Fysische en chemische eigenschappen van aluminium en aluminiumlegeringen
1108 Keer bekeken 2024-04-17 09:31:35
Fysische en chemische eigenschappen van aluminium en aluminiumlegeringen
Hoewel aluminium en aluminiumlegeringen beide aluminium als het belangrijkste synthetische element gebruiken, ze hebben grote verschillen in bepaalde fysische en chemische eigenschappen.
Aluminium is een lichtgewicht en zeer actief element dat gemakkelijk wordt geoxideerd met zuurstof in de lucht. Aluminium en aluminiumlegeringen maken vaak gebruik van deze twee kenmerken, die ook de meest opmerkelijke fysische en chemische eigenschappen van aluminium zijn.
Fysische en chemische eigenschappen van aluminium en aluminiumlegeringen
Fysische eigenschappen van aluminium
Aluminium zelf is een heel zacht object, maar nadat het met andere elementen is gesynthetiseerd, de hardheid van aluminiumlegering is veel hoger dan die van aluminium, en kan zelfs vergelijkbaar zijn met staal.
| Eigendom | Beschrijving |
| Symbool | Al |
| Atoomnummer | 13 |
| Atoom massa | 26.9815 g/mol |
| Fase bij kamertemperatuur. | Stevig |
| Dikte | 2.70 g/cm³ |
| Smeltpunt | 660.32° C (1220.58°F) |
| Kookpunt | 2467° C (4472.6°F) |
| Kleur | Zilverwit |
| Maakbaarheid | Zeer kneedbaar |
| Ductiliteit | Zeer ductiel |
| Geleidbaarheid | Thermische en elektrische geleider |
| Treksterkte | Relatief lage (Kan worden versterkt) |
| Hardheid | Relatief zacht (Zuiver aluminium) |
| Corrosieweerstand | Uitstekend (Vormt een beschermende oxidelaag) |
| Kristal structuur | Gezichtsgecentreerde kubus (FCC) |
| Magnetische eigenschappen | Niet-magnetisch |
| Thermische expansie | 23.1 x 10^-6/°C (bij 25°C) |
| Young's Modulus | 68.3 GPa (9860 ksi) |
| Afschuifmodulus | 26 GPa (3770 ksi) |
| Poisson-verhouding | 0.33 |
| Specifieke warmte capaciteit | 0.897 J/g°C |
| Warmtegeleiding | 237 met(m·K) bij 25°C |
| Elektrische geleiding | 37.7 x 10^6 S/m (IACS) |
| Weerstand | 2.65 x 10^-8 ohm-m |
| Reflectiviteit | Ongeveer 80% voor zichtbaar licht |
Chemische eigenschappen van aluminium
Aluminium is zeer actief van aard, waardoor het moeilijk wordt om aluminium te zuiveren. Aluminium kan gemakkelijk reageren met zuurstof in de lucht om harder aluminiumoxide te vormen. Mensen gebruiken deze eigenschap vaak om de hardheid van te verbeteren aluminium profiel oppervlakken.
Oxidatie van aluminium
| Eigendom | Beschrijving |
| Reactiviteit met zuurstof | Reageert met zuurstof en vormt aluminiumoxide (Al2O3), wat zorgt voor een beschermlaag tegen verdere oxidatie. Deze laag is stabiel en voorkomt dat het metaal gaat corroderen. |
| Reactiviteit met zuren | Reageert met zuren zoals zoutzuur (HCl) of zwavelzuur (H2SO4) om aluminiumzouten en waterstofgas te produceren. De reactie is krachtiger met geconcentreerde of hete zuren. |
| Reactiviteit met basen | Reageert met sterke basen zoals natriumhydroxide (NaOH) om aluminiumzouten en waterstofgas te produceren. De reactie is ook behoorlijk krachtig. |
| Reactiviteit met halogenen | Reageert met halogenen (bijv., chloor, broom) om aluminiumhalogeniden te vormen (bijv., AlCl3, AlBr3). Deze reacties zijn doorgaans krachtig en kunnen plaatsvinden bij kamertemperatuur. |
| Brandbaarheid | Hoewel niet ontvlambaar in de traditionele zin van het woord, aluminium kan in poeder branden, vlokken, of dunne reepjes, productie van aluminiumoxide en warmte. Dit staat bekend als een thermietreactie en wordt gebruikt bij lassen en pyrotechniek. |
| Passivering | Aluminium is in staat tot passivering, vormt een dunne, beschermende oxidelaag op het oppervlak die verdere oxidatie voorkomt. Deze eigenschap draagt bij aan de uitstekende corrosieweerstand. |
| Reactie met water | Aluminium reageert bij kamertemperatuur niet met water vanwege de aanwezigheid van de oxidelaag. Echter, bij hoge temperaturen, het kan reageren met stoom om aluminiumoxide en waterstofgas te produceren. |
| Legering vorming | Aluminium vormt gemakkelijk legeringen met andere metalen, het veranderen van de chemische eigenschappen en het verbeteren van de mechanische en fysische eigenschappen voor specifieke toepassingen. Veel voorkomende legeringselementen zijn onder meer koper, silicium, en magnesium. |
Toepassingen van verschillende series aluminiumlegeringen
De eigenschappen van aluminiumlegeringen variëren sterk als gevolg van verschillende synthetische elementen. Volgens de belangrijkste synthetische elementen van aluminiumlegeringen, aluminiumlegeringen kunnen worden onderverdeeld in 1000-8000 serie aluminium legeringen.
| Serie aluminiumlegering | Belangrijkste legeringselementen | Sollicitatie |
| 1000 Serie | Bijna puur aluminium | Apparatuur voor voedselverwerking, chemische verwerkingsapparatuur, enz. |
| 2000 Serie | Cu | Structurele componenten in de lucht- en ruimtevaartindustrie |
| 3000 Serie | Mn | Benzinetank, cilinderwand en andere componenten |
| 5000 Serie | Mn & mg | Schip, auto- en vliegtuigonderdelen |
| 6000 Serie | En & mg | Structurele componenten in de constructie, ruimtevaart- en automobielindustrie |
| 7000 Serie | Zn | Hoogwaardige componenten in lucht- en ruimtevaart- en sportuitrusting |
| 8000 Serie | Fe | Verpakkingsmaterialen zoals aluminiumfolie |
