Алюминий

  • Алюми́ний (Al, лат. aluminium) — элемент 13-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации — элемент главной подгруппы III группы), третьего периода, с атомным номером 13. Относится к группе лёгких металлов. Наиболее распространённый металл и третий по распространённости химический элемент в земной коре (после кислорода и кремния).

    Простое вещество алюминий — лёгкий парамагнитный металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Алюминий обладает высокой тепло- и электропроводностью, стойкостью к коррозии за счёт быстрого образования прочных оксидных плёнок, защищающих поверхность от дальнейшего взаимодействия.

Источник: Википедия

Связанные понятия

Леги́рование (нем. legieren «сплавлять» от лат. ligare «связывать») — добавление в состав материалов примесей для изменения (улучшения) физических и/или химических свойств основного материала. Легирование является обобщающим понятием ряда технологических процедур, различают объёмное (металлургическое) и поверхностное (ионное, диффузное и др.) легирование.
Тугоплавкие металлы — класс химических элементов (металлов), имеющих очень высокую температуру плавления и стойкость к изнашиванию. Выражение тугоплавкие металлы чаще всего используется в таких дисциплинах как материаловедение, металлургия и в технических науках. Определение тугоплавких металлов относится к каждому элементу группы по разному. Основными представителями данного класса элементов являются элементы пятого периода — ниобий и молибден; шестого периода — тантал, вольфрам и рений. Все они...
К тре́тьему пери́оду периоди́ческой систе́мы относятся элементы третьей строки (или третьего периода) периодической системы химических элементов. Строение периодической таблицы основано на строках для иллюстрации повторяющихся (периодических) трендов в химических свойствах элементов при увеличении атомного числа: новая строка начинается тогда, когда химические свойства повторяются, что означает, что элементы с аналогичными свойствами попадают в один и тот же вертикальный столбец. Третий период содержит...

Подробнее: Третий период периодической системы
Сталь (от нем. Stahl) — сплав железа с углеродом (и другими элементами), содержащий не менее 45 % железа и в котором содержание углерода находится в диапазоне от 0,02 до 2,14 %, причём содержанию от 0,6 % до 2,14 % соответствует высокоуглеродистая сталь. Если содержание углерода в сплаве превышает 2,14 %, то такой сплав называется чугуном. Углерод придаёт сплавам прочность и твёрдость, снижая пластичность и вязкость.
Ви́смут — химический элемент 15-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы пятой группы) шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева; имеет атомный номер 83. Обозначается символом Bi (лат. Bismuthum). Простое вещество представляет собой при нормальных условиях блестящий серебристый с розоватым оттенком металл.

Упоминания в литературе

Металлические материалы, как правило, обладают высокой тепло- и электропроводностью, механической прочностью, вязкостью, упругостью и хорошей пластичностью в сочетании с технологичностью обработки (ковкость, свариваемость, обрабатываемость режущими инструментами, существенные изменения эксплуатационных свойств в результате термической и химико-термической обработки). Наиболее распространенными являются металлические сплавы на основе железа (сталь и чугун), алюминия, магния, меди (бронза, латунь), никеля и хрома. Практически все переходные металлы и лантаниды, а также многие непереходные металлы выступают в качестве компонентов сплавов. Если металлы и сплавы в ряде случаев и уступают свои позиции неметаллическим материалам, то это связано в первую очередь с коррозией металлов, т.е. с их химическим разрушением под действием окружающей среды. Коррозии подвергаются и любые неметаллические материалы (например, полимеры, керамика и стекла), но чаще всего говорят о коррозии металлов, так как она наносит максимальный вред из-за относительно высокой скорости этого процесса, значительной стоимости металлических конструкций и ограниченности природных ресурсов металлов. Например, каждая шестая домна в России работает, чтобы возместить прямые потери металлов от коррозии.
Идея использования алюминия в качестве горючего – не новость. Еще в 1924 г. отечественный ученый и изобретатель Ф. А. Цандер предложил использовать алюминиевые элементы космического корабля в качестве дополнительного горючего. Этот смелый проект пока практически не осуществлен, зато большинство известных в настоящее время видов твердого ракетного топлива содержат металлический алюминий в виде тонко измельченного порошка. Добавление 15 % алюминия к топливу может на тысячу градусов повысить температуру продуктов сгорания (с 2200 до 3200 К); заметно возрастает и скорость истечения этих продуктов из сопла двигателя – главный энергетический показатель, определяющий эффективность ракетного топлива. В этом плане конкуренцию алюминию могут составить только литий, бериллий и магний, но все они значительно дороже алюминия.
Алюминий в чистом виде редко применяется в кузовах автомобилей, в некоторых случаях используются легкие сплавы. Легкие сплавы плавятся при температуре не более 700°С (алюминий при 658°С), однако в нормальном состоянии они покрыты пленкой окиси алюминия, которая плавится при температуре 2000°С. Окись алюминия в виде пленки покрывает присадочный металл и поверхность свариваемых листов, препятствуя тем самым созданию однородного расплава металла. Использование для сварки восстановительных газов не дает эффекта, необходимо применять специальный флюс.
Рассмотрены особенности электрохимической коррозии алюминия и его сплавов в различных условиях и средах. При оценке коррозионной стойкости алюминиевых сплавов следует оперировать совокупностью основных электрохимических характеристик – ток растворения, потенциалы пробоя и коррозии. Показана возможность защиты алюминия в кислых средах при использовании катионов металлов, способных контактно осаждаться на его поверхности с высоким перенапряжением выделения водорода.
