銀白色を帯びたこの軽金属は、 現代の生活ほぼどこでも見つかります。 アルミニウムの物理的および化学的特性により、アルミニウムは産業で広く使用されています。 最も有名な鉱床は、アフリカ、南アメリカ、カリブ海地域にあります。 ロシアでは、ボーキサイト採掘場はウラル山脈にあります。 アルミニウム生産における世界のリーダーは、中国、ロシア、カナダ、米国です。

アルミニウムの採掘

自然界では、この銀色の金属は、その高い化学活性により、化合物の形でのみ存在します。 アルミニウムを含む最もよく知られた地質岩は、ボーキサイト、アルミナ、コランダム、長石です。 ボーキサイトとアルミナは工業的に重要であり、これらの鉱石の堆積によりアルミニウムの抽出が可能になります。 純粋な形.

プロパティ

アルミニウムの物理的特性により、この金属のブランクを線に引き伸ばしたり、薄いシートに丸めたりすることが容易になります。 この金属は耐久性がないため、製錬中にこの指標を高めるために、銅、シリコン、マグネシウム、マンガン、亜鉛などのさまざまな添加剤を加えて合金化されます。 工業目的では、アルミニウムのもう 1 つの物理的特性が重要です。これは、空気中で急速に酸化する能力です。 アルミ製品の表面 生体内通常、金属を効果的に保護し、腐食を防ぐ薄い酸化膜で覆われています。 この膜が破壊されると、銀色の金属は急速に酸化され、その温度が著しく上昇します。

アルミニウムの内部構造

アルミニウムの物理的および化学的特性は、その内部構造に大きく依存します。 この元素の結晶格子は一種の面心立方体です。

このタイプの格子は、銅、臭素、銀、金、コバルトなどの多くの金属に固有のものです。 高い熱伝導性と電気伝導性により、この金属は世界で最も人気のある金属の 1 つとなっています。 休む 物理的特性以下にその表を示すアルミニウムは、その特性を完全に明らかにし、その適用範囲を示しています。

アルミニウムの合金化

銅やアルミニウムの物性は、アルミニウム合金に銅を一定量添加すると結晶格子が曲がり、合金自体の強度が増加します。 軽合金の合金化は、Al のこの特性に基づいて、強度と攻撃的な環境に対する耐性を高めます。

硬化プロセスの説明は、アルミニウム結晶格子内の銅原子の挙動にあります。 Cu 粒子は Al 結晶格子から落ちる傾向があり、その特殊な領域にグループ化されます。

銅原子がクラスターを形成する場合、CuAl 2 混合型結晶格子が形成され、銀金属粒子は同時に一般的なアルミニウム結晶格子と CuAl 2 混合型格子の組成の両方の一部になります。歪んだ格子は通常よりもはるかに大きくなります。 これは、新しく形成された物質の強度がはるかに高いことを意味します。

化学的特性

アルミニウムと希硫酸および希塩酸との相互作用は知られています。 加熱すると、この金属は容易に溶解します。 冷濃縮または高度に希薄な硝酸は、この元素を溶解しません。 アルカリ水溶液は物質に積極的に影響を与え、反応中にアルミニウムイオンを含むアルミン酸塩、つまり塩を形成します。 例えば：

Al 2 O 3 + 3H2O + 2NaOH \u003d 2Na

得られた化合物はテトラヒドロキソアルミン酸ナトリウムと呼ばれます。

アルミニウム製品の表面には薄い膜があり、空気だけでなく水からも金属を守ります。 この薄い障壁が取り除かれると、その要素は水と激しく相互作用し、そこから水素を放出します。

2AL + 6H 2 O \u003d 2 AL (OH) 3 + 3H 2

得られた物質は水酸化アルミニウムと呼ばれます。

AL (OH) 3 はアルカリと反応し、ヒドロキソアルミン酸塩の結晶を形成します。

Al(OH) 2 +NaOH=2Na

この化学方程式を前の化学方程式に追加すると、元素をアルカリ溶液に溶解する式が得られます。

Al (OH) 3 + 2NaOH + 6H 2 O \u003d 2Na + 3H 2

燃えるアルミ

アルミニウムの物理的特性により、酸素と反応することができます。 この金属やアルミ箔の粉末を加熱すると燃え上がり、まぶしい白い炎を上げて燃え上がります。 反応の最後に、酸化アルミニウム Al 2 O 3 が形成されます。

アルミナ

得られる酸化アルミニウムは地質名アルミナと呼ばれます。 自然条件下では、固体の透明な結晶であるコランダムの形で生成されます。 コランダムは硬度が高いのが特徴で、その指標は固体スケールで 9 です。コランダム自体は無色ですが、さまざまな不純物により赤く着色されることがあります。 青色、つまり、 宝石、宝石ではルビーやサファイアと呼ばれます。

酸化アルミニウムの物理的特性により、これらの宝石を人工条件下で成長させることが可能になります。 工業用宝石は宝飾品だけでなく、精密機器や時計などの製造にも使用されています。 人工ルビー結晶はレーザーデバイスにも広く使用されています。

特殊な表面に堆積された、多量の不純物を含むきめの細かいコランダムの一種で、誰もがエメリーとして知っています。 酸化アルミニウムの物理的特性は、コランダムの高い研磨特性、およびその硬度と摩擦に対する耐性を説明します。

水酸化アルミニウム

Al 2 (OH) 3 は典型的な両性水酸化物です。 この物質は酸と結合すると、正に帯電したアルミニウムイオンを含む塩を形成し、アルカリ中ではアルミン酸塩を形成します。 物質の両性性は、それが酸としてもアルカリとしても作用できるという事実によって表れます。 この化合物はゼリー状と固体状の両方で存在できます。

実際には水に溶解しませんが、ほとんどの活性な酸やアルカリと反応します。 水酸化アルミニウムの物性は医療に使用されており、人気があり、 安全な治療法体内の酸性度を下げるので、胃炎、十二指腸炎、潰瘍に使用されます。 産業では、Al 2 (OH) 3 は吸着剤として使用されており、水を完全に浄化し、水に溶けている有害な元素を沈殿させます。

産業用

アルミニウムは 1825 年に発見されました。 当初、この金属は金や銀よりも価値があったと考えられています。 これは、鉱石からそれを抽出することが難しいためでした。 アルミニウムの物理的特性と、その表面にすぐに保護膜を形成する能力により、この元素の研究は困難でした。 19 世紀末になって初めて、工業規模での使用に適した純粋な元素を溶解する便利な方法が発見されました。

軽さと耐食性はアルミニウムのユニークな物理的特性です。 この銀色の金属の合金は、ロケット技術、自動車、船舶、航空機、器具の製造、刃物や調理器具の製造に使用されています。

Alは純金属として化学機器、電線、コンデンサーなどの部品の製造に使用されています。 アルミニウムの物性は銅ほど電気伝導率が高くありませんが、金属の軽さによってその欠点が補われ、アルミニウム線を太くすることが可能になります。 したがって、同じ導電率であれば、アルミニウム線の重さは銅線の半分になります。

同様に重要なのは、アルミニウム処理での Al の使用です。 これは、加熱時に母材金属を腐食から保護するために、鋳鉄または鋼製品の表面をアルミニウムで飽和させる反応の名前です。

現在、探査されたアルミニウム鉱石の埋蔵量は、この銀色の金属の人々の需要に匹敵します。 アルミニウムの物理的特性は研究者にさらに多くの驚きをもたらす可能性があり、この金属の範囲は想像よりもはるかに広いです。

アルミニウムの性質

コンテンツ：

アルミニウムグレード

物理的特性

腐食特性

機械的性質

技術的特性

応用

アルミニウムのグレード。

アルミニウムは、高い電気伝導性と熱伝導性、耐食性、延性、耐凍害性を特徴としています。 アルミニウムの最も重要な特性はその低密度 (約 2.70 g/cc) であり、アルミニウムの融点は約 660 ℃です。

アルミニウムの物理化学的、機械的、技術的特性は、不純物の種類と量に大きく依存し、純粋な金属の特性のほとんどを悪化させます。アルミニウムの主な天然不純物は鉄とシリコンです。 たとえば、鉄は独立した Fe-Al 相として存在します。、導電性と耐食性が低下し、延性が悪化しますが、アルミニウムの強度はわずかに増加します。

精製の程度に応じて、一次アルミニウムは高純度アルミニウムと技術純度アルミニウムに分類されます（GOST 11069-2001）。 工業用アルミニウムには、AD、AD1、AD0、AD00 (GOST 4784-97) とマークされたグレードも含まれます。 すべてのグレードの工業用アルミニウムは氷晶石アルミナ溶融物の電気分解によって得られます。 高純度アルミニウムは、工業用アルミニウムをさらに精製することによって得られます。 高純度アルミニウムの特性の特徴は書籍で説明されています

以下の表は、ほとんどのアルミニウム グレードの概要を示しています。 主要な天然不純物であるシリコンと鉄の含有量も示されています。

市販アルミニウムと高純度アルミニウムの主な実際的な違いは、特定の媒体に対する耐食性の違いに関係しています。 当然、アルミニウムの純度が高くなるほど高価になります。

特殊用途には高純度アルミニウムを使用します。 アルミニウム合金、ケーブルおよびワイヤー製品、圧延製品の製造には、工業用アルミニウムが使用されます。 次に、テクニカルアルミニウムについて説明します。

電気伝導性.

アルミニウムの最も重要な特性は、銀、銅、金に次ぐ高い導電性です。 アルミニウムは、高い導電性と低密度の組み合わせにより、ケーブルおよびワイヤ製品の分野で銅と競合することができます。

アルミニウムの導電率は、鉄やシリコンに加えて、クロム、マンガン、チタンの影響を強く受けます。 したがって、電流導体の製造を目的としたアルミニウムでは、さらにいくつかの不純物の含有量が規制されています。 したがって、鉄の許容含有量が 0.35%、シリコンが 0.12% である A5E グレードのアルミニウムでは、不純物の Cr + V + Ti + Mn の合計が 0.01% を超えてはなりません。

電気伝導率は材料の状態によって異なります。 350℃での長時間焼鈍は導電性を向上させますが、冷間硬化は導電性を悪化させます。

温度20℃における電気抵抗率の値は、オーム*mm 2 /m または μオーム*m :

0.0277 - 焼きなましアルミニウム線 A7E

0.0280 - 焼きなましアルミニウム線 A5E

0.0290 - プレス後、AD0 アルミニウムの熱処理なし

したがって、アルミニウム導体の電気抵抗は銅導体の電気抵抗よりも約 1.5 倍高くなります。 したがって、アルミニウムの電気伝導率（抵抗率の逆数）は銅の電気伝導率の 60 ～ 65% になります。 アルミニウムの電気伝導率は、不純物の量が減少すると増加します。

アルミニウムの電気抵抗の温度係数（0.004）は銅の温度係数とほぼ同じです。

20℃におけるアルミニウムの熱伝導率は約0.50 cal/cm*s*Cであり、金属の純度が増加するにつれて増加します。 アルミニウムの熱伝導率は銀、銅（約0.90）に次いで2番目で、軟鋼の3倍の熱伝導率を誇ります。 この特性により、冷却用ラジエーターや熱交換器にアルミニウムを使用するかどうかが決まります。

その他の物性.

アルミニウムは非常に高い 比熱(約0.22 cal / g * C)。 これは、ほとんどの金属 (銅の場合は 0.09) よりもはるかに高くなります。 融解比熱も非常に高い（約93 cal/g）。 比較のために、銅と鉄の場合、この値は約 41 ～ 49 cal / g です。

反射率アルミニウムはその純度に大きく依存します。 のために アルミホイル純度 99.2% の白色光の反射率は 75% で、アルミニウム含有量 99.5% の箔の反射率はすでに 84% です。

アルミニウム自体は非常に反応性の高い金属です。 これは、アルミノテルミーや爆薬の製造での使用に関連しています。 しかし、空気中では、アルミニウムは酸化アルミニウムの薄い（約 1 ミクロン）膜で覆われています。 高い強度と化学的不活性性により、アルミニウムをさらなる酸化から保護し、多くの環境においてアルミニウムの高い耐腐食性を決定します。

高純度アルミニウムでは、酸化膜は連続的かつ非多孔質であり、アルミニウムに対する非常に強い接着力を持っています。 したがって、高特殊純度のアルミニウムは、無機酸、アルカリ、海水、空気の作用に対して非常に耐性があります。 不純物が存在する箇所のアルミニウムと酸化皮膜の密着性は著しく低下し、腐食しやすくなります。 したがって、技術的に純度の高いアルミニウムは抵抗が低くなります。 たとえば、弱塩酸に関しては、精製アルミニウムと工業用アルミニウムの耐性は 10 倍異なります。

アルミニウム (およびその合金) は通常、孔食を示します。 したがって、多くの媒体におけるアルミニウムとその合金の安定性は、サンプルの重量の変化や腐食浸透速度ではなく、機械的特性の変化によって決まります。

鉄含有量は、市販のアルミニウムの腐食特性に主な影響を与えます。 したがって、さまざまなグレードの 5% HCl 溶液中での腐食速度は ():

鉄の存在により、アルミニウムのアルカリに対する耐性も低下しますが、硫酸や硝酸に対する耐性には影響しません。 一般に、工業用アルミニウムの耐食性は、純度に応じて、A8 と AD000、A7 と AD00、A6、A5 と AD0、AD1、A0、AD の順に劣化します。

100℃を超える温度では、アルミニウムは塩素と相互作用します。 アルミニウムは水素と相互作用しませんが、水素をよく溶解するため、アルミニウム中に存在するガスの主成分となります。 500℃で解離する水蒸気はアルミニウムに悪影響を及ぼしますが、それより低い温度では蒸気の影響はわずかです。

アルミニウムは以下の環境でも安定です:

工業的な雰囲気

温度 180 ℃ までの天然淡水。曝気により腐食速度が増加します。

苛性ソーダ、塩酸、ソーダの不純物。

海水

濃硝酸

ナトリウム、マグネシウム、アンモニウム、次亜硫酸塩の酸性塩。

硫酸の弱い（最大 10%）溶液、

100%硫酸

リン酸（最大 1%）、クロム（最大 10%）の弱い溶液

任意の濃度のホウ酸

酢、レモン、ワイン。 リンゴ酸、酸性フルーツジュース、ワイン

アンモニア溶液

アルミニウムはそのような環境では不安定です:

希硝酸

塩酸

希硫酸

フッ化水素酸と臭化水素酸

シュウ酸、ギ酸

苛性アルカリ溶液

酸化皮膜を破壊する水銀、銅、塩化物イオンの塩を含む水。

ほとんどの工業用金属や合金と接触すると、アルミニウムは陽極として機能し、腐食が増加します。

弾性率 E \u003d 20℃での工業用アルミニウムの場合は7000-7100 kgf / mm 2。アルミニウムの純度が増加すると、その値は減少します（A99の場合は6700）。

せん断弾性率 G \u003d 2700 kgf / mm 2。

工業用アルミニウムの機械的特性の主なパラメータを以下に示します。

与えられた数字は非常に示唆的です。

1) 焼きなましおよび鋳造アルミニウムの場合、これらの値はアルミニウムの技術グレードによって異なります。 不純物が多いほど、強度と硬度は向上しますが、延性は低下します。 例えば、鋳造アルミニウムの硬度は、A0 - 25HB、A5 - 20HB、高純度アルミニウムの場合、A995 - 15HB となります。 これらの場合の引張強さは、8.5 です。 7.5、5kgf/mm2、伸び20。 それぞれ30％と45％。

2) 変形アルミニウムの場合、機械的性質は変形の程度、圧延製品の種類、寸法によって異なります。 例えば、引張強さは、ワイヤーの場合は15～16kgf/mm 2 以上、パイプの場合は8～11kgf/mm 2 以上です。

しかし、いずれにせよ、工業用アルミニウムは柔らかくて壊れやすい金属です。 降伏強度が低い（硬質鋼であっても 12 kgf/mm 2 を超えない）ため、許容荷重の点でアルミニウムの使用が制限されます。

アルミニウムのクリープ限界は低く、20℃では5 kgf/mm 2 、200℃では0.7 kgf/mm 2 です。 比較のために：銅の場合、これらの数値はそれぞれ 7 および 5 kgf / mm 2 です。

低い融解温度と再結晶開始温度（工業用アルミニウムの場合は約 150℃）、低いクリープ限界により、高温側からアルミニウムの動作温度範囲が制限されます。

アルミニウムの延性は、ヘリウムまでの低温では低下しません。 温度が +20 C から -269 C に低下すると、引張強度は工業用アルミニウムでは 4 倍、高純度アルミニウムでは 7 倍増加します。 この場合の弾性限界は 1.5 倍に増加します。

アルミニウムの耐凍害性により、極低温の装置や構造物での使用が可能になります。

技術的特性.

アルミニウムは延性が高いため、箔（厚さ 0.004 mm まで）、深絞り製品の製造、リベットへの使用が可能です。

工業用純度のアルミニウムは、高温では脆性を示します。

被削性は非常に低いです。

再結晶焼鈍の温度は350〜400℃、焼戻し温度は150℃です。

溶接性。

アルミニウム溶接の難しさは、1) 強力な不活性酸化膜の存在、2) 高い熱伝導率によるものです。

それにもかかわらず、アルミニウムは溶接性の高い金属と考えられています。 溶接部は母材金属 (焼きなまし) の強度と同じ腐食特性を備えています。 アルミ溶接の詳細については、例えば、www。 溶接現場。コム。うーん。

応用。

アルミニウムは強度が低いため、高い電気伝導率または熱伝導率、耐食性、延性、または溶接性が重要な場合に、負荷のない構造要素にのみ使用されます。 部品は溶接またはリベットによって接続されます。 工業用アルミニウムは、鋳造と圧延製品の製造の両方に使用されます。

企業の倉庫には、工業用アルミニウムで作られたシート、ワイヤー、タイヤが常にあります。

(Web サイトの関連ページを参照してください)。 注文に応じて豚A5〜A7が配達されます。

アルミニウムの特性

アルミニウム金属品質産業

アルミニウムは地殻で最も一般的な金属です。 その含有量は 7.45% と推定されます (わずか 4.2% の鉄よりも多い)。 元素としてのアルミニウムは最近、1825 年に発見され、この金属の最初の小さな塊が得られました。 その産業発展の始まりは前世紀の終わりにまで遡ります。 そのきっかけとなったのは、氷晶石に溶解したアルミナの電気分解による製造方法が 1886 年に開発されたことでした。 この方法の原理は、世界のすべての国でアルミナからアルミニウムを現代の工業的に抽出する際の基礎となっています。

外観上、アルミニウムは光沢のある銀白色の金属です。 空気中では急速に酸化し、AlO の薄い白色のマットなフィルムで覆われます。 この皮膜は保護性が高く、この皮膜で覆われていることでアルミニウムは耐食性を持ちます。

アルミニウムは、苛性アルカリ、塩酸、硫酸の溶液によって簡単に破壊されます。 濃硝酸や有機酸に対して高い耐性を示します。

アルミニウムの最も特徴的な物理的特性は、2.7 という低い相対密度と、比較的高い熱伝導率および電気伝導率です。 0℃におけるアルミニウムの電気伝導率、つまり 断面 1 mm、長さ 1 m のアルミニウム線の導電率は 37 1 オームです。

アルミニウムは耐食性、特に導電率が高く、不純物が少なく純粋であるほど優れています。

アルミニウムの融点は低く、約660℃です。 ただし、その融解潜熱は約 100 cal g と非常に大きいため、アルミニウムを溶かすには、たとえば融点が 1083 ℃ の高融点銅など、同量を溶かすよりも大量の熱が必要になります。融解潜熱は43 cal g。

アルミニウムの機械的特性は、高い延性と低い強度によって特徴付けられます。 圧延および焼きなまされたアルミニウムは、= 10 kg mm、硬度 HB25、= 80%、= 35% です。

アルミニウムの結晶格子は、20℃でのパラメータ (辺のサイズ) が 4.04 の面心立方体です。 アルミニウムには同素体変換がありません。

自然界では、アルミニウムは、ボーキサイト、霞石、明礬石、カオリンなどのアルミニウム鉱石の形で存在します。 世界のアルミニウム産業のほとんどの基盤となっている最も重要な鉱石はボーキサイトです。

鉱石からアルミニウムを得るには、2 つの連続した段階で構成されます。最初にアルミナ (AlO) が生成され、次にそこからアルミニウムが得られます。

現在知られているアルミナの製造方法は、アルカリ法、酸性法、電熱法の３つに分類できる。 アルカリ法が最も広く使用されています。

いくつかの種類のアルカリ法では、1000℃で脱水したボーキサイトをボールミルで粉砕し、特定の割合でチョークとソーダと混合し、焼結して反応により水溶性の固体アルミン酸ナトリウムを得る。

AlO + NaCO = AlO NaO + CO

焼結した塊は粉砕され、水で浸出され、アルミン酸ナトリウムが溶液になります。

アルカリ法の他の種類では、鉱石をアルカリで直接処理することにより、ボーキサイトに含まれるアルミナがアルミン酸ナトリウムに結合されます。 この場合、アルミン酸塩の水溶液が直ちに得られる。

どちらの場合も、アルミン酸ナトリウムの水溶液の形成により、主にシリコン、鉄、チタンの酸化物と水酸化物である鉱石の不溶性成分からアルミン酸ナトリウムが分離されます。 赤泥と呼ばれる不溶性の沈殿物からの溶液の分離は、沈殿槽で行われます。

得られた溶液に石灰を125℃、5amの圧力で添加すると、脱シリコンが起こり、CaSiOが沈殿し、白いスラッジが形成されます。 白泥から分離した後、シリコンから精製された溶液は、60〜80℃で二酸化炭素で処理され、その結果、結晶性酸化アルミニウム水和物が沈殿します。

AlONaO + 3H2O + CO = 2Al(OH) + NaCO。

それを洗浄し、乾燥させ、焼成する。 焼成によりアルミナが形成されます。

2Al(OH) = AlO + 3H2O。

記載されている方法では、ボーキサイトからアルミナをかなり完全に (約 80%) 抽出できます。

アルミナから金属アルミニウムを得るには、アルミナをその構成部分であるアルミニウムと酸素に電解分解する必要があります。 このプロセスにおける電解質は、氷晶石中のアルミナの溶液 (AlF 3NaF) です。 氷晶石はアルミナを溶解する能力を持ち、同時に融点を下げます。 アルミナは約2000℃の温度で融解し、例えば氷晶石85％とアルミナ15％からなる溶液の融点は935℃である。

アルミナ電解のスキームは非常に単純ですが、技術的にはこのプロセスは複雑であり、大量の電力を必要とします。

良好な断熱材１およびカーボンパッキン２を備えた槽の底には、電流源の陰極に接続された陰極タイヤ３が配置されている。 電極 5 は陽極バス 4 に取り付けられています。電気分解を開始する前に、コークスの薄層を槽の底に注ぎ、接触するまで電極を下げ、電流をオンにします。 カーボンパッキンを加熱すると氷晶石が徐々に導入されます。 溶融氷晶石の層厚が２００〜３００μｍの場合、氷晶石量に対してアルミナを１５％の割合で充填する。 このプロセスは950〜1000℃で行われます。

電流の作用下で、アルミナはアルミニウムと酸素を分解します。 陰極である石炭底（石炭槽の底）に液体アルミニウム6が溜まり、酸素が陽極の炭素と結合して徐々に燃焼していきます。 氷晶石はほとんど消費されません。 定期的にアルミナを添加し、焼けた部分を補うように電極を徐々に下げ、溜まった液体アルミニウムを一定間隔でバケット８内に放出する。

電気分解中、アルミニウム 1 トンあたり約 2 トンのアルミナ、陽極として機能する炭素電極 0.6 トン、氷晶石 0.1 トン、および 17,000 ～ 18,000 kWh の電力が消費されます。

アルミナを電気分解して得られるアルミニウム原料には、金属不純物（鉄、ケイ素、チタン、ナトリウム）、水素を主とする溶存ガス、アルミナ、石炭、氷晶石の粒子である非金属介在物が含まれています。 このままでは性質が低く使用に適さないため、精製する必要があります。 非金属およびガス状不純物は、金属を再溶解し、塩素でパージすることによって除去されます。 金属不純物は、複雑な電解法によってのみ除去できます。

精製後、商用グレードのアルミニウムが得られます。

アルミニウムの純度は、アルミニウムのすべての特性に影響を与える決定的な指標であるため、化学組成がアルミニウムの分類の基礎となります。

鉄とシリコンはアルミニウムの製造時に避けられない不純物です。 どちらもアルミニウムには有害です。 鉄はアルミニウムに溶解しませんが、アルミニウムと一緒に脆い化合物FeAlおよびFe2Alを形成します。 アルミニウムは、11.7% の Si でシリコンと共晶機械的混合物を形成します。 シリコンの溶解度は 室温は非常に少量 (0.05%) であり、たとえ少量であっても、Fe + Si 共晶および非常に硬い (HB 800) 脆いシリコン結晶の介在物を形成し、アルミニウムの延性を低下させます。 シリコンと鉄が一緒に存在すると、三元化合物と三元共晶が形成され、これも可塑性を低下させます。

アルミニウムで規制されている不純物は、鉄、シリコン、銅、チタンです。

すべてのグレードのアルミニウムには 99% 以上の Al が含まれています。 この値の量的超過は、100 分の 1 または 10 分の 1 パーセント単位でブランド名の頭文字 A の後に示されています。したがって、A85 ブランドには 99.85% の Al が含まれています。 このマーキング原則の例外はグレード A AE で、アルミニウム含有量はグレード A0 および A5 と同じですが、組成に含まれる鉄およびシリコン不純物の比率が異なります。

AE ブランドの文字 E は、このブランドのアルミニウムが電線の製造を目的としていることを意味します。 アルミニウムの特性に対する追加の要件は、電気抵抗が低いことです。アルミニウムから作られたワイヤの電気抵抗は、20℃で 0.0280 オーム mm m 以下である必要があります。

アルミニウムは、アルミニウムをベースとした製品および合金の製造に使用され、その特性には高度な純度が必要です。

アルミニウムは目的に応じてさまざまな形状で製造できます。 再溶解を目的としたすべてのグレード（高純度、技術純度）のアルミニウムは、重さ 5 のインゴットの形で鋳造されます。 15kgと1000kg。 制限値は次のとおりです: 高さは 60 ～ 600 mm、幅は 93 ～ 800 mm、長さは 415 ～ 1000 mm。

アルミニウムがシートおよびストリップの圧延に使用される場合、17 サイズの平らなインゴットが連続または半連続方法で鋳造されます。 厚さは140〜400 mm、幅は560〜2025 mm、インゴットの長さ1 mの重量は210〜2190 kgの範囲です。 インゴットの長さはお客様と打ち合わせさせていただきます。

インゴットとフラットインゴットの両方におけるアルミニウム管理の主なタイプは、化学組成とブランド規格への適合性の検証です。 インゴットおよび圧力処理を目的としたインゴットには、シェル、気泡、亀裂、スラグ、その他の異物が存在しないことなど、追加の要件が適用されます。

製錬中の鋼の脱酸、合金鉄の製造、およびアルミノテルミーには、「さまざまなグレードのアルミニウム純度」の表に示されているよりも低純度の安価なアルミニウムを使用できます。 この目的のために、業界では、98.0 ～ 87.0% の Al を含む、重さ 3 ～ 16.5 kg のインゴットで 6 つのグレードのアルミニウムを製造しています。 それらには、鉄の含有量が2.5％に達し、シリコンと銅がそれぞれ最大5％に達します。

アルミニウムの使用は、その特性の特殊性によるものです。 軽さと十分に高い導電性の組み合わせにより、アルミニウムを電流導体として使用し、より高価な銅に置き換えることが可能になります。 銅 (631 オーム) とアルミニウム (371 オーム) の電気伝導率の差は、アルミニウム ワイヤの断面積の増加によって補償されます。 アルミニウムワイヤの質量が小さいため、銅ワイヤの場合よりもサポート間の距離をはるかに大きくして、自重の影響によるワイヤの破損を心配することなく吊り下げることができます。 ケーブル、タイヤ、コンデンサ、整流器もそれから作られています。 アルミニウムは耐食性が高いため、硝酸およびその誘導体の製造、保管、輸送に使用される機器の製造など、化学工学において不可欠な材料となる場合があります。

