คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของอลูมิเนียมและโลหะผสมอลูมิเนียม
1412 มุมมอง 2024-04-17 09:31:35
คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของอลูมิเนียมและโลหะผสมอลูมิเนียม
แม้ว่าอลูมิเนียมและอลูมิเนียมอัลลอยด์จะใช้อลูมิเนียมเป็นองค์ประกอบสังเคราะห์หลักก็ตาม, มีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีแตกต่างกันมาก.
อลูมิเนียมเป็นองค์ประกอบที่มีน้ำหนักเบาและกระฉับกระเฉงมากซึ่งสามารถออกซิไดซ์ได้ง่ายกับออกซิเจนในอากาศ. อลูมิเนียมและอลูมิเนียมอัลลอยด์มักใช้คุณสมบัติทั้งสองนี้, ซึ่งเป็นคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่โดดเด่นที่สุดของอะลูมิเนียม.
คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของอลูมิเนียมและโลหะผสมอลูมิเนียม
คุณสมบัติทางกายภาพของอลูมิเนียม
อลูมิเนียมเองเป็นวัตถุที่อ่อนนุ่มมาก, แต่หลังจากสังเคราะห์กับธาตุอื่นแล้ว, ความแข็งของอลูมิเนียมอัลลอยด์นั้นสูงกว่าอลูมิเนียมมาก, และเทียบได้กับเหล็กอีกด้วย.
| คุณสมบัติ | คำอธิบาย |
| เครื่องหมาย | อัล |
| เลขอะตอม | 13 |
| มวลอะตอม | 26.9815 กรัม/โมล |
| เฟสที่อุณหภูมิห้อง. | แข็ง |
| ความหนาแน่น | 2.70 กรัม/ลบ.ซม |
| จุดหลอมเหลว | 660.32องศาเซลเซียส (1220.58°ฉ) |
| จุดเดือด | 2467องศาเซลเซียส (4472.6°ฉ) |
| สี | สีเงิน-สีขาว |
| ความอ่อนตัว | มีความอ่อนตัวสูง |
| ความเหนียว | มีความเหนียวสูง |
| การนำไฟฟ้า | ตัวนำความร้อนและไฟฟ้า |
| ความต้านแรงดึง | ค่อนข้างต่ำ (สามารถเสริมกำลังได้) |
| ความแข็ง | ค่อนข้างนุ่ม (อลูมิเนียมบริสุทธิ์) |
| ความต้านทานการกัดกร่อน | ยอดเยี่ยม (สร้างชั้นป้องกันออกไซด์) |
| โครงสร้างคริสตัล | ลูกบาศก์ที่มีใบหน้าเป็นศูนย์กลาง (เอฟซีซี) |
| คุณสมบัติทางแม่เหล็ก | ไม่เป็นแม่เหล็ก |
| การขยายตัวทางความร้อน | 23.1 x 10^-6 /°ซ (ที่อุณหภูมิ 25°C) |
| โมดูลัสของยัง | 68.3 เกรดเฉลี่ย (9860 ksi) |
| โมดูลัสเฉือน | 26 เกรดเฉลี่ย (3770 ksi) |
| อัตราส่วนของปัวซอง | 0.33 |
| ความจุความร้อนจำเพาะ | 0.897 เจ/กรัม°ซ |
| การนำความร้อน | 237 มี(ม·เค) ที่อุณหภูมิ 25°C |
| การนำไฟฟ้า | 37.7 x 10^6 วินาที/ม (ไอเอซีเอส) |
| ความต้านทาน | 2.65 x 10^-8 โอห์ม-ม |
| การสะท้อนแสง | ประมาณ 80% เพื่อแสงที่มองเห็นได้ |
คุณสมบัติทางเคมีของอะลูมิเนียม
อลูมิเนียมมีความกระตือรือร้นในธรรมชาติมาก, ทำให้อะลูมิเนียมบริสุทธิ์ได้ยาก. อลูมิเนียมสามารถทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศได้อย่างง่ายดายเพื่อสร้างอะลูมิเนียมออกไซด์ที่แข็งขึ้น. ผู้คนมักใช้คุณสมบัตินี้เพื่อปรับปรุงความแข็งของ อลูมิเนียมอัลลอยด์ พื้นผิว.