Для предотвращения образования горячих трещин необходимо применять сварочные материалы с повышенным содержанием марганца и минимальным количеством серы и углерода, вводить в металл шва легирующие элементы (титан, алюминий, медь), выполнять сварку с предварительным подогревом и последующей термообработкой.

Связанные понятия (продолжение)

Медь (Cu от лат. Cuprum) — элемент одиннадцатой группы четвёртого периода (побочной подгруппы первой группы) периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 29. Простое вещество медь — это пластичный переходный металл золотисто-розового цвета (розового цвета при отсутствии оксидной плёнки). C давних пор широко используется человеком.
Мартенси́тностареющие стали (также мараге́новые стали, англ. maraging steel) — стали (сплавы железа), которые обладают очень большой прочностью и вязкостью без потери пластичности, хотя не могут быть хорошими материалами для лезвий. Эти стали представляют собой особый класс низкоуглеродных сверхпрочных сталей, обладающих таким свойством не из-за углерода, а из-за оседания интерметаллических соединений в процессе остаривания. Основной легирующий элемент — никель — составляет от 15 до 25 % (по массе...
Нержавеющая сталь (коррозионно-стойкие стали, в просторечье «нержавейка») — легированная сталь, устойчивая к коррозии в атмосфере и агрессивных средах.
Жаропрочные сплавы — металлические материалы, обладающие высоким сопротивлением пластической деформации и разрушению при действии высоких температур и окислительных сред. Начало систематических исследований жаропрочных сплавов приходится на конец 1930-х годов — период нового этапа в развитии авиации, связанного с появлением реактивной авиации и газотурбинных двигателей (ГТД).
Мета́ллы (от лат. metallum — шахта, рудник) — группа элементов, в виде простых веществ, обладающих характерными металлическими свойствами, такими, как высокие тепло- и электропроводность, положительный температурный коэффициент сопротивления, высокая пластичность, ковкость и металлический блеск.
Ре́ний (лат. Rhenium) — химический элемент с атомным номером 75 в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, обозначается символом Re. При стандартных условиях представляет собой плотный серебристо-белый переходный металл.
Свине́ц (лат. Plumbum; обозначается символом Pb) — элемент 14-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы IV группы), шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 82 и, таким образом, содержит магическое число протонов. Простое вещество свинец — ковкий, сравнительно легкоплавкий тяжелый металл серебристо-белого цвета с синеватым отливом. Плотность свинца — 11,35 г/см³. Свинец токсичен. Известен с глубокой древности.
Карби́д кре́мния (карбору́нд) — бинарное неорганическое химическое соединение кремния с углеродом. Химическая формула SiC. В природе встречается в виде чрезвычайно редкого минерала — муассанита. Порошок карбида кремния был получен в 1893 году. Используется как абразив, полупроводник, для имитирующих алмаз вставок в ювелирные украшения.
Тита́н — химический элемент с атомным номером 22. Принадлежит к 4-й группе периодической таблицы химических элементов (по устаревшей короткой форме периодической системы принадлежит к побочной подгруппе IV группы, или к группе IVB), находится в четвёртом периоде таблицы. Атомная масса элемента 47,867(1) а. е. м.. Обозначается символом Ti. Простое вещество титан — лёгкий прочный металл серебристо-белого цвета. Обладает высокой коррозионной стойкостью.
Раскисле́ние мета́ллов — процесс удаления из расплавленных металлов (главным образом стали и других сплавов на основе железа) растворённого в них кислорода, который является вредной примесью, ухудшающей механические свойства металла. Для раскисления применяют элементы (или их сплавы, например ферросплавы), характеризующиеся большим сродством к кислороду, чем основной металл.
Подгру́ппа ма́рганца — химические элементы 7-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации — элементы побочной подгруппы VII группы).
Твёрдые сплавы — твёрдые и износостойкие металлические материалы, способные сохранять эти свойства при 900—1150 °C. В основном изготовляются из высокотвердых и тугоплавких материалов на основе карбидов вольфрама, титана, тантала, хрома, связанных кобальтовой металлической связкой, при различном содержании кобальта или никеля.
Бокситовый (красный) шлам — это побочный продукт при производстве оксида алюминия, который в свою очередь является основным сырьём для производства металлического алюминия, а также керамических материалов, абразивов и огнеупоров. Масштабы его производства делают его важным отходом и, соответственно, проблемы с его хранением должны учитываться; рассматривается каждая возможность нахождения для него применения. 95 % мирового производства алюминия приходится на процесс Байера; на каждую тонну произведённого...
Окси́д алюми́ния Al2O3 — бинарное соединение алюминия и кислорода. В природе распространён как основная составляющая часть глинозёма, нестехиометрической смеси оксидов алюминия, калия, натрия, магния и т. д.
Металлу́ргия и металлурги́я (от др.-греч. μεταλλουργέω — добываю руду, обрабатываю металлы) — область науки и техники, охватывающая процессы получения металлов из руд или других видов сырья, а также процессы, связанные с изменением химического состава, структуры и свойств металлических сплавов и производством разнообразных металлических изделий из них. В первоначальном, узком значении — искусство извлечения металлов из руд. В настоящее время металлургия является также отраслью промышленности.