食品業界でも広く使用されており、さまざまな調理器具がそれから作られています。 この場合、有機酸に対する耐性だけでなく、高い熱伝導率も利用されます。

延性が高いため、アルミニウムを圧延して箔にすることができ、以前に使用されていたより高価な錫箔が完全に置き換えられました。 ホイルは、お茶、チョコレート、タバコ、チーズなど、さまざまな食品の包装として機能します。

アルミニウムは、他の金属や合金の防食コーティングと同じように使用されます。 クラッディング、拡散メッキ、その他の方法 (塗料やワニスでアルミニウムを塗装するなど) によって適用できます。 耐食性の低いアルミニウム合金で作られた平圧延製品のアルミニウムクラッドが特に普及しています。

酸素に対するアルミニウムの化学活性は、半静かで穏やかな鋼の製造における脱酸素や、酸素化合物からアルミニウムを置換することによる回収困難な金属の製造に使用されます。

アルミニウムは、さまざまな鋼や合金の合金元素として使用されます。 それはそれらに特定の特性を与えます。 たとえば、鉄、銅、チタン、その他の金属をベースとした合金の耐熱性が向上します。

さまざまな純度のアルミニウムの応用分野は他にも挙げることができますが、アルミニウムをベースにしたさまざまな軽合金を得るためにその大部分が費やされます。 主なものの詳細を以下に示します。

一般に、先進資本主義国の例を使用すると、経済のさまざまな分野でのアルミニウムの使用は次の数字によって推定されます: 輸送工学 20 ～ 23% (自動車産業 15% を含む)、建設 17 ～ 18%、電気工学 10-12%、包装材料の生産 9-10%、耐久消費財の生産 9-10%、一般工学 8-10%。

他の材料、特にプラスチックとの競争にもかかわらず、アルミニウムはますます新しい用途分野を獲得しています。

アルミニウムを含む主な工業鉱石は、ボーキサイト、霞石、明礬石、カオリンです。

これらの鉱石の品質は、Al を 53% 含むアルミナ Al O の含有量によって評価されます。 アルミニウム鉱石の品質を示す他の指標のうち、最も重要なのは不純物の組成であり、その有害性と有用性は鉱石の使用によって決まります。

ボーキサイトは世界最高のアルミニウム製造の主原料です。 人造コランダムや高耐火物などの製造にも使用されます。 化学組成によれば、この堆積岩はアルミナ水和物AlO・nH2Oと鉄、ケイ素、チタンおよび他の元素の酸化物との混合物である。 ボーキサイトを構成する最も一般的なアルミナ水和物は、ダイアスポア、ベーマイト、およびハイドラージェライトという鉱物です。 ボーキサイト中のアルミナ含有量は、1 つの鉱床であっても、35 ～ 70% と非常に広い範囲で異なります。

ボーキサイトの組成に含まれる鉱物は非常に薄い混合物を形成するため、濃縮が困難になります。 工業では主に原料鉱石が使用されます。 鉱石からアルミニウムを抽出するプロセスは複雑で、非常にエネルギーを消費し、2 段階で構成されます。まず、アルミナが抽出され、次にそこからアルミニウムが得られます。

世界貿易の対象は、ボーキサイト自体と、ボーキサイトから抽出されるアルミナまたは他の鉱石の両方です。

CIS の領土では、ボーキサイト鉱床は不均一に分布しており、異なる鉱床からのボーキサイトの品質は不均一です。 最高品質のボーキサイトの鉱床はウラル山脈にあります。 大規模なボーキサイト埋蔵量は、CIS のヨーロッパ地域と西カザフスタンでも見つかります。

先進国の中で、最初に発展が始まったフランスのみが現在実用化されている。 1975 年のこのグループの国家における確実かつ確実な埋蔵量は 48 億トン (オーストラリアの 46 億トンを含む) と推定され、一方、主にアフリカとアフリカの発展途上国では 125 億トンと推定されています。 ラテンアメリカ（最も裕福なのはギニア、カメルーン、ブラジル、ジャマイカです）。

戦後、ボーキサイトが採掘され、一次アルミニウムが生産される国の輪が急速に拡大しました。 1950年、ボーキサイトはソ連を除く11カ国でのみ採掘され、その中には100万トンを超える3カ国（スリナム、ガイアナ、米国）と、それぞれ10万トンを超える4カ国（フランス、インドネシア、イタリア、ガーナ）が含まれていた。 1977 年までに、生産量は 12 倍に増加し、その地理は劇的に変化しました (資本主義世界の生産量の半分以上は発展途上国から来ています)。

発展途上国とは異なり、燃料が豊富なオーストラリアは、採掘されたボーキサイト（主に世界最大のボーキサイト鉱床であるヨーク半島）のほとんどをアルミナに加工し、世界への輸出において決定的な役割を果たしています。 彼女の例ではありませんが、カリブ海諸国と西アフリカ諸国は主にボーキサイトを輸出しています。 これは、政治的理由（世界のアルミニウム独占企業はボーキサイトを生産する従属国以外でアルミナの生産を好む）と、純粋に経済的な理由の両方に影響を及ぼします。つまり、ボーキサイトは重非鉄金属の鉱石とは異なり、輸送可能です（二酸化アルミニウムを35～65％含む）。 ）、アルミナの生産には多額の特別なコストが必要ですが、大多数のボーキサイト生産国にはそのコストがありません。

世界のアルミニウム独占企業の命令に抵抗するため、ボーキサイト輸出国は1973年に「国際ボーキサイト鉱業国協会」（IABS）という組織を創設した。 これには、オーストラリア、ギニア、ガイアナ、ジャマイカ、ユーゴスラビアが含まれていました。 その後、ドミニカ共和国、ハイチ、ガーナ、シエラレオネ、スリナムが参加し、ギリシャとインドがオブザーバー国となった。 創設の年、これらの州は非社会主義州のボーキサイト採掘の約 85% を占めていました。

アルミニウム産業は、ボーキサイトの抽出とアルミナの生産の間、およびアルミナの生産と一次アルミニウムの製錬の間の両方の間に領域的なギャップがあることを特徴としています。 最大のアルミナ生産（年間最大100～130万トン）は、アルミニウム工場（例えば、生産能力で年間40万トンのアルミニウムを占めるケベック州アルビダのカナダ工場）とアルミニウム工場の両方に集中している。ボーキサイト輸出港（たとえば、スリナムのパラナム）、および2番目から最初のボーキサイトルート、たとえば、米国のメキシコ湾沿岸（コーパスクリスティ、ポイントコンフォート）などです。

我が国では、採掘されたすべてのボーキサイトは 10 のグレードに分類されます。 さまざまなグレードのボーキサイトの主な違いは、次のものが含まれていることです。 異なる量回収可能な主な成分はアルミナであり、 異なるサイズシリコンモジュール、つまり アルミナの含有量とボーキサイトに有害なシリカ不純物（AlO・SiO）の含有量が異なります。 シリコン弾性率はボーキサイトの品質を示す非常に重要な指標であり、ボーキサイトの用途と加工技術はこれに大きく依存します。

どのグレードのボーキサイトの含水率もその鉱床に応じて決定されます。最低含水率 (7% 以下) は南ウラル鉱床のボーキサイトと、北ウラル鉱床、カメンスク・ウラル鉱床、チフビン鉱床のボーキサイトにそれぞれ定められています。 、12、16、22% 以下。 湿度インジケーターは拒否のサインではなく、消費者との和解のためにのみ機能します。

ボーキサイトは 500 mm 以下の断片で供給されます。 プラットホームやゴンドラで大量に輸送されます。

アルミニウム純粋な形では、フリードリヒ・ヴェーラーによって最初に単離されました。 ドイツの化学者は無水塩化元素を金属カリウムで加熱しました。 それは19世紀後半に起こりました。 20世紀以前 アルミニウム1kgもっと費用がかかります。

金持ちと国家だけが新しい金属を買う余裕があった。 コストが高い理由は、アルミニウムを他の物質から分離するのが難しいことです。 工業規模で元素を抽出する方法は Charles Hall によって提案されました。

1886 年に、彼は氷晶石溶融物に酸化物を溶解しました。 ドイツ人は混合物を花崗岩の容器に封入し、それに電流を接続した。 純粋な金属のプラークが容器の底に沈殿しました。

アルミニウムの化学的および物理的性質

何のアルミニウム？銀白色、光沢あり。 そこで、フリードリヒ・ヴェーラーは受け取った金属粒と比較しました。 ただし、注意点がありました。アルミニウムははるかに軽いです。

可塑性は貴重なものに近いです。 アルミニウムは物質です、細いワイヤーやシートに問題なく伸ばすことができます。 フォイルを思い出すだけで十分です。 13番目の要素に基づいて作成されています。

アルミニウムは密度が低いため軽いです。 鉄の3分の1です。 同時に、13番目の要素は強度においてほとんど劣っていません。

この組み合わせにより、銀金属は自動車部品の製造などの業界に欠かせないものとなりました。 私たちは手工芸品の生産について話しているので、 アルミ溶接自宅でも可能。

アルミニウム配合光だけでなく熱線も積極的に反射できます。 素子の電気伝導率も高い。 重要なのは過熱しないことです。 660度で溶けます。 温度を少し高くすると、燃えます。

金属は消えてしまうだけだ 酸化アルミニウム。 これも標準条件下で形成されますが、表面膜の形でのみ形成されます。 金属を保護してくれます。 したがって、酸素のアクセスが遮断されるため、腐食によく耐えます。

酸化皮膜は金属を水分からも守ります。 アルミニウム表面のプラークを除去すると、H 2 Oとの反応が始まり、室温でも水素ガスが発生します。 それで、 アルミボート船体に施された酸化皮膜と保護塗装のおかげで煙にならないだけです。

最もアクティブな アルミニウムの相互作用非金属と。 臭素や塩素との反応は通常の条件下でも進行します。 その結果、それらは形成されます アルミニウム塩。 水素塩は、13番目の元素と酸溶液を組み合わせることで得られます。 反応はアルカリでも起こりますが、酸化膜を除去した後にのみ起こります。 純粋な水素が放出されます。

アルミニウムの応用

鏡に金属を吹き付けます。 光の反射率が良い。 このプロセスは真空条件下で行われます。 通常の鏡だけでなく、鏡面を持ったオブジェも作っています。 これらは次のようになります。 セラミックタイル, 家電製品、ランプ。

デュエット アルミニウム銅・ジュラルミンベース。 単にデュラルとも呼ばれます。 追記の通り。 純アルミニウムの7倍の強度を持つ成分なので、機械工学や航空機設計の分野に適しています。

銅は 13 番目の元素に強度を与えますが、重さは与えません。 ジュラルは鉄の 3 倍の軽さを保ちます。 小さい アルミニウムの塊- 車、飛行機、船の軽さの誓約。 これにより、輸送や操作が簡素化され、製品の価格が削減されます。

アルミニウムを購入する自動車メーカーも、その合金に保護用および装飾用の化合物を簡単に塗布できるため、努力を続けています。 塗料はスチールやプラスチックよりも速く均一に塗布されます。

同時に、合金は展性があり、加工が容易です。 カーブや建設的なトランジションが多いことを考えると、これは貴重です。 現代のモデル車。

13番目の元素は染色しやすいだけでなく、それ自体が染料として機能することもできます。 繊維業界で購入 硫酸アルミニウム。 不溶性顔料が必要な印刷にも役立ちます。

興味深いのは、 解決硫酸塩 アルミニウム水の浄化にも使われます。 「薬剤」の存在下では、有害な不純物が沈殿し、中和されます。

第13元素と酸を中和します。 彼は特にこの役が得意です。 水酸化アルミニウム。 薬理学、医学、胸やけの薬に加えて高く評価されています。

水酸化物は潰瘍、腸管の炎症過程にも処方されます。 薬局の薬もありますので アルミニウム。 酸胃の中 - そのような薬についてもっと学ぶ理由。

ソ連では、アルミニウムを 11% 添加した青銅も鋳造されました。 記号の値は 1、2、5 コペイカです。 1926 年に生産を開始し、1957 年に終了しました。 しかし、缶詰用のアルミ缶の生産は止められていない。

観光客の煮込み肉やサンマなどの朝食は、今でも13番目の要素に基づいた容器に詰められています。 このような缶は食品と反応せず、軽量で安価です。

アルミニウム粉末は、火工品を含む多くの爆発性混合物の一部です。 産業界では、トリニトロトルエンと粉砕要素 13 をベースにした破壊的メカニズムが使用されています。 アルミニウムに硝酸アンモニウムを加えることによっても強力な爆薬が得られます。

石油業界が必要としているのは、 塩化アルミニウム。 有機物を画分に分解する触媒の役割を果たします。 石油は、13番目の金属の塩化物と相互作用して、ガソリンタイプのガス状の軽質炭化水素を放出する能力を持っています。 試薬は無水でなければなりません。 塩化物を添加した後、混合物を摂氏280度に加熱します。

建築現場ではよく混ぜます ナトリウムそして アルミニウム。 それはコンクリートへの添加剤であることがわかります。 アルミン酸ナトリウムは水和を促進することで硬化を促進します。

微結晶化率が増加することは、コンクリートの強度と硬度が増加することを意味します。 さらに、アルミン酸ナトリウムは、溶液中に置かれた継手の腐食を防ぎます。

アルミニウム採掘

地球上で最も一般的な上位 3 つは金属です。 これは、その可用性と幅広い用途を説明しています。 しかし、自然はその要素を純粋な形で人間に与えるわけではありません。 アルミニウムはさまざまな化合物から分離する必要があります。 13番目の元素の大部分はボーキサイトに含まれています。 主に熱帯に集中する粘土状の岩石です。

ボーキサイトは粉砕され、その後乾燥され、再度粉砕され、少量の水の存在下で粉砕されます。 それは厚い塊であることがわかります。 蒸気で加熱します。 同時に、ボーキサイトも不良品の大部分が蒸発します。 13番目の金属の酸化物が残ります。

