Keď sa zamyslíme nad každodennými materiálmi, hliník často prichádza na myseľ kvôli jeho širokému použitiu vo výrobkoch od plechoviek od sódy až po lietadlá. To však vyvoláva zásadnú otázku: Je hliník kov? Odpoveď je jednoznačná áno-hliník je skutočne kov. Avšak, dôvody tejto klasifikácie, jedinečné vlastnosti hliníka, a jeho rôzne aplikácie v rôznych priemyselných odvetviach si vyžadujú hlbšie preskúmanie.
Fakt | Popis |
---|---|
Zrkadlá | Pri výrobe zrkadiel sa používa tenká vrstva hliníka |
Syntetické drahokamy | Používa sa na výrobu syntetických rubínov a zafírov |
Ročné topenie | O 41 každý rok sa roztaví milión ton hliníka |
Zníženie energie vo výrobe | Energia potrebná na výrobu hliníka sa znížila o 70% v poslednom 100 rokov |
Washingtonov pamätník | Vrchná časť je zakončená hliníkovou pyramídou |
Predtým, ako sa ponoríme do vlastností hliníka, najprv pochopme, čo kvalifikuje látku ako kov. Kovy sú zvyčajne definované súborom fyzikálnych a chemických vlastností. Nižšie je uvedená tabuľka zhrňujúca kľúčové vlastnosti kovov:
Nehnuteľnosť | Popis |
Vodivosť | Kovy sú vynikajúcimi vodičmi elektriny a tepla vďaka voľnému pohybu elektrónov v ich atómovej štruktúre. |
Kujnosť | Kovy môžu byť tepané alebo valcované do tenkých plechov bez toho, aby sa lámali, vďaka čomu sú ideálne pre rôzne priemyselné aplikácie. |
Ťažnosť | Kovy sa dajú natiahnuť do drôtov bez prasknutia, ďalší atribút, ktorý pridáva na ich všestrannosti. |
Lesk | Kovy majú lesklý vzhľad, čo je spôsobené ich schopnosťou odrážať svetlo. |
Hustota | Kovy majú vo všeobecnosti vysokú hustotu, čo znamená, že sú na svoju veľkosť zvyčajne ťažké. |
Pevnosť | Kovy sú pevné a odolné voči vonkajším silám, vďaka čomu sú vhodné na konštrukčné a stavebné účely. |
Odolnosť proti korózii | Zatiaľ čo niektoré kovy môžu korodovať, mnohé z nich majú vysokú odolnosť voči korózii alebo môžu byť ošetrené na zvýšenie ich odolnosti. |
Magnetizmus | Niektoré kovy, najmä železo, sú magnetické, hoci nie všetky kovy vykazujú magnetické vlastnosti. |
Hliník patrí do kategórie kovov, pretože vykazuje všetky základné vlastnosti kovov, hoci s niektorými jedinečnými variáciami, vďaka ktorým je mimoriadne cenný. Tu je bližší pohľad na to, ako sa hliník zhoduje so všeobecnými vlastnosťami kovov:
Nehnuteľnosť | Vlastnosti hliníka |
Vodivosť | Hliník je dobrý vodič elektriny a často sa používa v elektrických prenosových vedeniach, na druhom mieste po medi z hľadiska elektrickej vodivosti medzi kovmi. |
Kujnosť | Hliník je vysoko kujný, umožňujúce jeho ľahké zvinutie do tenkých plátov alebo fólií. |
Ťažnosť | Hliník je možné vtiahnuť do drôtov, preto sa často používa v elektrických rozvodoch a pri výrobe jemných drôtených výrobkov. |
Lesk | Čerstvo narezaný hliník má jas, strieborno-biely lesk, hoci môže oxidovať a získať matnejší vzhľad, ak nie je ošetrený alebo potiahnutý. |
Hustota | Hliník je v porovnaní s inými kovmi ľahký, vďaka čomu je mimoriadne cenný v odvetviach, kde je hmotnosť kritickým faktorom, ako napríklad v leteckom inžinierstve. |