Цинк — химический элемент побочной подгруппы второй группы, четвёртого периода периодической системы, с атомным номером 30. Обозначается символом Zn (лат. Zincum). Простое вещество цинк при нормальных условиях — хрупкий переходный металл голубовато-белого цвета (тускнеет на воздухе, покрываясь тонким слоем оксида цинка).
Дюралюми́н, дюралюминий, дюраль — собирательное обозначение группы высокопрочных сплавов на основе алюминия (алюминиевый сплав) с добавками меди, магния и марганца. Название сплава происходит от торговой марки Dural (фр. dur — твёрдый) — коммерческого обозначения одного из первых упрочняемых термообработкой и последующим старением алюминиевых сплавов. Основными легирующими элементами в нём являлись медь (4,5 % массы), магний (1,5 %) и марганец (0,5 %); остальное — алюминий (93,5 %). При испытаниях...
Ма́гний — элемент второй группы (по старой классификации — главной подгруппы второй группы), третьего периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 12. Обозначается символом Mg (лат. Magnesium). Простое вещество магний — лёгкий, ковкий металл серебристо-белого цвета.
Феррохром — сплав железа и хрома (около 60 %), применяется для легирования стали и сплавов. Основные примеси — углерод (до ~5 %), кремний (до 8 %), сера (до 0,05 %), фосфор (до 0,05 %). Получают при восстановлении достаточно богатых (с высоким содержанием оксида хрома и высоким отношением оксид хрома/оксид железа) хромитовых руд (или концентратов) углеродистым восстановителем (обычно кокс). Большая часть феррохрома в мире производится в Южной Африке, Казахстане (корпорация «Казхром» группы ENRC...
Неметаллические включения — химические соединения металлов с неметаллами, находящиеся в стали и сплавах в виде отдельных фаз.
Карбид вольфрама (монокарбид вольфрама) — химическое соединение углерода и вольфрама с формулой WC. Представляет собой фазу внедрения, которая содержит 6,1 % С (по массе) и не имеет области гомогенности. Имеет высокую твёрдость (9 по шкале Мооса) и износостойкость.
Ири́дий (лат. Iridium, обозначается знаком Ir) — химический элемент с атомным номером 77 в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева. Иридий — очень твёрдый, тугоплавкий, серебристо-белый переходный металл платиновой группы, обладающий высокой плотностью и сравнимый по этому параметру только с осмием (плотности Os и Ir практически равны с учётом погрешности теоретических расчётов). Имеет высокую коррозионную стойкость даже при температуре 2000 °C. В земных породах встречается крайне...
Га́ллий — элемент 13-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы третьей группы) четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 31. Обозначается символом Ga (лат. Gallium). Относится к группе лёгких металлов. Простое вещество галлий — мягкий хрупкий металл серебристо-белого (по другим данным светло-серого) цвета с синеватым оттенком.
Кре́мний (Si от лат. Silicium) — элемент четырнадцатой группы (по старой классификации — главной подгруппы четвёртой группы), третьего периода периодической системы химических элементов с атомным номером 14. Атомная масса 28,085. Неметалл, второй по распространённости химический элемент в земной коре (после кислорода). Исключительно важен для современной электроники.
Ска́ндий (химический символ — Sc; лат. Scandium) — элемент третьей группы (по старой классификации — побочной подгруппы третьей группы), четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 21. Простое вещество скандий — лёгкий металл серебристого цвета с характерным жёлтым отливом. Существует в двух кристаллических модификациях: α-Sc с гексагональной решёткой типа магния, β-Sc с кубической объёмноцентрированной решёткой, температура перехода α↔β...
Ни́кель — химический элемент десятой (по устаревшей короткопериодной форме — восьмой) группы, четвёртого периода периодической системы, с атомным номером 28. Обозначается символом Ni (лат. Niccolum). Простое вещество никель — это пластичный, ковкий, переходный металл серебристо-белого цвета, при обычных температурах на воздухе покрывается тонкой плёнкой оксида. Химически малоактивен.
Сурьма́ (химический символ — Sb; лат. Stibium) — химический элемент 15-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы пятой группы) пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева; имеет атомный номер 51. Простое вещество сурьма — полуметалл серебристо-белого цвета с синеватым оттенком, грубозернистого строения. Известны четыре металлических аллотропных модификаций сурьмы, существующих при различных давлениях, и три аморфные модификации (взрывчатая, чёрная и...
Вакуумная металлургия — собирательное название широкого круга металлургических операций, которые в целях получения высокой степени чистоты выходного продукта осуществляются в атмосфере очень низкого давления (в вакууме).
Ржа́вчина является общим термином для определения окислов железа. В разговорной речи это слово применяется к красным окислам, образующимся в ходе реакции железа с кислородом в присутствии воды или влажного воздуха. Есть и другие формы ржавчины, например, продукт, образующийся в ходе реакции железа с хлором при отсутствии кислорода. Такое вещество образуется, в частности, в арматуре, используемой в подводных бетонных столбах, и называют его зелёной ржавчиной. Несколько видов коррозии различимы зрительно...
Подгру́ппа ни́келя — химические элементы 10-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации — элементы побочной подгруппы VIII группы).
Углерод — вещество с самым большим числом аллотропических модификаций (более 9 обнаруженных на данный момент).

Подробнее: Аллотропия углерода
Графи́т (от др.-греч. γράφω «записывать, писать») — минерал из класса самородных элементов, одна из аллотропных модификаций углерода. Структура слоистая. Слои кристаллической решётки могут по-разному располагаться относительно друг друга, образуя целый ряд политипов, с симметрией от гексагональной сингонии (дигексагонально-дипирамидальный), до тригональной (дитригонально -скаленоэдрический). Слои слабоволнистые, почти плоские, состоят из шестиугольных слоёв атомов углерода. Кристаллы пластинчатые...