工業用浴槽に設置されています。 それらにはすでに溶融氷晶石が含まれています。 温度は約950℃に保たれます。 少なくとも 400 kA の電流も必要です。 つまり、チャールズ ホールによって素子が分離された 200 年前と同じように、電気分解が使用されます。

熱い溶液を通過すると、電流が金属と酸素の間の結合を破壊します。 その結果、浴槽の底はきれいなままになります。 アルミニウム。 反応終了した。 このプロセスは、堆積物から鋳造して消費者に送るか、あるいは堆積物を使用してさまざまな合金を形成することによって完了します。

主なアルミニウムの生産はボーキサイト鉱床と同じ場所にあります。 その最前線にあるのがギニアだ。 ほぼ800万トンの13番目の元素がその腸内に隠されています。 オーストラリアは 6,000,000 という指標で 2 位ですが、ブラジルではアルミニウムがすでに 2 分の 1 に減っています。 世界の埋蔵量は2,900万トンと推定されています。

アルミニウムの価格

アルミニウム 1 トンに対して、彼らはほぼ 1,500 ドルを要求します。 2016年1月20日時点の非鉄金属取引所のデータです。 コストは主に実業家によって設定されます。 より正確に言えば、アルミニウムの価格は原材料の需要に影響されます。 13番目の元素の生産にはエネルギーが大量に消費されるため、サプライヤーの要求と電気料金に影響します。

その他の価格はアルミの場合に設定されています。 彼はメルトダウンに行きます。 価格はキログラムごとに発表され、納品される材料の性質が重要となります。

したがって、電気金属の場合、彼らは約70ルーブルを与えます。 食品グレードのアルミニウムの場合、5〜10ルーブル安くなります。 モーターメタルも同様に支払われます。 混合品種をレンタルする場合、その価格は1キログラムあたり50〜55ルーブルです。

最も安価な種類のスクラップはアルミニウムの削りくずです。 なぜなら、それはわずか15〜20ルーブルしか得られないからです。 13番目の要素についてはもう少し説明します。 飲料や缶詰などの容器を指します。

アルミラジエーターも過小評価されています。 スクラップ1kgあたりの価格は約30ルーブルです。 これらは平均的な数値です。 で さまざまな地域、さまざまな時点で、アルミニウムはより高価またはより安価に受け入れられます。 多くの場合、材料費は納品量によって異なります。

セクション 1. アルミニウムの名前と発見の歴史。

第2節 一般的な特性 アルミニウム、 物理的及び化学的性質。

セクション 3. アルミニウム合金から鋳物を得る。

第4節 申請 アルミニウム.

アルミニウム-これは、原子番号13を持つ、D.I.メンデレーエフの化学元素の周期系の第3周期である第3グループの主要なサブグループの元素です。記号Alで指定されます。 軽金属のグループに属します。 最も一般的な 金属そして3番目に多いのが 化学元素地球の地殻内（酸素とケイ素の後）。

単体アルミニウム (CAS 番号: 7429-90-5) - 軽量、常磁性 金属銀白色で、成形、鋳造、機械加工が容易です。 アルミニウムは、高い熱伝導率と電気伝導率を備え、表面をさらなる相互作用から保護する強力な酸化膜が急速に形成されるため、耐腐食性を備えています。

先進社会における産業の成果は、必ず構造材料や合金の技術の成果と結びついています。 加工の品質と製造貿易品目の生産性は、国家の発展レベルを示す最も重要な指標です。

最新の設計で使用される材料は、高強度特性に加えて、耐食性、耐熱性、熱伝導性および電気伝導性、耐火性の向上などの一連の特性を備えている必要があり、また、長期間の作業下でもこれらの特性を維持できる必要があります。負荷がかかっている状態。

我が国の非鉄金属の鋳造生産分野における科学的発展と生産プロセスは、科学技術の進歩の高度な成果に対応しています。 彼らの成果は、特に、ヴォルガ自動車工場や他の多くの企業に近代的な冷間鋳造と圧力鋳造のワークショップを創設することでした。 型締力 35 MN の大型射出成形機は、ヴォルガ車用のアルミニウム合金シリンダー ブロックを生産するザヴォルシスキー モーター工場で順調に稼動しています。

アルタイ自動車工場では、射出成形による鋳物生産の自動化ラインが完成しました。 ソビエト社会主義共和国連邦（）において、世界で初めて開発され、習得されました プロセス電磁鋳型内でのアルミニウム合金のインゴットの連続鋳造。 この方法により、インゴットの品質が大幅に向上し、旋削加工中に発生する切りくずの量が削減されます。

アルミニウムの名前と発見の歴史

ラテン語のアルミニウムは、ミョウバン (アルミニウムと硫酸カリウム (K) KAl(SO4)2 12H2O) を意味するラテン語の alumen に由来しており、革のドレッシングや収斂剤として長い間使用されてきました。 Al、元素 グループⅢ周期系、原子番号 13、原子質量 26、98154。化学活性が高いため、純粋なアルミニウムの発見と単離にはほぼ 100 年かかりました。 「」（現代の言葉で言えば、酸化アルミニウム）がミョウバンから得られるという結論は1754年に下されました。 ドイツの化学者A.マークグラフ。 その後、同じ「土」が粘土から分離できることが判明し、それはアルミナと呼ばれるようになりました。 彼が金属アルミニウムを入手できたのは 1825 年になってからでした。 デンマークの物理学者H.K.エルステッド。 彼は、アルミナから得られるカリウムアマルガム（カリウム（K）と水銀（Hg）の合金）塩化アルミニウムAlCl3で処理し、水銀（Hg）を留去した後、灰色のアルミニウム粉末を単離した。

わずか四半世紀後、この方法はわずかに近代化されました。 フランスの化学者 A. E. St. Clair Deville は 1854 年に金属ナトリウム (Na) を使用してアルミニウムを製造することを提案し、新しい金属の最初のインゴットを入手しました。 当時アルミニウムの価格は非常に高かったため、宝石はアルミニウムから作られていました。

酸化物、フッ化アルミニウム、その他の物質を含む複雑な混合物の溶融物の電気分解によってアルミニウムを製造する工業的方法は、1886 年に P. Eru () と C. Hall (USA) によって独自に開発されました。 アルミニウムの生産は電気代が高いため、大規模に生産されるようになったのは 20 世紀になってからです。 で ソビエト社会主義共和国連邦 (CCCP)最初の工業用アルミニウムは、1932 年 5 月 14 日にヴォルホフ水力発電所の隣に建設されたヴォルホフ アルミニウム工場で入手されました。

99.99%を超える純度のアルミニウムは、1920年に電気分解によって初めて得られました。 1925年に 仕事エドワーズは、そのようなアルミニウムの物理的および機械的特性に関するいくつかの情報を公開しました。 1938年 Taylor、Wheeler、Smith、Edwards は、やはりフランスで電気分解によって得られた純度 99.996% のアルミニウムの特性の一部を示す記事を発表しました。 アルミニウムの特性に関するモノグラフの初版は 1967 年に発行されました。

その後、準備が比較的簡単で魅力的な特性があるため、多くの 作品アルミニウムの性質について。 純アルミニウムは、電解コンデンサから電子工学の最高峰であるマイクロプロセッサに至るまで、主にエレクトロニクス分野で幅広く応用されています。 クライオエレクトロニクス、クライオマグネティクス。

純粋なアルミニウムを得る新しい方法は、ゾーン精製法、アマルガム（アルミニウムと水銀の合金）からの結晶化、およびアルカリ溶液からの分離です。 アルミニウムの純度は低温での電気抵抗値によって決まります。

アルミニウムの一般的な特性

天然アルミニウムは 1 つの核種 27Al から構成されています。 外側の電子層の構成は 3s2p1 です。 ほとんどすべての化合物において、アルミニウムの酸化状態は +3 (価数 III) です。 中性アルミニウム原子の半径は 0.143 nm、Al3+ イオンの半径は 0.057 nm です。 中性アルミニウム原子の連続的なイオン化エネルギーは、それぞれ 5、984、18、828、28、44、120 eV です。 ポーリングスケールでは、アルミニウムの電気陰性度は 1.5 です。

アルミニウムは柔らかく、軽く、銀白色で、その結晶格子は面心立方体であり、パラメータ a = 0.40403 nm です。 純金属の融点660℃、沸点約2450℃、密度2、6989g/cm3。 アルミニウムの線膨張温度係数は約 2.5・10-5 K-1 です。

化学アルミニウムはかなり活性な金属です。 空気中では、その表面は即座に緻密な酸化Al2O3膜で覆われ、金属への酸素（O）のそれ以上のアクセスを防ぎ、反応を停止させ、アルミニウムの高い耐食性をもたらします。 アルミニウムを濃硝酸中に置くと、アルミニウム上の保護表面膜も形成されます。

アルミニウムは他の酸と積極的に反応します。

6HCl + 2Al = 2AlCl3 + 3H2、

3Н2SO4 + 2Al = Al2(SO4)3 + 3H2。

興味深いことに、最初の混合物に数滴の水を加えると、アルミニウムとヨウ素 (I) 粉末の反応が室温で始まります。この場合、水は触媒の役割を果たします。

2Al + 3I2 = 2AlI3。

加熱するとアルミニウムと硫黄 (S) が相互作用して硫化アルミニウムが形成されます。

2Al + 3S = Al2S3、

水によって容易に分解されます。

Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S。

アルミニウムは水素 (H) と直接相互作用しませんが、有機アルミニウム化合物などを使用して間接的に、最強の還元剤である固体高分子水素化アルミニウム (AlH3)x を合成することが可能です。

アルミニウムは粉末の状態で空気中で燃焼することができ、酸化アルミニウム Al2O3 の白色耐火性粉末が形成されます。

Al2O3 の高い結合強度は、単体からの生成時の高熱と、多くの金属を酸化物から還元するアルミニウムの能力を決定します。たとえば、次のとおりです。

3Fe3O4 + 8Al = 4Al2O3 + 9Fe および偶数

3СаО + 2Al = Al2О3 + 3Са。

金属を得るこの方法はアルミノテルミーと呼ばれます。

自然の中にいること

地殻中の普及率という点では、アルミニウムは金属の中で第 1 位、全元素の中で (酸素 (O) とケイ素 (Si) に次ぐ) 第 3 位にランクされており、地殻の質量の約 8.8% を占めています。 アルミニウムは、膨大な数の鉱物、主にアルミノケイ酸塩および岩石に含まれています。 アルミニウム化合物には、花崗岩、玄武岩、粘土、長石などが含まれています。しかし、ここに矛盾があります。 ミネラルアルミニウムを含む岩石、アルミニウムの工業生産の主原料であるボーキサイトの鉱床は非常にまれです。 で ロシア連邦シベリアとウラル山脈にはボーキサイト鉱床があります。 明礬石と霞石も産業上重要です。 アルミニウムは微量元素として植物や動物の組織に存在します。 臓器内にアルミニウムを蓄積する濃縮体であるクラブコケや軟体動物などの生物がいます。

工業生産: 工業生産の指標として、まずボーキサイトに化学処理が施され、ケイ素 (Si)、鉄 (Fe) およびその他の元素の酸化物の不純物が除去されます。 このような処理の結果、純粋な酸化アルミニウムAl2O3が得られます。これは、電気分解による金属の製造における主要なものです。 しかし、Al2O3 の融点は非常に高い (2000°C 以上) ため、その融液を電解に使用することはできません。

科学者と技術者は次の方法で解決策を見つけました。 氷晶石 Na3AlF6 は、最初に電解浴中で溶解されます (溶解温度は 1000°C よりわずかに低い)。 氷晶石は、たとえばコラ半島の霞石を加工することによって入手できます。 さらに、少量の Al2O3 (最大 10 質量%) とその他の物質がこの溶融物に添加され、その後の溶融物の条件が改善されます。 プロセス。 この溶融物の電気分解中に、酸化アルミニウムが分解し、氷晶石が溶融物中に残り、溶融アルミニウムが陰極上に形成されます。

2Al2O3 = 4Al + 3O2。

アルミニウム合金

ほとんどの金属元素はアルミニウムと合金化されますが、工業用アルミニウム合金の主要な合金成分の役割を果たすのはそのうちのほんのわずかです。 ただし、合金の特性を改善するために、かなりの数の元素が添加剤として使用されます。 最も広く使用されているもの:

ベリリウムは、高温での酸化を軽減するために添加されます。 ベリリウムの少量の添加 (0.01 ～ 0.05%) は、内燃機関部品 (ピストンおよびシリンダー ヘッド) の製造における流動性を向上させるために、アルミニウム鋳造合金に使用されます。

ホウ素は、導電性を高めるため、および精製添加剤として導入されます。 ホウ素は、原子力工学で使用されるアルミニウム合金（原子炉部品を除く）に導入されています。 中性子を吸収し、放射線の拡散を防ぎます。 ホウ素は平均して 0.095 ～ 0.1% の量で導入されます。

ビスマス。 ビスマス、カドミウムなどの低融点金属は、被削性を向上させるためにアルミニウム合金に添加されます。 これらの元素は、切りくずの破壊とカッターの潤滑に寄与する柔らかい可溶相を形成します。

ガリウムは、消耗アノードがさらに作られる合金に0.01〜0.1%の量で添加される。

鉄。 少量 (>0.04%) は、強度を高め、クリープ特性を改善するために、ワイヤの製造中に導入されます。 また 鉄金型に流し込む際の金型壁への付着を軽減します。

インジウム。 0.05 ～ 0.2% の添加により、特に銅含有量が低い場合、時効中にアルミニウム合金が強化されます。 インジウム添加剤は、アルミニウム - カドミウム軸受合金に使用されます。

合金の強度を高め、腐食特性を改善するために、約 0.3% のカドミウムが導入されます。

カルシウムは可塑性を与えます。 カルシウム含有量が 5% のこの合金には超塑性効果があります。

シリコンは鋳造合金で最もよく使用される添加剤です。 0.5 ～ 4% の量で亀裂の傾向を軽減します。 シリコンとマグネシウムの組み合わせにより、合金のヒートシールが可能になります。

