Fysiske og kemiske egenskaber af aluminium og aluminiumslegeringer
124,176 Synspunkter 2024-04-17 09:31:35
Fysiske og kemiske egenskaber af aluminium og aluminiumslegeringer
Selvom aluminium og aluminiumslegeringer begge bruger aluminium som det vigtigste syntetiske element, de har store forskelle i visse fysiske og kemiske egenskaber.
Aluminium er et let og meget aktivt grundstof, der let oxideres med ilt i luften. Aluminium og aluminiumslegeringer bruger ofte disse to egenskaber, som også er de mest fremragende fysiske og kemiske egenskaber ved aluminium.
Fysiske og kemiske egenskaber af aluminium og aluminiumslegeringer
Fysiske egenskaber af aluminium
Aluminium i sig selv er en meget blød genstand, men efter at være blevet syntetiseret med andre elementer, hårdheden af aluminiumslegering er meget højere end aluminiums, og kan endda sammenlignes med stål.
| Ejendom | Beskrivelse |
| Symbol | Al |
| Atomnummer | 13 |
| Atommasse | 26.9815 g/mol |
| Fase ved stuetemp. | Solid |
| Densitet | 2.70 g/cm³ |
| Smeltepunkt | 660.32° C. (1220.58° f) |
| Kogepunkt | 2467° C. (4472.6° f) |
| Farve | Sølv-hvid |
| Formbarhed | Meget formbar |
| Duktilitet | Meget duktil |
| Ledningsevne | Termisk og elektrisk leder |
| Trækstyrke | Relativt lav (Kan styrkes) |
| Hårdhed | Relativt blød (Ren aluminium) |
| Korrosionsmodstand | Fremragende (Danner beskyttende oxidlag) |
| Krystal struktur | Ansigtscentreret kubisk (FCC) |
| Magnetiske egenskaber | Ikke-magnetisk |
| Termisk ekspansion | 23.1 x 10^-6/°C (ved 25°C) |
| Youngs modul | 68.3 GPA (9860 KSI) |
| Forskydningsmodul | 26 GPA (3770 KSI) |
| Poissons forhold | 0.33 |
| Specifik varmekapacitet | 0.897 J/g°C |
| Termisk ledningsevne | 237 m/(m·K) ved 25°C |
| Elektrisk ledningsevne | 37.7 x 10^6 S/m (IACS) |
| Resistivitet | 2.65 x 10^-8 ohm-m |
| Refleksionsevne | Tilnærmelsesvis 80% for synligt lys |
Kemiske egenskaber af aluminium
Aluminium er meget aktivt i naturen, gør det vanskeligt at rense aluminium. Aluminium kan nemt reagere med ilt i luften og danne hårdere aluminiumoxid. Folk bruger ofte denne egenskab til at forbedre hårdheden af Aluminiumslegering overflader.
Oxidation af aluminium
| Ejendom | Beskrivelse |
| Reaktivitet med ilt | Reagerer med ilt og danner aluminiumoxid (Al2O3), som giver et beskyttende lag mod yderligere oxidation. Dette lag er stabilt og forhindrer metallet i at korrodere. |
| Reaktivitet med syrer | Reagerer med syrer som saltsyre (HCl) eller svovlsyre (H2SO4) at producere aluminiumsalte og brintgas. Reaktionen er mere kraftig med koncentrerede eller varme syrer. |
| Reaktivitet med baser | Reagerer med stærke baser som natriumhydroxid (NaOH) at producere aluminiumsalte og brintgas. Reaktionen er også ret kraftig. |
| Reaktivitet med halogener | Reagerer med halogener (F.eks., klor, brom) at danne aluminiumhalogenider (F.eks., AICI3, AlBr3). Disse reaktioner er typisk kraftige og kan forekomme ved stuetemperatur. |
| Brændbarhed | Selvom det ikke er brandfarligt i traditionel forstand, aluminium kan brænde i pulver, flager, eller tynde strimler, producerer aluminiumoxid og varme. Dette er kendt som en termitreaktion og bruges til svejsning og pyroteknik. |
| Passivering | Aluminium er i stand til at passivere, danner en tynd, beskyttende oxidlag på overfladen, der forhindrer yderligere oxidation. Denne egenskab bidrager til dens fremragende korrosionsbestandighed. |
| Reaktion med vand | Aluminium reagerer ikke med vand ved stuetemperatur på grund af tilstedeværelsen af oxidlaget. Imidlertid, ved høje temperaturer, det kan reagere med damp for at producere aluminiumoxid og brintgas. |
| Legeringsdannelse | Aluminium danner let legeringer med andre metaller, at ændre dets kemiske egenskaber og forbedre dets mekaniske og fysiske egenskaber til specifikke applikationer. Almindelige legeringselementer omfatter kobber, silicium, og magnesium. |
Anvendelser af forskellige serier af aluminiumslegeringer
Egenskaberne af aluminiumslegeringer varierer meget på grund af forskellige syntetiske elementer. Ifølge de vigtigste syntetiske elementer af aluminiumslegeringer, aluminiumslegeringer kan opdeles i 1000-8000 serien aluminiumslegeringer.
| Serie af aluminiumslegering | Vigtigste legeringselementer | Anvendelse |
| 1000 Serie | Næsten rent aluminium | Udstyr til fødevareforarbejdning, udstyr til kemisk behandling, osv. |
| 2000 Serie | Cu | Strukturelle komponenter i rumfarts- og luftfartsindustrien |
| 3000 Serie | Mn | Brændstoftank, cylindervæg og andre komponenter |
| 5000 Serie | Mn & Mg | Skib, dele til biler og fly |
| 6000 Serie | Og & Mg | Strukturelle komponenter i konstruktionen, rumfarts- og bilindustrien |
| 7000 Serie | Zn | Højstyrkekomponenter i rumfarts- og sportsudstyr |
| 8000 Serie | Fe | Emballagematerialer såsom aluminiumsfolie |