Функционально-градиентные материалы — сплавы, состоящие из твёрдых зёрен карбидов, нитридов и боридов переходных металлов (карбид вольфрама, карбид титана, карбонитрид титана, диборид титана и т. д.), образующих прочный непрерывный каркас, и металлической связки (кобальт, никель, титан, алюминий и т. д.), содержание которой непрерывно изменяется в объёме материала. В результате ФГМ-материалы обладают свойствами как твёрдого сплава, так и металла, то есть имеют высокую твёрдость и большую ударную...
Тяжёлые сплавы — это сплавы на основе вольфрама с высокой плотностью, которая составляет не менее 16,5 г/см3. Тяжёлые сплавы получают только методами порошковой металлургии.
И́ттрий — элемент побочной подгруппы третьей группы пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 39. Обозначается символом Y (лат. Yttrium). Простое вещество иттрий — металл светло-серого цвета. Существует в двух кристаллических модификациях: α-Y с гексагональной решёткой типа магния, β-Y с кубической объёмноцентрированной решёткой типа α-Fe, температура перехода α↔β 1482 °C.
Алюминиевая бро́нза — вид бронзы, у которой алюминий является основным легирующим металлом, добавляемым к меди (в отличие от обычной бронзы, где медь легируется оловом, или латуни, где используется цинк). Промышленное применение нашли алюминиевые бронзы разного состава, но при этом большинство сплавов содержит алюминий в количестве от 5 % до 11 % по массе, а остальное составляет медь и другие легирующие элементы, такие как железо, никель, марганец и кремний.
Лату́нь — двойной или многокомпонентный сплав на основе меди, где основным легирующим компонентом является цинк, иногда с добавлением олова (меньшим, чем цинка, иначе получится традиционная оловянная бронза), никеля, свинца, марганца, железа и других элементов. По металлургической классификации к бронзам не относится.
Паркеризация — устаревшее название одного из химико-технических способов улучшения антикоррозийной устойчивости металлических изделий путём создания на их поверхности тонкого слоя из нерастворимой смеси фосфорнокислых солей окиси и закиси железа. Название возникло в честь американской компании «Паркер» (Parker R. Р. С.) запатентовавшей методику в 1918 году.
Алюми́ниевые спла́вы — сплавы, основной массовой частью которых является алюминий. Самыми распространенными легирующими элементами в составе алюминиевых сплавов являются: медь, магний, марганец, кремний и цинк. Реже — цирконий, литий, бериллий, титан. В основном алюминиевые сплавы можно разделить на две основные группы: литейные сплавы и деформируемые (конструкционные). В свою очередь, конструкционные сплавы подразделяются на термически обработанные и термически необработанные. Большая часть производимых...
Руби́дий — элемент главной подгруппы первой группы, пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 37. Обозначается символом Rb (лат. Rubidium). Простое вещество рубидий — мягкий легкоплавкий щелочной металл серебристо-белого цвета.
Молибде́н — элемент шестой группы (по старой классификации — побочной подгруппы шестой группы) пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 42. Обозначается символом Mo (лат. Molybdaenum). Простое вещество молибден — переходный металл светло-серого цвета. Главное применение находит в металлургии.
Металлотермия (от металл + греч. therme — теплота, жар) — отрасль современной металлургии, которая основана на процессах восстановления металлов из их соединений другими металлами, химически значительно более активными, чем восстанавливаемые, при повышенных температурах.
Технически чистое железо (ТЧЖ) или АРМКО-железо (от аббр. ARMCO — сокращённого названия американской фирмы American Rolling Mill Corporation) — название низкоуглеродистой нелегированной стали, в которой суммарное содержание других элементов — до 0,08-0,1 %, в том числе углерода — до 0,02 %. Большое содержание основного элемента (до 99,92% Fe) позволяют считать такой сплав железом, загрязненным примесями. Технически чистое железо устойчиво к коррозии, обладает повышенной электропроводностью и очень...
Подгру́ппа ко́бальта — химические элементы 9-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации — элементы побочной подгруппы VIII группы).
Эльбо́р (Ленинград + бор), боразо́н (от бор + азот), кубони́т, кингсонгит, киборит — торговые марки сверхтвердых материалов на основе кубической β-модификации (сфалеритной) нитрида бора, или кубического нитрида бора (советская аббревиатура — КНБ, зарубежная — cBN). По твёрдости и другим свойствам приближается к алмазу (10 по шкале Мооса).

Упоминания в литературе (продолжение)

Азот является вредной примесью стали, так как, повышая прочность и твердость, он вместе с этим значительно снижает пластичность и вязкость металла. Устраняют влияние азота на качество сварного шва хорошей защитой зоны дуги от атмосферного воздуха. Кроме того, применяют сварочные материалы, содержащие алюминий, титан и другие элементы, которые образуют нитриды, выходящие в шлак или менее снижающие качество шва.
Соединения селена (диалкилселенид) также могут применяться в качестве ингибиторов, имея хорошие антиокислительные свойства в синтетических маслах при температуре до +270 °C. Однако они применяются довольно редко из‑за коррозионной активности по отношению к меди, алюминию, серебру (иногда, к стали и чугуну), а также вследствие высокой стоимости.