マグネシウム。 マグネシウムを添加すると、延性を低下させることなく強度が大幅に向上し、溶接性が向上し、合金の耐食性が向上します。

銅合金を強化し、含有量が次の場合に最大の硬化が達成されます。 クプラム 4～6％。 銅を含む合金は、内燃機関用のピストンや航空機用の高品質鋳造部品の製造に使用されます。

錫切断性能が向上します。

チタン。 合金中のチタンの主な役割は、鋳物やインゴットの結晶粒の微細化であり、これにより体積全体の強度と特性の均一性が大幅に向上します。

アルミニウムは工業用金属の中でも最も貴金属ではないと考えられていますが、多くの酸化環境においては非常に安定しています。 この現象の理由は、アルミニウム表面に連続的な酸化膜が存在するためで、酸素、水、その他の酸化剤にさらされると、洗浄した領域にすぐに酸化膜が再形成されます。

ほとんどの場合、溶解は空気中で行われます。 空気との相互作用が表面上の溶融物に不溶な化合物の形成に限定されており、結果として生じるこれらの化合物の膜がさらなる相互作用を大幅に遅らせる場合、通常はそのような相互作用を抑制するための対策は講じられません。 この場合の溶解は次の温度で行われます。 直接連絡雰囲気と溶け合う。 これは、ほとんどのアルミニウム、亜鉛、錫鉛合金の製造で行われます。

合金の溶解が行われる空間は、1500 ～ 1800 ˚С の温度に耐えることができる耐火物ライニングによって制限されます。 すべての溶解プロセスには、燃料の燃焼中に形成され、環境や溶解ユニットのライニングなどと相互作用する気相が関与します。

ほとんどのアルミニウム合金は、自然大気、海水、多くの塩や化学薬品の溶液、およびほとんどの食品中で高い耐食性を備えています。 アルミニウム合金構造物は海水でよく使用されます。 海のブイ、 救命ボート, 船, はしけは 1930 年以来アルミニウム合金で建造されています。現在、アルミニウム合金で作られた船体の長さは 61 m に達します。アルミニウム地下パイプラインの経験があり、アルミニウム合金は土壌腐食に非常に耐性があります。 1951 年にアラスカに長さ 2.9 km のパイプラインが建設されました。 30年間の稼働後、漏れや腐食による重大な損傷は見つかっていません。

アルミニウムは、外装パネル、ドア、 窓枠、電気ケーブル。 アルミニウム合金は、特に構造物が頻繁に濡れない場合、コンクリート、モルタル、石膏と長時間接触しても深刻な腐食を受けません。 頻繁に濡れるとアルミの表面が 交易品それ以上の処理が行われていない場合、空気中の酸化剤の含有量が高い工業都市では黒ずむことがあります。 これを回避するために、金属表面に酸化膜を形成する光沢陽極酸化処理により光沢のある表面を得る特殊な合金が製造されます。 この場合、表面にさまざまな色や色合いを与えることができます。 たとえば、アルミニウムとシリコンの合金を使用すると、グレーから黒までのさまざまな色合いを得ることができます。 クロムを含むアルミニウム合金は金色をしています。

工業用アルミニウムは、一部が鋳造によって作られる鋳造合金と、シート、フォイル、プレート、プロファイル、ワイヤーなどの変形可能な半製品の形で製造される変形合金の 2 種類の合金の形で製造されます。 アルミニウム合金からの鋳物は、あらゆる可能な鋳造方法によって得られます。 圧力下、冷却型、砂粘土型で最もよく発生します。 小さな政党の製造に使用されます。 鋳造石膏を組み合わせたフォームと 鋳造投資モデルの場合。 鋳造合金は、電気モーターの鋳造ローター、航空機の鋳造部品などの製造に使用されます。鍛造合金は、自動車の製造に使用されます。 室内装飾、バンパー、ボディパネル、内装部品。 として建設中 仕上げ材; 飛行機の中などで

で 業界アルミニウム粉末も使用されます。 冶金で使用される 業界: アルミノテルミーにおいて、合金添加剤として、プレスおよび焼結による半製品の製造用。 この方法では、非常に耐久性の高い部品 (ギア、ブッシュなど) が製造されます。 粉末は、アルミニウム化合物を得るために化学でも使用されます。 触媒（例えば、エチレンとアセトンの製造）。 アルミニウムは、特に粉末の状態で高い反応性を示すため、その急速発火能力を利用して爆薬やロケット用の固体推進剤に使用されています。

アルミニウムは耐酸化性が高いため、この粉末は塗装機器、屋根、印刷用紙、自動車パネルの光沢のある表面などのコーティングの顔料として使用されます。 また、アルミニウムの層は鋼と鋳鉄で覆われています 交易品腐食を防ぐためです。

アルミニウムおよびその合金は、鉄（Fe）およびその合金に次いで用途が広い。 さまざまな技術分野や日常生活におけるアルミニウムの広範な使用は、その物理的、機械的、化学的特性、つまり低密度、耐食性の組み合わせに関連しています。 大気、高い熱伝導性と電気伝導性、延性、および比較的高い強度。 アルミは加工しやすい 違う方法- 鍛造、プレス、圧延など 線材の製造には純アルミニウムが使用されます（アルミニウムの導電率は銅の65.5％ですが、アルミニウムは銅に比べて3倍以上軽いため、アルミニウムに置き換えられることがよくあります）電気工学）および包装材料として使用される箔。 精錬されたアルミニウムの主要部分は、さまざまな合金を得るために費やされます。 アルミニウム合金の表面には、保護コーティングや装飾コーティングを簡単に施すことができます。

アルミニウム合金のさまざまな特性は、アルミニウムにさまざまな添加剤を導入することにより、アルミニウムと固溶体または金属間化合物を形成するためです。 アルミニウムの大部分は、ジュラルミン (94% アルミニウム、4% 銅 (Cu)、0.5% マグネシウム (Mg)、マンガン (Mn)、(Fe) およびシリコン (Si)) などの軽合金の製造に使用されます。 90% - アルミニウム、10-14% シリコン (Si)、0.1% ナトリウム (Na) など) 冶金学では、アルミニウムは合金のベースとしてだけでなく、合金に広く使用されている合金添加剤の 1 つとしても使用されます。銅（Cu）、マグネシウム（Mg）、鉄（Fe）、ニッケル（Ni）などをベースにしています。

アルミニウム合金は、日常生活、建築、自動車産業、造船、航空、宇宙技術などで広く使用されています。 特に最初の人工地球衛星はアルミニウム合金で作られていました。 アルミニウムとジルコニウム（Zr）の合金は、原子炉の建屋に広く使用されています。 アルミニウムは爆発物の製造に使用されます。

日常生活でアルミニウムを扱うときは、中性（酸性）の液体（たとえば沸騰したお湯）のみがアルミニウム皿で加熱および保管できることに留意する必要があります。 たとえば、酸っぱいキャベツのスープをアルミニウムの皿で煮ると、アルミニウムが食品に入り込み、不快な「金属的な」味が発生します。 酸化皮膜は日常生活において非常に傷つきやすいため、アルミニウム製の調理器具の使用は依然として望ましくない。

銀白色の金属、軽い

密度 — 2.7 g/cm

工業用アルミニウムの融点 - 658 °C、高純度アルミニウムの融点 - 660 °C

融解比熱 — 390 kJ/kg

沸点 - 2500℃

蒸発比熱 - 10.53 MJ / kg

鋳造アルミニウムの引張強度 - 10～12 kg / mm²、変形可能 - 18～25 kg / mm²、合金 - 38～42 kg / mm²

ブリネル硬度 — 24…32 kgf/mm²

高い可塑性: テクニカル用 - 35%、クリーン用 - 50%、薄いシートおよび均一なフォイルに丸められます。

ヤング率 - 70 GPa

アルミニウムは、銅の導電率の 65% である高い電気伝導率 (0.0265 μOhm m) と熱伝導率 (203.5 W/(m K)) を持ち、高い光反射率を持っています。

弱い常磁性体。

線膨張温度係数 24.58 10−6 K−1 (20…200 °C)。

電気抵抗の温度係数は2.7・10−8K−1です。

アルミニウムは、ほぼすべての金属と合金を形成します。 最もよく知られているのは、銅とマグネシウムの合金 (ジュラルミン) とシリコン (シルミン) です。

天然アルミニウムは、ほぼ完全に唯一の安定同位体である 27Al で構成されており、微量の放射性同位体である 26Al が含まれています。 期間半減期は 72 万年で、宇宙線陽子がアルゴン原子核に衝突する際に大気中で形成されます。

地殻内での存在率という点では、地球は金属の中で第 1 位、元素の中で酸素とケイ素に次いで第 3 位を占めています。 地殻中のアルミニウム含有量 データさまざまな研究者は、この質量は地殻の質量の 7.45 ～ 8.14% であると考えています。

自然界では、アルミニウムはその高い化学活性により、ほぼ独占的に化合物の形で存在します。 それらのいくつか：

ボーキサイト - Al2O3 H2O (SiO2、Fe2O3、CaCO3 の混合物を含む)

明礬石 - (Na,K)2SO4 Al2(SO4)3 4Al(OH)3

アルミナ (カオリンと砂 SiO2、石灰石 CaCO3、マグネサイト MgCO3 の混合物)

コランダム (サファイア、ルビー、エメリー) - Al2O3

カオリナイト - Al2O3 2SiO2 2H2O

ベリル (エメラルド、アクアマリン) - 3BeO Al2O3 6SiO2

クリソベリル (アレキサンドライト) - BeAl2O4。

ただし、特定の還元条件下では、自然アルミニウムが形成される可能性があります。

天然水では、アルミニウムはフッ化アルミニウムなどの低毒性の化合物の形で存在します。 カチオンまたはアニオンの種類は、まず水性媒体の酸性度に依存します。 地表水域のアルミニウム濃度 ロシア連邦範囲は 0.001 ～ 10 mg/l、海水では 0.01 mg/l。

アルミニウム（アルミニウム）は、

アルミニウム合金から鋳物を得る

当社の鋳造工場が直面している主な課題 国鋳物の全体的な品質の大幅な向上にあり、これは、商品の適切な動作特性を維持しながら、肉厚の減少、機械加工代およびゲート システムの減少という形で表現されるはずです。 この研究の最終結果は、機械工学の増大するニーズを満たすことになるはずです。 必要な量重量による鋳物の総排出量を大幅に増加させることなく、ビレットを鋳造することができます。

砂型鋳造

使い捨て鋳型に鋳造する上記の方法のうち、アルミニウム合金からの鋳物の製造に最も広く使用されているのは、湿った砂型に鋳造することです。 これは、合金の密度が低いこと、金型に対する金属の力の影響が小さいこと、および鋳造温度が低いこと（680 ～ 800℃）によるものです。

砂型の製造には、石英砂と粘土砂（GOST 2138-74）、成形粘土（GOST 3226-76）、結合剤および補助材料から調製された成形およびコア混合物が使用されます。

ゲート システムのタイプは、鋳物の寸法、その構成の複雑さ、および金型内の位置を考慮して選択されます。 高さの低い複雑な形状の鋳物の鋳型の注入は、原則として、下部ゲートシステムの助けを借りて実行されます。 鋳物の高さが高く、壁が薄い場合は、垂直スロット付きまたは組み合わせたゲート システムを使用することが望ましいです。 小さなサイズの鋳造用の金型は、トップ ゲート システムから注ぐことができます。 この場合、金型キャビティに落ち込む金属かさぶたの高さは 80 mm を超えてはなりません。

金型キャビティへの入口での溶湯の速度を低下させ、その中に浮遊する酸化膜とスラグ混入物をより適切に分離するために、追加の水圧抵抗がゲート システムに導入されます - メッシュ (金属またはガラス繊維) が取り付けられるか、鋳造が行われます。粒状フィルターを通して排出されます。

スプルー（フィーダー）は、原則として、その後の処理中の分離の利便性を考慮して、周囲に分散した鋳物の薄い部分（壁）に運ばれます。 巨大なユニットに金属を供給することは、鋳物の内部に引け巣が形成され、粗さが増大し、鋳物の表面に収縮「欠陥」が生じるため、容認できません。 断面では、ゲート チャネルのほとんどの場合、 長方形サイズは広い辺15～20mm、狭い辺5～7mmです。

結晶化間隔が狭い合金 (AL2、AL4、AL)、AL34、AK9、AL25、ALZO) は、鋳物の熱単位に集中した引け巣が形成される傾向があります。 これらのシェルを鋳物から取り出すために、莫大な利益をもたらす設置が広く使用されています。 薄肉 (4 ～ 5 mm) および小さな鋳物の場合、利益の質量は鋳物の質量の 2 ～ 3 倍、厚肉の鋳物の場合は最大 1.5 倍になります。 身長 到着した鋳物の高さに応じて選択します。 高さが150mm未満の場合、高さは 到着した H-adj. 鋳造Notlの高さと同じになります。 より高い鋳造品の場合、Nprib / Notl の比は 0.3 ～ 0.5 に等しくなります。