ออกซิเดชันของอลูมิเนียม
| คุณสมบัติ | คำอธิบาย |
| ปฏิกิริยากับออกซิเจน | ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนทำให้เกิดอะลูมิเนียมออกไซด์ (อัล2O3), ซึ่งเป็นชั้นป้องกันต่อการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติม. ชั้นนี้มีความเสถียรและป้องกันไม่ให้โลหะสึกกร่อน. |
| ปฏิกิริยากับกรด | ทำปฏิกิริยากับกรด เช่น กรดไฮโดรคลอริก (เอชซีแอล) หรือกรดซัลฟิวริก (H2SO4) เพื่อผลิตเกลืออลูมิเนียมและก๊าซไฮโดรเจน. ปฏิกิริยาจะรุนแรงมากขึ้นกับกรดเข้มข้นหรือกรดร้อน. |
| ปฏิกิริยากับเบส | ทำปฏิกิริยากับเบสแก่ เช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) เพื่อผลิตเกลืออลูมิเนียมและก๊าซไฮโดรเจน. ปฏิกิริยาก็ค่อนข้างรุนแรงเช่นกัน. |
| ปฏิกิริยากับฮาโลเจน | ทำปฏิกิริยากับฮาโลเจน (เช่น., คลอรีน, โบรมีน) ให้เกิดอะลูมิเนียมเฮไลด์ (เช่น., AlCl3, อัลบรา3). ปฏิกิริยาเหล่านี้มักรุนแรงและอาจเกิดขึ้นได้ที่อุณหภูมิห้อง. |
| ความสามารถในการติดไฟ | แม้จะไม่ติดไฟในความหมายดั้งเดิม, อลูมิเนียมสามารถเผาไหม้เป็นผงได้, สะเก็ด, หรือเป็นเส้นบางๆ, ทำให้เกิดอะลูมิเนียมออกไซด์และความร้อน. สิ่งนี้เรียกว่าปฏิกิริยาเทอร์ไมต์ และใช้ในการเชื่อมและดอกไม้ไฟ. |
| ทู่ | อลูมิเนียมมีความสามารถในการสร้างทู่, มีรูปร่างบาง, ชั้นป้องกันออกไซด์บนพื้นผิวที่ป้องกันการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติม. คุณสมบัตินี้มีส่วนช่วยในการต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม. |
| ปฏิกิริยากับน้ำ | อลูมิเนียมไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำที่อุณหภูมิห้องเนื่องจากมีชั้นออกไซด์. อย่างไรก็ตาม, ที่อุณหภูมิสูง, สามารถทำปฏิกิริยากับไอน้ำเพื่อผลิตอะลูมิเนียมออกไซด์และก๊าซไฮโดรเจนได้. |
| การก่อตัวของโลหะผสม | อลูมิเนียมจะเกิดโลหะผสมกับโลหะอื่นๆ ได้อย่างง่ายดาย, การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางเคมีและเพิ่มคุณสมบัติทางกลและทางกายภาพสำหรับการใช้งานเฉพาะด้าน. ธาตุผสมทั่วไป ได้แก่ ทองแดง, ซิลิคอน, และแมกนีเซียม. |
การใช้งานอลูมิเนียมอัลลอยด์ซีรีส์ต่างๆ
คุณสมบัติของโลหะผสมอลูมิเนียมแตกต่างกันอย่างมากเนื่องจากองค์ประกอบสังเคราะห์ที่แตกต่างกัน. ตามองค์ประกอบสังเคราะห์หลักของโลหะผสมอลูมิเนียม, อลูมิเนียมอัลลอยด์สามารถแบ่งออกเป็น 1000-8000 โลหะผสมอลูมิเนียมซีรีส์.
| ซีรีย์อลูมิเนียมอัลลอยด์ | องค์ประกอบการผสมหลัก | แอปพลิเคชัน |
| 1000 ชุด | อลูมิเนียมเกือบบริสุทธิ์ | อุปกรณ์แปรรูปอาหาร, อุปกรณ์แปรรูปทางเคมี, เป็นต้น. |
| 2000 ชุด | ลูกบาศ์ก | ส่วนประกอบโครงสร้างในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและการบิน |
| 3000 ชุด | ล้าน | ถังน้ำมัน, ผนังกระบอกสูบและส่วนประกอบอื่นๆ |
| 5000 ชุด | ล้าน & มก | เรือ, ชิ้นส่วนยานยนต์และเครื่องบิน |
| 6000 ชุด | และ & มก | ส่วนประกอบโครงสร้างในการก่อสร้าง, อุตสาหกรรมการบินและอวกาศและยานยนต์ |
| 7000 ชุด | สังกะสี | ส่วนประกอบที่มีความแข็งแรงสูงในอุปกรณ์การบินและอวกาศและการกีฬา |
| 8000 ชุด | เฟ | วัสดุบรรจุภัณฑ์ เช่น อลูมิเนียมฟอยล์ |