В состав стекла входят кремнезем, оксиды алюминия, бора, калия, кальция, магния, натрия, свинца и др. Каждый оксид придает стеклу определенные свойства. В состав современных стекол вводят 3-10 и более оксидов, так как к стеклам предъявляются самые разнообразные требования. Например, художественное стекло для декоративной обработки должно быть чистым, прозрачным, отлично преломляющим световые лучи, окрашивающимся в разные цвета. В настоящее время в производстве стекла нашли применение большинство элементов периодической системы Д.И.Менделеева.
Известно, что почти 9/10 массы Земли приходится на долю всего четырех химических элементов – кислорода (входящего в состав окислов), кремния, алюминия и железа. Поэтому можно с достаточной уверенностью утверждать, что более «легкие» наружные слои планеты состоят преимущественно из соединений кремния (алюмосиликатов), а «тяжелые» внутренние – железа.
В качестве раскислителей металла сварочной ванны используют алюминий, углерод, титан, кремний и марганец, поскольку они имеют значительное сродство к кислороду. Данные элементы вводят в расплавленный металл одним из трех способов – в виде:
Показатели алюминия и его сплавов несколько хуже по проводимости, зато алюминий дешевле как по стоимости, так и в производстве, а провода имеют сравнительно меньшую массу (сравните плотность алюминия – 2,6989 г/см? и меди – 8,92 г/см?). Поэтому алюминиевые проводники используют на длинных магистралях, которые к тому же подняты на большую высоту посредством специальных опор и системы изоляторов.
Газобетон (газосиликатные блоки) производят из смеси извести, цемента, кварцевого песка и газообразователя, в качестве которого используется алюминиевая пудра (пусть последний компонент вас не пугает, поскольку он превращается в оксид алюминия и в готовом изделии его в восемь раз меньше, чем в кирпиче). В процессе взаимодействия с известью исходное сырье вспенивается, и выделяется водород, придающий материалу пористую структуру, после чего газобетон набирает прочность в автоклавах, в которых он находится при высокой температуре и повышенном давлении. Отсюда еще одно название газобетона – «автоклавный ячеистый бетон». Таким образом, производство газобетона – достаточно сложная технология (поэтому не встречается подделок данного материала), связанная с применением дорогого оборудования и осуществляемая под контролем всех этапов его получения. Поступающий на рынок материал всегда имеет сертификат соответствия. Газобетонные блоки бывают разного размера: 600 x 250 x 100 (200, 250, 350, 450, 500) мм.
Большое распространение в домашних слесарных мастерских получил алюминий (удельный вес 2,7 г/см2) и большинство его сплавов. О таких свойствах алюминия, как мягкость, легкость, довольно хорошая устойчивость к коррозии (благодаря тонкой серой защитной пленке, которая образуется на поверхности алюминия под воздействием влажного воздуха), знают, пожалуй, не только слесари, но даже домашние хозяйки. Алюминий очень легко поддается обработке в домашних условиях. Но есть и у него свои минусы – его трудно красить и еще труднее паять. А его способность противостоять коррозии снижается многократно, если он входит в соприкосновение во влажной среде с другими металлами, имеющими больший удельный вес, – бронзой, медью, сталью и пр.
Некоторые люди используют фильтры для воды. Это правильный путь, ведь воду надо очистить от таких веществ как хлор, тригалогенметаны, органические химикалии, полиароматические углеводороды, свинец, алюминий, кадмий и фторид. Вот только фильтры промышленного производства, доступные по цене, тоже не гарантируют 100 % очищения воды от примесей, которых в ней быть не должно. Однако отказываться от такой фильтрации не следует, пусть это станет первой ступенью преображения воды. Запомните: фильтры, которые вы используете, прежде всего не должны содержать синтетических материалов очистки. Существуют фильтры, очищающие воду при помощи двух разных минералов различных фракций, либо фильтры, изготовленные на основе активированного растительного угля с элементами серебра. Используя их один после другого, можно получить воду с высокой степенью механической очистки и обеззараженную серебром. К сожалению, все фильтры имеют одни и те же недостатки:
Опасайтесь подделок! Из любой высушенной травы, даже не лекарственной, но обладающей горечью, можно с помощью длительной варки и упаривания получить горькую черную вязкую массу, практически не отличимую от настоящего мумие. Распознать подделку можно только по запаху. Поэтому еще раз напомним, что приобретать препарат стоит только в аптеках. Сложность и изменчивость состава мумие в зависимости от вида не позволяют сейчас вывести его окончательную формулу. В целом же усредненная картина выглядит так. Объем неорганической части превышает органическую. Обычно в 2–4 раза. В органической части содержатся углерод (20–57 %), кислород (30–48 %), водород (4 – 18 %) и азот (3–8 %) в составе различных кислот, смол и белков; в неорганической части – минералы кальция, натрия, калия, магния и алюминия. Кроме того, в неорганической части присутствуют еще около 30 редкоземельных микроэлементов: рубидий, цезий, барий, стронций, олово, хром, сурьма и др. Количество каждого из них – от следов до долей процента, но именно этих веществ зачастую не хватает в нашем организме и мумие удовлетворяет потребность в них полностью.
Химические элементы используются человечеством в зависимости от хозяйственной ценности по отношению к материальным потребностям; доступностью извлечения и способности элементов концентрироваться в земной коре. Например, алюминий и титан практически не использовались до начала XX в., так как технология извлечения их из минерального сырья была сложной и дорогой для того уровня развития техники. Тогда как руды других металлов образуют месторождения с большими запасами и широко использовались еще в древности.