アルミニウム合金の鋳造における最大の用途は、円形または楕円形のセクションの上部の開いた利益に見られます。 横方向の利益はほとんどの場合クローズドで行われます。 作業効率を向上させるために 利益それらは断熱され、熱い金属で満たされ、補充されます。 加温は、通常、板状アスベストの型枠表面に貼り付け、ガス炎で乾燥させることにより行われます。 広い結晶化範囲を持つ合金 (AL1、AL7、AL8、AL19、ALZZ) は、散在する収縮気孔が形成される傾向があります。 収縮孔への含浸 利益効果がない。 したがって、リストされた合金からの鋳物の製造では、莫大な利益をもたらす設備を使用することはお勧めできません。 高品質の鋳物を得るために、方向性結晶化が実行され、この目的のために鋳鉄やアルミニウム合金製の冷凍機が広く使用されています。 方向性結晶化の最適条件は、垂直スロット ゲート システムによって作成されます。 結晶化中のガスの発生を防ぎ、厚肉鋳造品のガス収縮気孔の形成を防ぐために、0.4 ～ 0.5 MPa の圧力下での結晶化が広く使用されています。 これを行うには、注ぐ前に鋳型をオートクレーブに入れ、金属を充填して空気圧下で鋳型を結晶化させます。 大型（高さ2～3mまで）の薄肉鋳物の製造には、連続方向凝固による鋳造法が使用されます。 この方法の本質は、鋳物を下から上に連続的に結晶化させることです。 これを行うには、鋳型を油圧リフトのテーブル上に置き、500 ～ 700℃に加熱した直径 12 ～ 20 mm の金属管をその中に降下させ、ライザーの機能を果たします。 チューブはゲーティングカップにしっかりと固定され、チューブの穴はストッパーで閉じられます。 ゲート カップが溶湯で満たされた後、ストッパーが持ち上げられ、合金はチューブを通って、スロット付きスプルー (フィーダー) によって金型キャビティに接続されたゲート ウェルに流れ込みます。 ウェル内の溶融物のレベルがチューブの下端より 20 ～ 30 mm 上昇した後、油圧テーブルを下降させる機構がオンになります。 下降速度は、金型への充填が満水面下で行われ、溶銑が金型上部に継続的に流入する速度となります。 これにより、方向性凝固が保証され、収縮欠陥のない複雑な鋳物を得ることが可能になります。

砂型への金属の充填は、耐火物で裏打ちされた取鍋から行われます。 金属を充填する前に、新しく裏打ちされた取鍋は乾燥され、水分を除去するために 780 ～ 800°C で焼成されます。 注ぐ前の溶融物の温度は 720 ～ 780 °C のレベルに維持されます。 薄肉鋳物の場合は 730 ～ 750℃、厚肉鋳物の場合は 700 ～ 720℃まで加熱された溶湯が金型に充填されます。

石膏型での鋳造

石膏型での鋳造は、精度、表面の清浄度、レリーフの細部の再現などの点で鋳物に対する要求が高まる場合に使用されます。 砂型と比較して、石膏型は強度、寸法精度、高温耐性が優れており、精度クラス 5 ～ 6 に準拠した肉厚 1.5 mm の複雑な形状の鋳物を得ることが可能です。 フォームはワックスまたは金属（真鍮、クロムメッキ）モデルに従って作られています。 モデルプレートはアルミニウム合金製です。 型からのモデルの取り外しを容易にするために、モデルの表面は灯油ステアリン潤滑剤の薄い層で覆われています。

複雑な薄肉鋳物用の中型および中型は、石膏 80%、石英 20% からなる混合物から作られます。 砂またはアスベストと60〜70％の水（乾燥混合物の重量に対して）。 中型および大型型の混合物の組成: 石膏 30%、60% 砂、アスベスト10％、水40～50％。 固まるのを遅らせるために、1 ～ 2% の消石灰を混合物に加えます。 型枠に必要な強度は、無水または半水性石膏の水和によって達成されます。 強度を低下させ、ガス透過性を高めるために、生の石膏型は水熱処理を受けます。0.13 ～ 0.14 MPa の水蒸気圧下でオートクレーブに 6 ～ 10 時間保持され、その後空気中に 1 日保持されます。 その後、成形品は 350 ～ 500 °C で段階的に乾燥されます。

石膏型の特徴は、 熱伝導率が低い。 この状況により、広範囲の結晶化を有するアルミニウム合金から緻密な鋳物を得ることが困難になっている。 したがって、石膏型用のスプルー収益性の高いシステムの開発における主な課題は、引け巣、脆性、酸化膜、高温亀裂、薄壁の充填不足の形成を防止することです。 これは、金型キャビティ内の溶湯の移動速度を遅くするエキスパンド ゲート システムを使用すること、冷凍機の助けを借りて熱ユニットをライザーに向けて凝固させること、および石英の含有量を増やすことによって金型のコンプライアンスを高めることによって達成されます。混合物に砂を入れます。 真空吸引法により100～200℃に加熱した型に薄肉鋳物を流し込み、厚さ0.2mmまでのキャビティを充填することができます。 厚肉 (10 mm 以上) の鋳物は、オートクレーブに型を流し込むことによって得られます。 この場合の金属の結晶化は、0.4〜0.5 MPaの圧力下で行われます。

シェル鋳造

砂型鋳造よりも表面仕上げが向上し、寸法精度が向上し、機械加工が少なくて済む、限られた寸法の鋳物の連続および大規模生産にはシェルモールド鋳造を使用するのが得策です。

シェルモールドは、高温 (250 ～ 300 °C) の金属 (スチール) 工具を使用してバンカー方式で作成されます。 モデル装置は、0.5 ～ 1.5% の成形勾配で 4 ～ 5 の精度クラスに従って実行されます。 シェルは 2 層で作られています。第 1 層は 6 ～ 10% の熱硬化性樹脂との混合物で、第 2 層は 2% の樹脂との混合物です。 シェルをよりよく除去するために、鋳型砂を充填する前に、モデルのスラブを分離用エマルジョン (5% のシリコーン液 No. 5、3% の洗濯石鹸、92% の水) の薄い層で覆います。

シェルモールドの製造には、シリカを96%以上含む細粒珪砂が使用されます。 ハーフモールドは特殊なピンプレスで接着することによって接続されます。 接着剤組成: 40% MF17 樹脂; マーシャライト 60%、塩化アルミニウム 1.5% (硬化)。 組み立てられたフォームの充填はコンテナに行われます。 シェル型に鋳造する場合、砂型に鋳造する場合と同じゲート システムと温度条件が使用されます。

シェルモールド内での金属の結晶化率が低く、方向性のある結晶化が生じる可能性が低いため、生の砂型で鋳造する場合よりも低い特性の鋳物が製造されます。

インベストメント鋳造

ロストワックス鋳造は、精度（グレード 3 ～ 5）と表面仕上げ（粗さグレード 4 ～ 6）を向上させた鋳物の製造に使用されます。この方法が唯一可能または最適な方法です。

ほとんどの場合、モデルはペースト状のパラフィン ステアリン (1:1) 組成物を、固定式またはカルーセル式設置の金型 (鋳造およびプレハブ) に押し込むことによって作られます。 寸法が 200 mm を超える複雑な鋳物の製造では、モデルの変形を避けるために、軟化 (溶融) 温度を上昇させる物質がモデルの質量の組成に導入されます。

セラミック鋳型の製造における耐火コーティングとして、加水分解ケイ酸エチル (30 ～ 40%) と粉末石英 (70 ～ 60%) の懸濁液が使用されます。 モデルブロックの散布は、焼成砂1KO16Aまたは1K025Aを使用して実行されます。 各コーティング層は、空気中またはアンモニア蒸気を含む雰囲気中で１０〜１２時間乾燥される。 セラミックモールドの必要な強度は、シェルの厚さ 4 ～ 6 mm (耐火コーティングの 4 ～ 6 層) で達成されます。 金型へのスムーズな充填を確保するために、エキスパンド ゲート システムが厚いセクションや巨大なノードへの金属供給とともに使用されます。 鋳物は通常、厚いライザー (フィーダー) を介して巨大なライザーから供給されます。 複雑な鋳造品の場合、ライザーからの義務的な充填により、上部の巨大なユニットに動力を供給するために巨額の利益を使用することが許可されています。

アルミニウム（アルミニウム）は、

ステアリンのけん化を防ぐため、塩酸 (水 1 リットルあたり 0.5 ～ 1 cm3) で酸性化した熱水 (85 ～ 90 °C) で模型を型から溶かします。 モデルを溶かした後、セラミックモールドを 150 ～ 170°C で 1 ～ 2 時間乾燥させ、容器に入れて乾燥フィラーを充填し、600 ～ 700°C で 5 ～ 8 時間焼成します。 充填は冷間および加熱された金型内で行われます。 鋳型の加熱温度（50～300℃）は鋳物の壁の厚さによって決まります。 金型への金属の充填は、真空または遠心力を使用するだけでなく、通常の方法でも実行されます。 ほとんどのアルミニウム合金は、注ぐ前に 720 ～ 750°C に加熱されます。

ダイカスト

チル鋳造は、アルミニウム合金から鋳物を連続大量生産する主な方法であり、表面粗さ Rz = 50 ～ 20 の精度クラス 4 ～ 6 の鋳物を得ることができます。 最小の厚さ壁厚3〜4mm。 チル金型に鋳造する場合、金型キャビティ内の溶湯の高速化や方向性凝固の要件（ガス多孔性、酸化皮膜、収縮ゆるみ）の不遵守によって引き起こされる欠陥に加えて、不良品や鋳造品の主な種類は次のとおりです。アンダーフィルと亀裂。 亀裂の発生は、収縮が困難なために発生します。 亀裂は、結晶化間隔が広く、線収縮率が大きい (1.25 ～ 1.35%) 合金で作られた鋳物で特に頻繁に発生します。 これらの欠陥の形成の防止は、さまざまな技術的方法によって達成されます。

厚肉部に金属を供給する場合は、供給ボス（プロフィット）を設置して供給点に供給できるようにする必要があります。 ゲート システムのすべての要素はチルモールド コネクタに沿って配置されています。 次のゲート チャネルの断面積比が推奨されます。小型鋳物の場合は EFst: EFsl: EFpit = 1:2:3。 大型鋳物の場合はEFst:EFsl:EFpit=1:3:6。

溶融物が金型キャビティに入る速度を減らすために、湾曲したライザー、グラスファイバーまたは金属メッシュ、および粒状フィルターが使用されます。 アルミニウム合金の鋳物の品質は、金型キャビティ内の溶湯の上昇速度に依存します。 この速度は、熱除去が増加した条件下で鋳物の薄い部分の充填を保証するのに十分であると同時に、換気ダクトを通した空気とガスの不完全な放出による充填不足や、溶湯の渦巻きや流動を引き起こさないようにするのに十分である必要があります。狭いセクションから広いセクションへの移行。 鋳型に鋳造する場合の鋳型キャビティ内の金属の上昇速度は、砂型に鋳造する場合よりも若干高くなります。 最小許容持ち上げ速度は、A. A. Lebedev と N. M. Galdin の公式に従って計算されます (セクション 5.1「砂型鋳造」を参照)。

砂型鋳造の場合と同様に、緻密な鋳物を得るには、鋳型内での鋳物の適切な位置決めと熱放散の制御によって方向性凝固が作成されます。 一般に、巨大な（厚い）鋳造ユニットは金型の上部に配置されます。 これにより、硬化中の体積の減少を、上に設置された利益から直接補うことが可能になります。 方向性凝固を生成するための熱除去の強度の調整は、金型のさまざまなセクションを冷却または断熱することによって実行されます。 熱除去を局所的に高めるために、熱伝導性銅製のインサートが広く使用されており、フィンにより金型の冷却面が増加し、圧縮空気または水による金型の局所冷却が行われます。 熱の除去の強さを軽減するために、厚さ 0.1 ～ 0.5 mm のペイントの層が金型の作業面に塗布されます。 この目的のために、厚さ 1 ～ 1.5 mm のペイント層がスプルー チャネルと利益の表面に塗布されます。 利益内の金属の冷却速度の低下は、金型の壁を局所的に厚くしたり、さまざまな低熱伝導性コーティングを使用したり、利益をアスベストステッカーで断熱したりすることによっても達成できます。 金型作業面の発色が良くなります 外観鋳物表面のガスシェルの除去に貢献し、金型の耐性を高めます。 塗装前に、金型を 100 ～ 120 °C に加熱します。 加熱温度が高すぎると、鋳物の凝固速度が低下し、硬化時間が短縮されるため、望ましくありません。 学期金型サービス。 加熱により、鋳物と鋳型との温度差や、鋳物金属による加熱による鋳型の膨張が軽減されます。 その結果、亀裂の原因となる鋳造品の引張応力が軽減されます。 ただし、金型を加熱するだけではクラックの可能性を完全に排除することはできません。 適時に鋳物を型から取り外す必要があります。 鋳物を型から取り外す必要があります 以前その温度が金型の温度と等しくなり、収縮応力が最大値に達する瞬間。 通常、鋳物は破壊することなく移動できるほど十分な強度になった時点（450～500℃）で取り外されます。 この時点では、ゲートシステムはまだ十分な強度を獲得しておらず、軽い衝撃で破壊されます。 鋳型内での鋳物の保持時間は凝固速度によって決まり、金属の温度、金型の温度、および注入速度によって決まります。

金属の固着をなくし、耐用年数を延ばし、引き抜きを容易にするために、金属ロッドは動作中に潤滑されます。 最も一般的な潤滑剤は、水とグラファイトの懸濁液 (3 ～ 5% のグラファイト) です。

鋳物の外形を形成する金型の部分は灰色の鋳物で作られています 鋳鉄。 金型の壁の厚さは、GOST 16237-70 の推奨事項に従って、鋳物の壁の厚さに応じて割り当てられます。 鋳物の内部空洞は金属（鋼）と砂棒を使用して作られます。 砂棒は、金属棒では作成できない複雑な空洞を装飾するために使用されます。 鋳型からの鋳物の取り出しを容易にするために、鋳物の外面には、パーティングに向かって 30 インチから 3 ° の鋳造傾斜がなければなりません。金属棒で作られた鋳物の内面には、少なくとも 6 °の傾斜がなければなりません。鋭利です。鋳物では厚い部分から薄い部分への移行は許可されません。曲率半径は少なくとも 3 mm でなければなりません。小さな鋳物では 8 mm、中程度の鋳物では 10 mm、大きな鋳物では 12 mm を超える直径の穴は棒で開けられます。穴の深さと直径の最適な比率は 0.7 ～ 1 です。

空気とガスは、次の助けを借りて金型キャビティから除去されます。 換気ダクトプラグはコネクタの平面に配置され、プラグは深い空洞近くの壁に配置されます。

最新の鋳造工場では、金型はシングルステーションまたはマルチステーションの半自動鋳造機に設置され、金型の開閉、中子の挿入と取り外し、金型からの鋳物の取り出しと取り出しが自動化されています。 金型加熱温度の自動制御も可能です。 機械への金型への充填はディスペンサーを使用して行われます。

