有銅的2/3,但密度只有銅的1/3,所以輸送同量的電,鋁線的質量只有銅線的一半。鋁表面的氧化膜不僅有耐腐蝕的能力,而且有一定的絕緣性,所以鋁在電器制造工業、電線電纜工業和無線電工業中有廣泛的用途。
  (3)鋁是熱的良導體,它的導熱能力比鐵大3倍,工業上可用鋁制造各種熱交換器、散熱材料和炊具等。
  (4)鋁有較好的延展性(它的延展性僅次于金和銀),在100 ℃~150 ℃時可制成薄于0.01 mm的鋁箔。這些鋁箔廣泛用于包裝香煙、糖果等,還可制成鋁絲、鋁條,并能軋制各種鋁制品。
  (5)鋁的表面因有致密的氧化物保護膜,不易受到腐蝕,常被用來制造化學反應器、醫療器械、冷凍裝置、石油精煉裝置、石油和天然氣管道等。
  (6)鋁粉具有銀白色光澤(一般金屬在粉末狀時的顏色多為黑色),常用來做涂料,俗稱銀粉、銀漆,以保護鐵制品不被腐蝕,而且美觀。
  (7)鋁在氧氣中燃燒能放出大量的熱和耀眼的光,常用于制造爆炸混合物,如銨鋁炸藥(由硝酸銨、木炭粉、鋁粉、煙黑及其他可燃性有機物混合而成)、燃燒混合物(如用鋁熱劑做的炸彈和炮彈可用來攻擊難以著火的目標或坦克、大炮等)和照明混合物(如含硝酸鋇68%、鋁粉28%、蟲膠4%)。
  (8)鋁熱劑常用來熔煉難熔金屬和焊接鋼軌等。鋁還用做煉鋼過程中的脫氧劑。鋁粉和石墨、二氧化鈦(或其他高熔點金屬的氧化物)按一定比率均勻混合后,涂在金屬上,經高溫煅燒而制成耐高溫的金屬陶瓷,它在火箭及導彈技術上有重要應用。
  (9)鋁板對光的反射性能也很好,反射紫外線比銀強,鋁越純,其反射能力越好,因此常用來制造高質量的反射鏡,如太陽灶反射鏡等。
  (10)鋁具有吸音性能,音響效果也較好,所以廣播室、現代化大型建筑室內的天花板等也采用鋁。
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