Приведенные выше данные о воздействии некоторых ионов металлов, входящих в состав имплантационных материалов, основаны на экспериментальных исследованиях и не всегда находят подтверждение в клинической практике. Это связано в первую очередь с низкой степенью диссоциации и высокой коррозийной устойчивостью материалов, например, алюмооксидной керамики. Применение изготовленных из неё имплантатов не приводит к повышению концентрации алюминия в тканях и органах, либо степень диффузии его ионов в окружающие ткани настолько ничтожна, что не оказывает токсического воздействия на окружающие ткани [Smith D.C. et al., 1997].
Бронза – сплав меди с другими (кроме цинка) цветными металлами: оловом, алюминием, никелем, кремнием, марганцем и др. Свойства и назначение бронзы различны в зависимости от химического состава. Бронзы подразделяются на алюминиевую, кремнистую, оловянистую, бериллиевую и др. Кадмиевая и бериллиевая бронзы имеют наиболее высокую механическую прочность. Бронзы весьма широко применяются при гравировании.
В результате выщелачивания образуется пульпа, продукты фильтрации которой – раствор и кек (твёрдый остаток). Экстракция, сорбция, электролиз – эти процессы используются для извлечения металлов из водных растворов, разделения компонентов растворов, концентрирования, очистки от примесей. Экстракция – перевод вещества из водного раствора в органическую фазу, не смешивающуюся с водной фазой (раствором). Сорбция – процесс извлечения веществ из раствора при помощи твёрдых ионообменных смол – ионитов. Электролиз – процесс осаждения металла из водного раствора на катоде под действием электрического тока (напр., так получают медь, никель, кобальт). Для ряда металлов электролиз проводят в расплаве солей (пирометаллургический процесс). Гидрометаллургия широко применяется в производстве более 70 цветных металлов, однако при этом пиро – и гидрометаллургические процессы совмещаются (производство алюминия, вольфрама, золота, урана, бериллия, редкоземельных и других металлов).
Для покрытия используют металлы, которые образуют на поверхности защитные пленки (хром, никель, цинк, кадмий, алюминий, золото, серебро, олово и некоторые другие). Наибольшее применение получил метод гальванотехники.
На фоне такого количества достоинств нельзя не упомянуть о главном недостатке алюминиевого профиля: контакт с другими материалами, особенно с медью, способен вызвать электрическую реакцию, влекущую за собой электрическую эрозию алюминия и возможное его полное разрушение.
Сегодня в мире производится несколько миллионов тонн соды в год. Карбонат натрия нашел применение в стеклоделии, производстве мыла и других моющих средств, целлюлозно-бумажной промышленности, технологическом процессе получения алюминия, а также при очистке нефтепродуктов.
Известны и термитные составы (рис. 2.5). В основе их действия лежит реакция «алюминотермии». Измельченный алюминий при этом вступает в соединение с окислами тугоплавких металлов с выделением большого количества тепла. Для военных целей порошок прессуют. Горящий термит разогревается до 3000 °C. При такой температуре растрескиваются бетон и кирпич.
Обычная столовая соль, которую покупают в магазинах, лишена сопутствующих элементов и может содержать добавки типа силиката алюминия, которые делают ее рыхлой, и, кроме того, алюминий был признан одним из главных виновников болезни Альцгеймера. Если на упаковке указано, что в состав соли входит алюминий, ни в коем случае не покупайте ее.
Конституционная вода является компонентом химического состава минералов, соединений, входя в них в виде гидроксильной группы ОН– (гидроксиды железа (Fe(OH)3, лимонит алюминия – Аl(ОН)3, гиббсит марганца – МnО(ОН), манганит; органоминеральные соединения; глинистые минералы). Выделяется эта вода в интервале высоких температур порядка от 165 °C до 175 °C, а для некоторых фракций воды от 400 °C до 800 °C в зависимости от состава вещества и сопровождается его распадом.
Глины богаты минеральными элементами, но они находятся в нерастворимой форме. При рН ниже 5 алюминий, а при рН ниже 3 железо и марганец (этих элементов в глине особенно много) переходят в почвенный раствор в чистом виде.
Сварка в защитных газах производится как неплавящимся, так и плавящимся электродом. Неплавящиеся электроды служат только для возбуждения и поддержания горения дуги. Для заполнения разделки кромок в зону дуги вводят присадочный металл в виде прутков или проволоки. Применяются такие неплавящиеся электроды: вольфрамовые, угольные и графитовые. Вольфрамовые электроды изготовляют из проволоки марки ВТ-15 диаметром 0,8-6 мм, содержащей 1,5-2,0 % диоксида тория. Торий способствует более легкому возбуждению и устойчивому горению дуги. Однако торий является радиоактивным веществом и его применение сопряжено с соблюдением специальных санитарных правил. Для сварки алюминия и его сплавов успешно применяют электроды из проволоки марки ВЛ-10 (вольфрам с присадкой лантана). Лантан снижает расход вольфрама и повышает устойчивость горения дуги. Расход вольфрама при сварке незначителен и составляет при сварочном токе 300-400 А около 0,05-0,06 г на метр сварного шва. Угольные и графитовые электроды применяют редко, так как они не обеспечивают достаточно устойчивое горение дуги и сварной шов получается пористым с темным налетом. Плавящиеся электроды применяют в виде соответствующей сварочной или порошковой проволок.