薄い金型キャビティの充填を改善し、結合剤の破壊中に放出される空気やガスを除去するために、金型は真空引きされ、低圧下で注入されるか、または遠心力が使用されます。

スクイーズキャスティング

スキーズキャストはダイカストの一種で、肉厚2～3mmのパネルタイプの大型鋳物(2500×1400mm)の製造を目的としています。 この目的のために、金属製の半型が使用され、半型の片面または両面が収束する特殊な鋳造圧搾機に取り付けられます。 特徴的な機能この鋳造方法は、半金型が互いに近づくときに広い溶融流で金型キャビティを強制的に充填します。 鋳造金型には従来のゲート システムの要素はありません。 データこの方法は、結晶化範囲が狭い AL2、AL4、AL9、AL34 合金から鋳物を製造するために使用されます。

溶融物の冷却速度は、金型キャビティの作業面にさまざまな厚さ (0.05 ～ 1 mm) の断熱コーティングを塗布することによって制御されます。 注ぐ前の合金の過熱は、液相線温度より 15 ～ 20°C を超えないようにしてください。 ハーフフォームの収束時間は5〜3秒です。

低圧鋳造

低圧鋳造はダイカストの別の形式です。 結晶化間隔の狭いアルミニウム合金（AL2、AL4、AL9、AL34）からの大型薄肉鋳物の製造に使用されています。 鋳型鋳造の場合と同様に、鋳物の外面は金型で作られ、内部の空洞は金属または砂の中子で作られます。

ロッドの製造には、55% の珪砂 1K016A からなる混合物が使用されます。 13.5% ボールドサンド P01; 27% 粉末石英。 0.8% ペクチン接着剤; レジン M 3.2%、灯油 0.5%。 このような混合物は機械的な火傷を形成しません。 720 ～ 750°C に加熱されたるつぼ内の溶融物の表面に供給される乾燥圧縮空気 (18 ～ 80 kPa) の圧力によって、型枠に金属が充填されます。 この圧力の作用により、溶融物はるつぼから金属ワイヤ内に押し出され、そこからゲート システム内に押し出され、さらに金型キャビティ内に押し込まれます。 低圧鋳造の利点は、金型キャビティ内での金属の上昇速度を自動的に制御できることであり、これにより重力鋳造よりも高品質の薄肉鋳物を得ることが可能になります。

鋳型内での合金の結晶化は、固体の金属外皮が形成されるまでは 10 ～ 30 kPa、外皮の形成後は 50 ～ 80 kPa の圧力下で行われます。

より緻密なアルミニウム合金鋳物は、背圧を加えた低圧鋳造によって製造されます。 鋳造中の金型キャビティへの背圧充填は、るつぼと金型内の圧力差 (10 ～ 60 kPa) によって行われます。 金属の結晶化は、0.4〜0.5MPaの圧力下で行われます。 これにより、金属に溶解した水素の放出とガス細孔の形成が防止されます。 高血圧巨大な鋳造ユニットの栄養改善に貢献します。 他の点では、背圧鋳造技術は低圧鋳造技術と何ら変わりません。

背圧鋳造は、低圧鋳造と加圧結晶化の利点をうまく組み合わせています。

射出成形

アルミニウム合金 AL2、ALZ、AL1、ALO、AL11、AL13、AL22、AL28、AL32、AL34 の圧力下での鋳造、肉厚 1 mm 以上の 1 ～ 3 級精度等級の複雑な形状の鋳物、直径 1.2mm まで、鋳造アウターおよび めねじ最小ピッチは 1 mm、直径は 6 mm です。 このような鋳造品の表面の清浄度は、5 ～ 8 の粗さクラスに相当します。 このような鋳物の製造は、30 ～ 70 MPa の特定のプレス圧力を備えた冷間水平または垂直プレス チャンバーを備えた機械で行われます。 水平ベールチャンバーを備えた機械が好ましい。

鋳物の寸法と重量は、射出成形機の能力、つまりプレス チャンバーの容積、特定のプレス圧力 (p)、およびロック力 (0) によって制限されます。 可動金型プレート上の鋳物、ゲートチャネルおよびプレスチャンバーの投影面積 (F) は、式 F = 0.85 0/r で決定される値を超えてはなりません。

屋外表面の最適な傾斜値は 45°です。 内部1°用。 最小曲率半径は0.5～1mmです。 直径 2.5 mm を超える穴は鋳造によって作成されます。 アルミニウム合金の鋳物は、原則として座面に沿ってのみ機械加工されます。 加工代は鋳物の寸法を考慮して0.3～1mmとなります。

金型を作るために使用されます さまざまな素材。 液体金属と接触する金型の部分は鋼鉄 ZKh2V8、4Kh8V2、4KhV2S で作られています。 鋼 35、45、50、ピン、ブッシュ、ガイドコラム - U8A 鋼製。

金型のキャビティへの金属の供給は、外部および内部ゲート システムを使用して実行されます。 フィーダーは、機械加工が行われる鋳物の部品に運ばれます。 それらの厚さは、供給時点での鋳物の壁の厚さと、金型の充填の特定の性質に応じて割り当てられます。 この依存性は、フィーダーの厚さと鋳物の壁の厚さの比率によって決まります。 この比率が 1 に近い場合、乱流や空気の巻き込みがなく、スムーズに金型への充填が行われます。 肉厚2mmまでの鋳物用。 フィーダーの厚さは 0.8 mm です。 壁の厚さは3mmです。 フィーダーの厚さは 1.2 mm です。 壁の厚さは4〜6 mm〜2 mmです。

空気含有物が豊富な溶湯の最初の部分を受け取るために、特別な洗浄タンクが金型キャビティの近くに配置され、その体積は鋳造体積の 20 ～ 40% に達することがあります。 ワッシャはチャネルによって金型のキャビティに接続されており、その厚さはフィーダーの厚さと同じです。 金型のキャビティからの空気とガスの除去は、特別な通気チャネルとロッド (プッシャー) と金型マトリックスの間の隙間を通じて行われます。 通気チャネルは、金型の固定部分の分割面、および可動ロッドとエジェクターに沿って作成されます。 アルミニウム合金を鋳造する際の通気ダクトの深さは0.05～0.15mm、幅は10～30mmとされており、通気性を高めるためにワッシャの空洞は細い流路（0.2～0.2mm）で大気と接続されています。 0.5mm）。

射出成形によって得られる鋳物の主な欠陥は、金型キャビティへの金属入口の高速での空気の閉じ込めによる空気（ガス）地層下の気孔と、熱ノードの収縮気孔（またはシェル）です。 これらの欠陥の形成は、鋳造技術のパラメーター、プレス速度、プレス圧力、金型の熱状況に大きく影響されます。

プレス速度によって金型の充填モードが決まります。 プレス速度が高いほど、溶融物がゲート チャネルを通って移動する速度が速くなり、金型キャビティへの溶融物の入口速度も速くなります。 プレス速度が高いと、薄くて細長いキャビティの充填が向上します。 同時に、それらは金属による空気の捕捉と地殻下の多孔性の形成の原因になります。 アルミニウム合金を鋳造する場合、高いプレス速度は複雑な薄肉鋳物の製造にのみ使用されます。 プレス圧力は鋳物の品質に大きな影響を与えます。 増加すると、鋳物の密度が増加します。

プレス圧力の値は通常、機械のロック力の値によって制限され、可動マトリックスに金属が及ぼす圧力 (pF) を超える必要があります。 したがって、足貝プロセスとして知られる厚肉鋳物の局所的な事前プレスが大きな関心を集めています。 大きな断面積のフィーダーを介して金型キャビティに金属が入る速度が遅いことと、ダブルプランジャーを使用した結晶化溶融物の効果的な予圧により、緻密な鋳物を得ることが可能になります。

鋳物の品質は、合金と金型の温度にも大きく影響されます。 単純な構成の厚肉鋳物の製造では、溶融物は液相線温度より 20 ～ 30 °C 低い温度で注入されます。 薄肉鋳物では、液相線温度より 10 ～ 15°C 高く過熱した溶湯を使用する必要があります。 収縮応力の大きさを軽減し、鋳物における亀裂の形成を防ぐために、鋳型は注湯前に加熱されます。 以下の加熱温度が推奨されます。

鋳物肉厚、mm 1—2 2—3 3—5 5—8

加熱温度

金型、°С 250—280 200—250 160—200 120—160

熱レジームの安定性は、金型の加熱 (電気) または冷却 (水) によって実現されます。

鋳型の作業面を溶融物の固着や侵食の影響から保護し、中子の取り出し時の摩擦を軽減し、鋳物の取り出しを容易にするために、鋳型には潤滑剤が塗布されます。 この目的のために、脂肪潤滑剤（グラファイトまたはアルミニウム粉末を含む油）または水性潤滑剤（塩溶液、コロイド状グラファイトをベースとした水性製剤）が使用されます。

真空鋳型を使用して鋳造すると、アルミニウム合金の鋳物の密度が大幅に増加します。 これを行うには、金型を密閉されたケーシング内に置き、その中で必要な真空を作ります。 「酸素プロセス」を使用すると良好な結果が得られます。 これを行うには、金型のキャビティ内の空気を酸素に置き換えます。 金型キャビティへの金属注入率が高くなると、溶融物による酸素の捕捉が引き起こされ、鋳造物に地殻下の気孔は形成されません。これは、捕捉された酸素がすべて微細な酸化アルミニウムの形成に費やされるためであり、顕著な影響はありません。鋳物の機械的特性。 このような鋳物には熱処理を施すことができる。

技術仕様の要件に応じて、アルミニウム合金鋳物に次のような加工を施すことができます。 さまざまな種類制御: 内部欠陥の検出のための X 線、ガンマ線、または超音波。 寸法の偏差を判断するためのマーキング。 表面の亀裂を検出するための発光。 気密性を評価するためのハイドロコントロールまたはニューモコントロール。 リストされたタイプの管理の頻度は、技術的条件で指定されるか、工場の主任冶金学者の部門によって決定されます。 特定された欠陥は、技術仕様で許可されている場合、溶接または含浸によって除去されます。 アルゴンアーク溶接は、アンダーフィル、シェル、亀裂の緩みの溶接に使用されます。 溶接する前に、凹部の壁が30〜42°の傾斜を持つように欠陥のある場所が切断されます。 鋳物は、300 ～ 350℃ までの局所的または全体的な加熱にさらされます。 局所加熱は酸素アセチレン炎によって行われ、一般加熱はチャンバー炉内で行われます。 溶接は、直径 2 ～ 6 mm の非消耗性のタングステン電極を使用して、鋳造品と同じ合金で行われます。 費用アルゴン 5-12 l/min。 溶接電流の強さは通常、電極直径 1 mm あたり 25 ～ 40 A です。

鋳物の気孔は、ベークライトワニス、アスファルトワニス、乾性油または液体ガラスを含浸させることによって除去されます。 含浸は、希薄雰囲気（1.3〜6.5 kPa）で鋳物を予備保持しながら、490〜590 kPaの圧力下で特別なボイラーで実行されます。 含浸液の温度は１００℃に維持する。 含浸後、鋳物は65〜200℃で乾燥され、その間に含浸液が硬化し、制御が繰り返されます。

アルミニウム（アルミニウム）は、

アルミニウムの応用

構造材として広く使用されています。 この能力におけるアルミニウムの主な利点は、軽さ、スタンピングのための延性、耐食性（空気中ではアルミニウムは瞬時に強力な Al2O3 膜で覆われ、さらなる酸化を防ぐ）、高い熱伝導率、およびその化合物の非毒性です。 特に、これらの特性により、アルミニウムは調理器具、食品業界のアルミ箔、および包装の製造において非常に人気があります。

構造材料としてのアルミニウムの主な欠点は強度が低いため、強度を高めるために通常は少量の銅とマグネシウムを加えた合金（この合金はジュラルミンと呼ばれます）が使用されます。

アルミニウムの電気伝導率は銅の 1.7 倍しかなく、アルミニウムは 1 キログラムあたり約 4 倍安価ですが、密度が 3.3 倍低いため、同等の抵抗を得るために必要な重量は約 2 倍少なくなります。 したがって、ワイヤやそのシールドの製造のための電気工学、さらにはチップ内の導体の製造のためのマイクロエレクトロニクスにおいても広く使用されています。 銅（63 1/オーム）と比較してアルミニウム（37 1/オーム）の低い導電率は、アルミニウム導体の断面積の増加によって補われます。 電気材料としてのアルミニウムの欠点は、強力な酸化皮膜が存在するため、はんだ付けが困難であることです。

複雑な特性により、熱機器に広く使用されています。

アルミニウムとその合金は超低温でも強度を維持します。 このため、極低温技術で広く使用されています。

アルミニウムは、反射率が高く、低コストで蒸着が容易であるため、ミラーの製造に理想的な材料となっています。

ガス発生剤としての建材の製造。

アルミめっきは、鋼やその他の合金（ピストン内燃機関のバルブ、タービンブレード、石油掘削装置、熱交換装置など）に耐食性と耐スケール性を与え、また亜鉛めっきの代わりにもなります。

硫化アルミニウムは硫化水素を生成するために使用されます。

特に強力で軽量な材料として発泡アルミニウムを開発する研究が進行中です。

テルミットの成分として、アルミノテルミー用の混合物

アルミニウムは、酸化物またはハロゲン化物からレアメタルを回収するために使用されます。

アルミニウムは多くの合金の重要な成分です。 たとえば、アルミニウム青銅の場合、主成分は銅とアルミニウムです。 マグネシウム合金では、アルミニウムが添加剤として最もよく使用されます。 電気ヒーターのスパイラルの製造には、フェクラル (Fe、Cr、Al) が (他の合金とともに) 使用されます。

アルミニウム コーヒー" height="449" src="/pictures/investments/img920791_21_Klassicheskiy_italyanskiy_proizvoditel_kofe_iz_alyuminiya.jpg" title="21. 古典的なイタリアのアルミニウム コーヒー生産者" width="376" />!}

アルミニウムが非常に高価だったとき、さまざまな宝飾品がアルミニウムから作られていました。 そこで、ナポレオン 3 世はアルミニウムのボタンを注文し、1889 年にドミトリー・イワノビッチ・メンデレーエフには、金とアルミニウムでできたボウル付きの秤が贈られました。 その製造のための新しい技術（開発）が登場すると、その流行はすぐに過ぎ去り、コストが何倍も削減されました。 現在、アルミニウムは宝飾品の製造に使用されることがあります。

