Physikalische und chemische Eigenschaften von Aluminium und Aluminiumlegierungen
14,166 Ansichten 2024-04-17 09:31:35
Physikalische und chemische Eigenschaften von Aluminium und Aluminiumlegierungen
Obwohl sowohl Aluminium als auch Aluminiumlegierungen Aluminium als Hauptsynthetikelement verwenden, Sie weisen große Unterschiede in bestimmten physikalischen und chemischen Eigenschaften auf.
Aluminium ist ein leichtes und sehr aktives Element, das leicht mit Luftsauerstoff oxidiert. Aluminium und Aluminiumlegierungen nutzen häufig diese beiden Eigenschaften, Dies sind auch die herausragendsten physikalischen und chemischen Eigenschaften von Aluminium.
Physikalische und chemische Eigenschaften von Aluminium und Aluminiumlegierungen
Physikalische Eigenschaften von Aluminium
Aluminium selbst ist ein sehr weicher Gegenstand, aber nachdem es mit anderen Elementen synthetisiert wurde, Die Härte einer Aluminiumlegierung ist viel höher als die von Aluminium, und kann sogar mit Stahl vergleichbar sein.
| Eigentum | Beschreibung |
| Symbol | Al |
| Ordnungszahl | 13 |
| Atommasse | 26.9815 g/mol |
| Phase bei Raumtemperatur. | Solide |
| Dichte | 2.70 g/cm³ |
| Schmelzpunkt | 660.32°C (1220.58°F) |
| Siedepunkt | 2467°C (4472.6°F) |
| Farbe | Silbrig Weiß |
| Formbarkeit | Sehr formbar |
| Duktilität | Sehr duktil |
| Leitfähigkeit | Thermischer und elektrischer Leiter |
| Zugfestigkeit | Relativ niedrig (Kann gestärkt werden) |
| Härte | Relativ weich (Reines Aluminium) |
| Korrosionsbeständigkeit | Exzellent (Bildet eine schützende Oxidschicht) |
| Kristallstruktur | Flächenzentrierter Kubischer (FCC) |
| Magnetische Eigenschaften | Nicht magnetisch |
| Wärmeausdehnung | 23.1 x 10^-6 /°C (bei 25°C) |
| Elastizitätsmodul | 68.3 GPa (9860 ksi) |
| Schermodul | 26 GPa (3770 ksi) |
| Poissonzahl | 0.33 |
| Spezifische Wärmekapazität | 0.897 J/g°C |
| Wärmeleitfähigkeit | 237 W/(m·K) bei 25°C |
| Elektrische Leitfähigkeit | 37.7 x 10^6 S/m (IACS) |
| Widerstandsgröße | 2.65 x 10^-8 Ohm-m |
| Reflexionsvermögen | Etwa 80% für sichtbares Licht |
Chemische Eigenschaften von Aluminium
Aluminium ist in der Natur sehr aktiv, Dies erschwert die Reinigung von Aluminium. Aluminium kann leicht mit Luftsauerstoff reagieren und härteres Aluminiumoxid bilden. Menschen nutzen diese Eigenschaft oft, um die Härte zu verbessern Aluminiumlegierung Oberflächen.
Oxidation von Aluminium
| Eigentum | Beschreibung |
| Reaktivität mit Sauerstoff | Reagiert mit Sauerstoff unter Bildung von Aluminiumoxid (Al2O3), Dies bildet eine Schutzschicht gegen weitere Oxidation. Diese Schicht ist stabil und verhindert die Korrosion des Metalls. |
| Reaktivität mit Säuren | Reagiert mit Säuren wie Salzsäure (HCl) oder Schwefelsäure (H2SO4) zur Herstellung von Aluminiumsalzen und Wasserstoffgas. Mit konzentrierten oder heißen Säuren ist die Reaktion heftiger. |
| Reaktivität mit Basen | Reagiert mit starken Basen wie Natriumhydroxid (NaOH) zur Herstellung von Aluminiumsalzen und Wasserstoffgas. Die Reaktion ist auch recht heftig. |
| Reaktivität mit Halogenen | Reagiert mit Halogenen (z.B., Chlor, Brom) zur Bildung von Aluminiumhalogeniden (z.B., AlCl3, AlBr3). Diese Reaktionen sind typischerweise heftig und können bei Raumtemperatur ablaufen. |
| Brennbarkeit | Obwohl es im herkömmlichen Sinne nicht brennbar ist, Aluminium kann zu Pulver verbrennen, Flocken, oder dünne Streifen, Dabei entsteht Aluminiumoxid und Hitze. Dies ist als Thermitreaktion bekannt und wird beim Schweißen und in der Pyrotechnik eingesetzt. |
| Passivierung | Aluminium ist passivierbar, eine dünne bilden, Auf seiner Oberfläche befindet sich eine schützende Oxidschicht, die eine weitere Oxidation verhindert. Diese Eigenschaft trägt zu seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit bei. |
| Reaktion mit Wasser | Aufgrund der vorhandenen Oxidschicht reagiert Aluminium bei Raumtemperatur nicht mit Wasser. Jedoch, bei hohen Temperaturen, Es kann mit Dampf reagieren, um Aluminiumoxid und Wasserstoffgas zu erzeugen. |
| Legierungsbildung | Aluminium bildet leicht Legierungen mit anderen Metallen, Es verändert seine chemischen Eigenschaften und verbessert seine mechanischen und physikalischen Eigenschaften für bestimmte Anwendungen. Zu den üblichen Legierungselementen gehört Kupfer, Silizium, und Magnesium. |
Anwendungen verschiedener Serien von Aluminiumlegierungen
Die Eigenschaften von Aluminiumlegierungen variieren aufgrund unterschiedlicher synthetischer Elemente stark. Nach den wichtigsten synthetischen Elementen von Aluminiumlegierungen, Aluminiumlegierungen können unterteilt werden in 1000-8000 Serie Aluminiumlegierungen.
| Aluminiumlegierungsserie | Hauptlegierungselemente | Anwendung |
| 1000 Serie | Fast reines Aluminium | Ausrüstung für die Lebensmittelverarbeitung, Ausrüstung für die chemische Verarbeitung, usw. |
| 2000 Serie | Cu | Strukturbauteile in der Luft- und Raumfahrtindustrie |
| 3000 Serie | Mn | Treibstofftank, Zylinderwand und andere Komponenten |
| 5000 Serie | Mn & Mg | Schiff, Automobil- und Flugzeugteile |
| 6000 Serie | Und & Mg | Strukturkomponenten im Bau, Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie |
| 7000 Serie | Zn | Hochfeste Komponenten in der Luft- und Raumfahrt- und Sportausrüstung |
| 8000 Serie | Fe | Verpackungsmaterialien wie Aluminiumfolie |