Более надежным является каркас из алюминия. Этот материал отличается достаточной прочностью и в то же время легкостью, пластичен и не поддается коррозии. Его нередко применяют в строительстве небольших теплиц и парников, однако стоимость алюминия выше, чем дерева или пластика.
Конструкции из алюминия служат более 80 лет и практически не требуют ремонта. Преимуществами алюминиевых окон является высокая прочность при низком удельном весе, устойчивость к коррозии, деформации, вредным воздействиям окружающей среды, возможность изготавливать окна очень больших размеров и любых форм, отсутствие ухода. По сравнению с другими типами окон алюминиевые обладают лучшей ремонтопригодностью.
В процессе сварки в СА могут переходить элементы (железо, марганец, кремний, кальций, калий, магний, натрий, титан, алюминий, хром, никель, фтор и др.), которые входят в состав электродов, флюсов, прутков и других сварочных материалов и основного металла.
Чистые, без всяких примесей глины представляют собой породы, состоящие из очень маленьких частиц (0,01 мм) пластинчатой формы. Это сложные химические соединения, в состав которых входят кремний, алюминий и вода, причем глиняные частицы не только могут включать в себя воду, но и удерживать ее вокруг себя в виде тонких прослоек.
Различие между живой и неживой природой отчетливо проявляется в их химическом составе. Так, земная кора на 90 % состоит из кислорода, кремния, алюминия и натрия (O, Si, Al, Na), а в живых организмах около 95 % составляют углерод, водород, кислород и азот (C, H, O, N). Кроме того, к этой группе макроэлементов относятся еще восемь химических элементов: Na – натрий, Cl – хлор, S – сера, Fe – железо, Mg – магний, P – фосфор, Ca – кальций, K – калий, содержание которых исчисляется десятыми и сотыми долями процента. В гораздо меньших количествах встречаются столь же необходимые для жизни микроэлементы: Cu – медь, Mn – марганец, Zn – цинк, Mo – молибден, Co – кобальт, F – фтор, J-йод и др.
6. Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторсодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений – фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.
Как показали проведенные испытания, состав известного антифриза характеризуется недостаточной коррозионной стойкостью по отношению к алюминию.
Глины богаты минеральными элементами, но они находятся в ней в нерастворимой форме. При рН ниже 5,0 алюминий, и при рН ниже 3 железо и марганец (этих элементов в глине особенно много) переходят в почвенный раствор в чистом виде. У растений есть порог фитотоксичности, то есть та концентрация химического элемента в почвенном растворе, которая вызывает отравление растения и даже его гибель. Этот порог для каждого химического элемента разный. У железа, например, он около 100 мг/м2, у алюминия – 1 мг/м2, у марганца – 50 мг/м2, то есть очень низкие пороги. (А теперь вспомните, как щедро вы при всяком случае поливаете свои растения марганцовокислым калием и замачиваете в нем семена и луковицы.) Чтобы растения чувствовали себя нормально на глинах, реакция рН должна быть выше 5,5. Торфяники богаты органикой, но почти не содержат минеральных элементов, поэтому их мало в почвенном растворе даже при высокой кислотности почвы, и те же самые растения на торфяниках могут расти при рН 5. Поэтому и требуется разная доза извести при раскислении почв разного механического состава.
Глины богаты минеральными элементами, но они находятся в ней в нерастворимой форме. При рН ниже 5,0 алюминий, и при рН ниже 3 железо и марганец (этих элементов в глине особенно много) переходят в почвенный раствор в чистом виде. У растений есть порог фитотоксичности, то есть та концентрация химического элемента в почвенном растворе, которая вызывает отравление растения и даже его гибель. Этот порог для каждого химического элемента разный. У железа, например, он около 100 мг/м2, у алюминия – 1 мг/м2, у марганца – 50 мг/м2, то есть очень низкие пороги. (А теперь вспомните, как щедро вы при всяком случае поливаете свои растения марганцовокислым калием и замачиваете в нем семена и луковицы.) Чтобы растения чувствовали себя нормально на глинах, реакция рН должна быть выше 5,5. Торфяники богаты органикой, но почти не содержат минеральных элементов, поэтому их мало в почвенном растворе даже при высокой кислотности почвы, и те же самые растения на торфяниках могут расти при рН 5. Поэтому и требуется разная доза извести при раскислении почв разного механического состава.
В ходе очистки в итоговом продукте становится больше органических частей: углерода, кислорода, водорода, азота, присутствующих в нем в виде различных кислот, белков и смол. Неорганические же части – минералы кальция, натрия, калия, магния, алюминия, рубидия, цезия, бария, олова, хрома, сурьмы и многого другого – частично выводятся.
Дюралюминий (сплав алюминия, меди и магния) широко применяется при изготовлении и остеклении окон большого размера, витражей и др. Алюминиевые изделия термостойкие и выдерживают температурные колебания от -80 до 300 °C. Кроме того, в них нет тяжелых металлов.
Алюминиевые профили, которые изготавливают из сплава алюминия с кремнием и магнием, делятся на «теплые», снабженные теплоизоляционными вставками, и «холодные», которые не имеют таких вставок. Для придания декоративного вида на них наносят порошковые покрытия, защитные пленки и др.
Зола (обозначается буквой «А») – это минеральная часть топлива, включающая оксиды кремния, железа, алюминия, а также соли щелочных и щелочноземельных металлов.