日本では、アルミニウムに代わって、伝統的なジュエリーの製造にアルミニウムが使用されています。

アルミニウムおよびその化合物は、二元推進剤の高性能推進剤および固体推進剤の推進剤として使用されます。 以下のアルミニウム化合物は、ロケット燃料として実用的に最も興味深いものです。

固体ロケット推進剤の燃料としての粉末アルミニウム。 また、粉末や炭化水素中の懸濁液の形でも使用されます。

水素化アルミニウム。

アルミニウムボラン。

トリメチルアルミニウム。

トリエチルアルミニウム。

トリプロピルアルミニウム。

トリエチルアルミニウム（通常はトリエチルホウ素と一緒）は、酸素ガス中で自然発火するため、ロケットエンジンの化学着火（つまり、始動燃料として）にも使用されます。

わずかな毒性がありますが、多くの水溶性無機アルミニウム化合物は溶解した状態で残ります。 長い間また、飲料水を介して人間や温血動物に悪影響を与える可能性があります。 最も有毒なのは、塩化物、硝酸塩、酢酸塩、硫酸塩などです。人間の場合、次の用量のアルミニウム化合物 (mg/体重 kg) を摂取すると、有毒な影響があります。

酢酸アルミニウム - 0.2-0.4;

水酸化アルミニウム - 3.7-7.3;

アルミニウムミョウバン - 2.9。

主に作用するのは 神経系（神経組織に蓄積し、中枢神経系機能の重篤な障害を引き起こします）。 しかし、人体への金属の蓄積はその排泄のメカニズムによって妨げられるため、アルミニウムの神経毒性特性は 1960 年代半ばから研究されてきました。 通常の状態では、1 日あたり最大 15 mg の元素が尿中に排泄されます。 したがって、腎排泄機能が障害されている人に最も大きな悪影響が観察されます。

いくつかの生物学的研究によると、人体におけるアルミニウムの摂取はアルツハイマー病の発症の一因であると考えられていましたが、これらの研究は後に批判され、一方と他方の関連性についての結論は反駁されました。

アルミニウムの化学的特徴は、酸素に対する高い親和性によって決まります（ ミネラルアルミニウムは酸素の八面体と四面体に含まれます）、原子価は一定（3）、ほとんどの天然化合物の溶解度は低いです。 で 内因性プロセスマグマの凝固と火成岩の形成中に、アルミニウムは長石、雲母、その他の鉱物であるアルミノケイ酸塩の結晶格子に入ります。 生物圏では、アルミニウムは弱い移動物であり、生物や水圏では希少です。 湿潤な気候では、豊富な植生の腐朽残骸が多量の有機酸を形成し、アルミニウムは有機鉱物コロイド化合物の形で土壌や水中に移動します。 アルミニウムはコロイドに吸着されて土壌の下部に沈殿します。 アルミニウムとシリコンの間の結合は部分的に壊れ、熱帯地方の場所では、水酸化アルミニウム、ベーマイト、ダイアスポア、ハイドラルギライトなどの鉱物が形成されます。 アルミニウムの大部分は、カオリナイト、バイデライト、その他の粘土鉱物であるアルミノケイ酸塩の一部です。 弱い移動性は、湿った熱帯地方の風化地殻におけるアルミニウムの残留蓄積を決定します。 その結果、溶融ボーキサイトが形成されます。 過去の地質時代には、熱帯地域の湖や海の沿岸地帯にもボーキサイトが蓄積していました（たとえば、カザフスタンの堆積性ボーキサイト）。 生物がほとんど存在せず、水が中性でアルカリ性である草原や砂漠では、アルミニウムはほとんど移動しません。 アルミニウムの移動は火山地域で最も活発で、そこではアルミニウムが豊富な酸性度の高い川や地下水が観察されます。 酸性水がアルカリ性海水に置換される場所（川の河口など）では、アルミニウムがボーキサイト堆積物の形成とともに堆積します。

アルミニウムは動物や植物の組織の一部です。 哺乳類の臓器には、10-3 ～ 10-5% のアルミニウム (粗物質あたり) が検出されました。 アルミニウムは肝臓や膵臓などに蓄積され、 甲状腺。 植物製品のアルミニウム含有量は、乾物1 kgあたり4 mg（ジャガイモ）から46 mg（黄カブ）、動物製品の場合、乾物1 kgあたり4 mg（蜂蜜）から72 mgの範囲です（）。 人間の毎日の食事では、アルミニウムの含有量は35〜40mgに達します。 既知の生物としては、灰中に最大 5.3% のアルミニウムを含むクラブモス (Lycopodiaceae)、灰中に 0.2 ～ 0.8% のアルミニウムを含む軟体動物 (Helix および Lithorina) などのアルミニウム濃縮生物が知られています。 リン酸塩と不溶性化合物を形成するアルミニウムは、植物 (根によるリン酸塩の吸収) と動物 (腸でのリン酸塩の吸収) の栄養を妨害します。

主な購入先は航空会社です。 航空機の最も負荷のかかる要素（外板、動力補強セット）はジュラルミン製です。 そして彼らはこの合金を宇宙に持ち込みました。 彼は月面にも着陸し、地球に帰還しました。 そして、ゲオルギー・ニコラエヴィッチ・ババキン（1914-1971）が長年率いていた局の設計者によって作成された駅「ルナ」、「金星」、「火星」は、アルミニウム合金なしでは成り立ちませんでした。

アルミニウム - マンガン系およびアルミニウム - マグネシウム系の合金 (AMts および AMg) は、高速の「ロケット」や「流星」、つまり水中翼船の船体の主な材料です。

しかし、アルミニウム合金は宇宙、航空、海上、河川輸送だけで使用されているわけではありません。 アルミニウムは陸上輸送において強い地位を​​占めています。 次のデータは、自動車業界におけるアルミニウムの広範な使用を物語っています。 1948年には1台あたり3.2kgのアルミニウムが使用されていましたが、1958年には23.6kg、1968年には71.4kg、そして今日ではこの数字は100kgを超えています。 アルミニウムは鉄道輸送にも登場しました。 そして、ロシアのトロイカ超特急は、50％以上がアルミニウム合金で作られています。

アルミニウムは建設現場でますます使用されています。 新しい建物では、アルミニウムベースの合金で作られた強くて軽い梁、天井、柱、手すり、フェンス、換気システムの要素がよく使用されます。 で ここ数年アルミニウム合金は、多くの公共建築物やスポーツ複合施設の建設に使用されました。 アルミニウムを屋根材として使用する試みがある。 このような屋根は、屋根鉄の大気腐食を大幅に促進する二酸化炭素、硫黄化合物、窒素化合物、その他の有害な不純物を恐れません。

鋳造合金としては、アルミニウム - シリコン系の合金であるシルミンが使用されます。 このような合金は流動性が良く、鋳造時の収縮や偏析（不均一性）が低いため、エンジンケース、ポンプインペラ、計器ケース、内燃エンジンブロック、ピストンなどの最も複雑な構成部品を鋳造することで得ることができます。シリンダーヘッドとジャケットピストンエンジン。

衰退への戦い 料金アルミニウム合金も成功を収めました。 たとえば、シルミンはアルミニウムよりも 2 倍安いです。 通常、逆に、合金はより高価です（合金を入手するには、純粋なベースを入手し、次に合金化によって合金を入手する必要があります）。 1976 年にドネプロペトロフスク アルミニウム工場のソ連の冶金学者は、アルミノケイ酸塩から直接シルミンを製錬する方法を習得しました。

アルミニウムは電気工学において古くから知られています。 しかし、最近まで、アルミニウムの適用範囲は電力線、およびまれに電力ケーブルに限定されていました。 ケーブル業界は銅と 鉛。 ケーブル構造の導電要素は銅で作られ、金属シースは銅で作られました。 鉛または鉛ベースの合金。 何十年もの間 (ケーブル コアを保護するための鉛シースが 1851 年に初めて提案されました)、ケーブル シース用の唯一の金属材料でした。 彼はこの役割において優れていますが、密度が高く、強度が低く、希少であるという欠点がないわけではありません。 これらは、鉛に代わる適切な他の金属を探すきっかけとなった主な金属にすぎません。

それらはアルミニウムであることが判明しました。 彼のこの役割への勤務の開始は 1939 年と考えられ、作業は 1928 年に始まりました。しかし、ケーブル技術におけるアルミニウムの使用に重大な変化が生じたのは、アルミニウム シースの製造技術が開発され習得された 1948 年でした。

銅もまた、何十年もの間、通電導体を製造するための唯一の金属でした。 銅に代わる可能性のある材料の研究は、アルミニウムがそのような金属であるべきであり、銅に代わることができることを示しています。 そこで、本質的に目的の異なる 2 つの金属の代わりに、アルミニウムがケーブル技術に採用されました。

この置換には多くの利点があります。 まず、中性線としてアルミニウムのシェルを使用できるため、金属の大幅な節約と重量の削減が可能になります。 2つ目は、強度が高いことです。 第三に、設置の容易化、輸送コストの削減、ケーブルのコストの削減などです。

架空送電線にもアルミ線が使われています。 しかし、同等の代替品を作るには多大な労力と時間がかかりました。 多くのオプションが開発されており、特定の状況に基づいて使用されます。 [マグネシウムを最大 0.5%、シリコンを最大 0.5%、鉄を最大 0.45% 合金化し、硬化および時効処理することで、強度と耐クリープ性が向上したアルミニウム ワイヤが製造されます。 スチール - アルミニウム ワイヤは、特にさまざまな障害物と送電線の交差点で必要とされる大きなスパンを実現するために使用されます。 たとえば、川を渡る場合には 1500 メートルを超えるスパンもあります。

トランスファー技術におけるアルミニウム 電気長距離の場合、それらは導体材料としてだけでなく使用されます。 15 年前、アルミニウムベースの合金が送電鉄塔の製造に使用され始めました。 それらは最初に当社で構築されました。 国コーカサスで。 鋼に比べて約 2.5 倍軽く、防食処理は必要ありません。 したがって、電気工学および送電技術において、同じ金属が鉄、銅、鉛に取って代わりました。

そしてそれは他の技術分野でもほぼ同様でした。 アルミニウム合金製のタンク、パイプライン、その他の組立ユニットは、石油、ガス、化学産業で優れた性能を発揮しています。 これらは、腐食性の液体を保管するために内部がエナメル加工された鉄と炭素の合金の容器など、多くの耐食性の金属や材料に取って代わりました（この高価な設計のエナメル層の亀裂は、損失や事故につながる可能性があります）。

世界中で箔の製造に年間 100 万トン以上のアルミニウムが費やされています。 箔の厚さは目的に応じて0.004～0.15mmの範囲となります。 その用途は非常に多様です。 チョコレート、菓子、医薬品、化粧品、写真製品など、さまざまな食品や工業製品の包装に使用されています。

箔は構造材としても使われます。 ガスを充填したプラスチック、ハニカム プラスチック、規則的なセルを規則的に繰り返すシステムを備えたセル材料のグループがあります。 幾何学的形状、壁はアルミホイルでできています。

ブロックハウスとエフロンの百科事典

アルミニウム- (粘土) 化学。 zn. アル; で。 V. = 27.12; ビート V. = 2.6; mp 約700°。 銀白色の、柔らかく、朗々とした金属。 粘土、長石、雲母の主成分であるケイ酸と結合しています。 あらゆる土壌に存在します。 に行く…… ロシア語外来語辞典

アルミニウム- (記号Al)、銀白色の金属、周期表の第3族の元素。 1827 年に初めて純粋な形で得られました。地球の地殻で最も一般的な金属です。 その主な原料はボーキサイト鉱石です。 プロセス… … 科学技術事典

アルミニウム- アルミニウム、アルミニウム (化学記号 A1、重量 27.1)、地球の表面で最も一般的な金属であり、O とシリコンに次いで最も重要です。 成分地球の地殻。 A. 自然界では主にケイ酸塩（ケイ酸塩）の形で存在します。 大きな医学百科事典

アルミニウム- 青みがかった白色の金属で、特に軽さが特徴です。 延性に非常に優れており、圧延、絞り、鍛造、打ち抜き、鋳造などが容易に行えます。 他の軟質金属と同様に、アルミニウムもまた、次のような用途に非常に適しています。 公式用語

アルミニウム- (アルミニウム)、Al、周期系 III 族の化学元素、原子番号 13、原子質量 26.98154。 軽金属、mp660°С。 地殻中の含有量は8.8重量％です。 アルミニウムおよびその合金は、さまざまな分野の構造材料として使用されています。 図解百科事典

アルミニウム- アルミニウム、アルミニウムオス、化学。 アルカリ金属粘土、アルミナ塩基、粘土； 錆の基礎である鉄と同様に。 そしてヤリ銅。 アルミナイトの雄。 ミョウバンのような化石、含水硫酸アルミナ。 アルユニットの夫。 化石、非常に近い…… 辞書ダリア

アルミニウム- (銀、光、翼のある) 金属 ロシア語の同義語辞典。 アルミニウム n.、同義語の数: 8 粘土 (2) … 同義語辞典

アルミニウム-（alumenミョウバンからの緯度アルミニウム）、Al、周期系III族の化学元素、原子番号13、原子質量26.98154。 銀白色の金属、軽量 (2.7 g/cm³)、延性があり、高い導電率、mp 660 .C.… … 大百科事典

アルミニウム- Al (lat. alumen から、古代に染色やなめしの媒染剤として使用されていたミョウバンの名前 * a. アルミニウム; n. アルミニウム; f. アルミニウム; および. アルミニオ)、chem. III族元素周期的。 メンデレーエフ システム、at。 n. 13、で。 m. 26.9815 ... 地質百科事典

アルミニウム- アルミニウム、アルミニウム、pl。 いや、夫よ。 （緯度アルメンミョウバンより）。 銀白色の可鍛性軽金属。 ウシャコフの解説辞典。 D.N. ウシャコフ。 1935 1940 ... ウシャコフ解説辞典