Tính chất vật lý và hóa học của nhôm và hợp kim nhôm
14,163 Lượt xem 2024-04-17 09:31:35
Tính chất vật lý và hóa học của nhôm và hợp kim nhôm
Mặc dù nhôm và hợp kim nhôm đều sử dụng nhôm làm nguyên tố tổng hợp chính, chúng có sự khác biệt lớn về một số tính chất vật lý và hóa học.
Nhôm là nguyên tố nhẹ và rất hoạt động, dễ bị oxy hóa bởi oxy trong không khí. Nhôm và hợp kim nhôm thường sử dụng 2 đặc điểm này, đó cũng là những tính chất vật lý và hóa học nổi bật nhất của nhôm.
Tính chất vật lý và hóa học của nhôm và hợp kim nhôm
Tính chất vật lý của nhôm
Bản thân nhôm là một vật rất mềm, nhưng sau khi được tổng hợp với các nguyên tố khác, độ cứng của hợp kim nhôm cao hơn nhiều so với nhôm, và thậm chí có thể so sánh với thép.
| Tài sản | Sự miêu tả |
| Biểu tượng | Al |
| Số nguyên tử | 13 |
| Khối lượng nguyên tử | 26.9815 g/mol |
| Pha ở nhiệt độ phòng. | Chất rắn |
| Tỉ trọng | 2.70 g/cm³ |
| Độ nóng chảy | 660.32°C (1220.58° F) |
| Điểm sôi | 2467°C (4472.6° F) |
| Màu sắc | Bạc-Trắng |
| Tính dẻo | Dễ uốn nắn |
| độ dẻo | Độ dẻo cao |
| Độ dẫn nhiệt | Dây dẫn nhiệt và điện |
| Sức căng | Tương đối thấp (Có thể được tăng cường) |
| độ cứng | Tương đối mềm (Nhôm nguyên chất) |
| Chống ăn mòn | Xuất sắc (Tạo lớp oxit bảo vệ) |
| Cấu trúc tinh thể | Mặt trung tâm khối (FCC) |
| Tính hấp dẫn | Không có từ tính |
| giãn nở nhiệt | 23.1 x 10^-6 /°C (ở 25°C) |
| Mô đun của Young | 68.3 GPa (9860 ksi) |
| mô đun cắt | 26 GPa (3770 ksi) |
| Tỷ lệ Poisson | 0.33 |
| Nhiệt dung riêng | 0.897 J/g°C |
| Dẫn nhiệt | 237 có/(m·K) ở 25°C |
| Tinh dân điện | 37.7 x 10^6 S/m (IACS) |
| Điện trở suất | 2.65 x 10^-8 ohm-m |
| Độ phản xạ | Khoảng 80% đối với ánh sáng nhìn thấy |
Tính chất hóa học của nhôm
Nhôm có tính chất rất tích cực, gây khó khăn cho việc làm sạch nhôm. Nhôm có thể dễ dàng phản ứng với oxy trong không khí tạo thành nhôm oxit cứng hơn. Người ta thường sử dụng tính chất này để cải thiện độ cứng của hợp kim nhôm bề mặt.
Quá trình oxy hóa nhôm
| Tài sản | Sự miêu tả |
| Phản ứng với oxy | Phản ứng với oxi tạo thành nhôm oxit (Al2O3), cung cấp một lớp bảo vệ chống lại quá trình oxy hóa hơn nữa. Lớp này ổn định và giúp kim loại không bị ăn mòn. |
| Phản ứng với axit | Phản ứng với các axit như axit clohydric (HCl) hoặc axit sunfuric (H2SO4) sản xuất muối nhôm và khí hydro. Phản ứng mạnh mẽ hơn với axit đậm đặc hoặc nóng. |
| Khả năng phản ứng với bazơ | Phản ứng với các bazơ mạnh như natri hydroxit (NaOH) sản xuất muối nhôm và khí hydro. Phản ứng cũng khá mạnh mẽ. |
| Phản ứng với halogen | Phản ứng với halogen (ví dụ., clo, nước brom) tạo thành halogenua nhôm (ví dụ., AlCl3, AlBr3). Những phản ứng này thường mạnh mẽ và có thể xảy ra ở nhiệt độ phòng.. |
| Tính dễ cháy | Mặc dù không dễ cháy theo nghĩa truyền thống, nhôm có thể cháy thành bột, vảy, hoặc dải mỏng, sản xuất oxit nhôm và nhiệt. Đây được gọi là phản ứng thermite và được sử dụng trong hàn và pháo hoa. |
| Sự thụ động | Nhôm có khả năng thụ động, tạo thành một lớp mỏng, lớp oxit bảo vệ trên bề mặt của nó để ngăn chặn quá trình oxy hóa tiếp theo. Đặc tính này góp phần vào khả năng chống ăn mòn tuyệt vời của nó. |
| Phản ứng với nước | Nhôm không phản ứng với nước ở nhiệt độ phòng do có lớp oxit. Tuy nhiên, ở nhiệt độ cao, nó có thể phản ứng với hơi nước để tạo ra oxit nhôm và khí hydro. |
| hình thành hợp kim | Nhôm dễ dàng tạo thành hợp kim với các kim loại khác, thay đổi tính chất hóa học của nó và tăng cường tính chất cơ lý của nó cho các ứng dụng cụ thể. Các nguyên tố hợp kim phổ biến bao gồm đồng, silic, và magiê. |
Ứng dụng của các loại hợp kim nhôm khác nhau
Các tính chất của hợp kim nhôm rất khác nhau do các nguyên tố tổng hợp khác nhau. Theo các yếu tố tổng hợp chính của hợp kim nhôm, hợp kim nhôm có thể được chia thành 1000-8000 loạt hợp kim nhôm.
| Dòng hợp kim nhôm | Các nguyên tố hợp kim chính | Ứng dụng |
| 1000 Loạt | Nhôm gần như nguyên chất | Thiết bị chế biến thực phẩm, thiết bị xử lý hóa chất, vân vân. |
| 2000 Loạt | cu | Các thành phần kết cấu trong ngành hàng không và hàng không |
| 3000 Loạt | mn | Bình xăng, tường xi lanh và các thành phần khác |
| 5000 Loạt | mn & Mg | Tàu thủy, phụ tùng ô tô và máy bay |
| 6000 Loạt | Và & Mg | Các thành phần kết cấu trong xây dựng, ngành công nghiệp hàng không vũ trụ và ô tô |
| 7000 Loạt | Zn | Các bộ phận có độ bền cao trong thiết bị hàng không vũ trụ và thể thao |
| 8000 Loạt | Fe | Vật liệu đóng gói như lá nhôm |