В последнее время медики изучают вклад алюминия в развитии болезни Альцгеймера. По полученным данным, при продолжительном приеме воды, в которой концентрация алюминия выше 0,5 мг/л, возрастает вероятность летального исхода этой болезни. А в питьевой воде Малой Вишеры (Новгородская область) было обнаружено содержание алюминия в пять раз больше установленных норм. Питье такой воды крайне негативно сказывается на центральной нервной и иммунной систем, особенно у детей.
Виктор Петрик, изучив все это, решил вместо пористого угля и оксида алюминия, которые применили исследователи ИОФ, использовать свои сверхчистую платину и УСВР.
Основным компонентом является минерал «монтмориоллонит», открытый в 1847 году во Франции, в городе Монтмориллон. Поэтому бентониты часто называют мориллонитовыми глинами, а слагающие их минералы – минералами монтмориллонитовой группы. Два других минерала, по сути, представляют собой минерал монтмориллонит, в котором алюминий частично или полностью заменен магнием (сапонит) или железом.
Значительную опасность для природных вод представляют атмосферные осадки, содержащие большое количество загрязняющих веществ. Так, например, при выпадении кислотных дождей, содержащих повышенные количества соединений серы и азота, в подземных водах резко повышается содержание металлов, в частности свинца, меди, цинка, кадмия и особенно алюминия, который поступает через корневые системы в древесные ткани и оказывает токсическое или даже летальное действие на растения. Другие примеры воздействия кислотных дождей на природные воды приведены в разделе 2.1. Важным источником загрязнения континентальных природных вод следует считать речной транспорт, с которого поступает вода машинных отделений, содержащие нефтепродукты, отработанные масла и канцерогенные полициклические углеводороды, а также хозяйственно-бытовые стоки, сухой мусор с судов, другие жидкие и твердые отходы. Несравнимо больший вред в деле загрязнения вод наносит морской транспорт, прежде всего нефтеналивной. К числу наиболее опасных загрязнителей морей и океанов относятся нефть и нефтепродукты. Половина общего загрязнения ими Мирового океана приходится на танкерный флот, причем около 10% от всего поступления – на аварии танкеров. На региональном уровне крупные разливы нефти означают экологическую катастрофу, которая сопровождается упадком рыболовства, массовой гибелью птиц и морских животных. По оценкам специалистов, в настоящее время нефтью и нефтепродуктами загрязнено около 20% поверхности воды Мирового океана. Значительное количество нефти выбрасывается на берег, это нарушает прибрежные экосистемы, играющие важную роль при очистке воды. Определенная часть нефти при этом попадает в грунтовые воды, проникая в конечном итоге в источники пресной воды, причем содержание нефти даже в количестве 0,005% делает воду непригодной для питья.
Если на вашем садовом участке давно ничего не произрастало, он не использовался для сельскохозяйственных нужд, значит, скорее всего, вам придется улучшать (мелиорировать) почву, чтобы она была пригодна для посадки растений. При долговременном переувлажнении почва обычно накапливает большое количество кислого гумуса и закисных подвижных соединений алюминия, марганца и железа. А если участок расположен неподалеку от крупного населенного пункта или промышленного предприятия, то существует еще и опасность накопления в почве различных тяжелых металлов (кадмия, никеля, ртути, свинца).
Установлено, что кремний участвует в обмене фтора, магния, алюминия и других минеральных соединений, но особенно тесно взаимодействует со стронцием и кальцием. Один из механизмов воздействия кремния состоит в том, что благодаря своим химическим свойствам он создает электрические заряженные коллоидные системы, которые обладают свойством адсорбировать вирусы и болезнетворные микроорганизмы, несвойственные человеку.
Лечебные свойства минерала обусловлены его цветом и блеском. А что такое цвет и блеск? Эффекты поглощения и преломления света. Именно они в первую очередь определяют окраску минерала, а вовсе не химические элементы, входящие в состав камня. Разумеется, есть исключения. Например, бирюзе и малахиту зеленый цвет придает медь. А иногда цвет определяется ионизирующим излучением, которому подвергался минерал в процессе образования. В пределах одного вида нередко встречаются экземпляры разных цветов. Так, минерал корунд, который по своему химическому составу является окисью алюминия, имеет две разновидности: рубин (кроваво-красные экземпляры) и сапфир (синие). Цвет камня, воспринимаемый нашим органом зрения, зависит от того, какие лучи спектра при прохождении света сквозь минерал поглотились. Каждый камень поглощает лучи определенной длины волны. В результате из камня выходит световой луч, который был преломлен.
Разработаны главные показатели качества питьевой воды. Это органолептические показатели, которые определяют привкус, запах, цвет, мутность воды, микробиологические показатели (термотолерантные колиформные бактерии). Токсикологические показатели определяют наличие в воде алюминия, фенолов, свинца, мышьяка, пестицидов. Показатели, которые указывают на химические вещества, образующиеся при обработке воды (остаточный хлор, хлороформ, серебро). Кроме того, есть показатели, которые влияют на органолептические свойства воды (рН, марганец, общая жесткость, нефтепродукты, кальций, железо, нитраты).
Все конструкционные материалы можно условно разделить на хрупкие и пластичные. К пластичным материалам относятся: стали определенных марок, алюминий, медь и др. Для жестяницких изделий в подавляющем случаев используются пластичные материалы.
Из легирующих примесей сильным графитизатором является алюминий. Выделению графита способствуют также никель, кобальт, медь, титан. Хром, ванадий и молибден, препятствуя распаду карбида железа, действуют как размельчители зерна.
а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ э ю я