Pevnosť | Zatiaľ čo čistý hliník nie je taký pevný ako niektoré iné kovy, jeho pevnosť môže byť výrazne zvýšená legovaním s inými prvkami, ako je horčík, meď, alebo zinok. |
Odolnosť proti korózii | Hliník prirodzene vytvára tenkú vrstvu oxidu, keď je vystavený vzduchu, ktorý ho chráni pred ďalšou koróziou, vďaka čomu je ideálny pre vonkajšie a námorné aplikácie. |
Magnetizmus | Hliník je nemagnetický, čo ho robí užitočným v aplikáciách, kde sa musí zabrániť magnetickému rušeniu, ako v elektronických zariadeniach. |
Hliník je umiestnený v skupine 13 periodickej tabuľky, kde je klasifikovaný ako kov po prechode. Má atómové číslo 13 a symbol Al. Elektrónová konfigurácia hliníka je [áno] 3s²3p¹, čo znamená, že má tri valenčné elektróny, ktoré sa môžu ľahko stratiť a vytvoriť kladné ióny (Al³⁺), charakteristické správanie kovov.
Nižšie je uvedená tabuľka zdôrazňujúca základné atómové vlastnosti hliníka:
Nehnuteľnosť | Hodnota |
Atómové číslo | 13 |
Atómová hmotnosť | 26.98 u |
Elektrónová konfigurácia | [áno] 3s²3p¹ |
Skupina v periodickej tabuľke | Skupina 13 |
Hustota | 2.70 g/cm³ |
Bod topenia | 660.3°C |
Bod varu | 2519°C |
Hliník nebol vždy všadeprítomným materiálom, akým je dnes. v skutočnosti, kedysi sa považovalo za vzácnejšie ako zlato. V 19. storočí, proces získavania hliníka z jeho rudy, bauxit, bol nákladný a náročný na prácu, čo robí tento kov mimoriadne vzácnym a cenným. Avšak, s vývojom Hall-Héroultovho procesu v r 1886, čím bola extrakcia hliníka efektívnejšia, kov sa stal oveľa dostupnejším.
Vlastnosti hliníka z neho robia ideálny materiál pre širokú škálu aplikácií. Nižšie je uvedená tabuľka, ktorá načrtáva niektoré z kľúčových priemyselných odvetví, kde je hliník nenahraditeľný:
priemysel | Aplikácia |
Letectvo a kozmonautika | Hliník sa vo veľkej miere používa pri konštrukcii lietadiel vďaka svojej nízkej hmotnosti a pevnosti, ktoré prispievajú k úspore paliva a celkovému výkonu. |
Automobilový priemysel | Hliník sa používa v rámoch vozidiel, komponenty motora, a kolesá, pomáha znižovať hmotnosť vozidiel, čo zlepšuje palivovú účinnosť a znižuje emisie. |
Stavebníctvo | hliník is used in window frames, strešná krytina, a vlečka vďaka svojej odolnosti, odolnosť proti korózii, a estetickú príťažlivosť. |
Balenie | hliník is commonly used in beverage cans, fóliové zábaly, a nádoby na potraviny vďaka svojej netoxickej povahe a vynikajúcim bariérovým vlastnostiam proti svetlu, kyslík, a vlhkosťou. |
Elektrické | Hliník sa používa v elektrických vedeniach, káblov, a elektronické súčiastky vďaka svojej dobrej vodivosti a nízkej hmotnosti. |
Marine | Hliník sa používa pri stavbe lodí a člnov kvôli jeho odolnosti voči korózii, najmä v prostredí so slanou vodou. |
Spotrebný tovar | Hliník sa používa v rôznych domácich predmetoch, vrátane kuchynského náčinia, spotrebičov, a elektronické prístroje, vďaka svojej odolnosti a estetickým vlastnostiam. |
Zatiaľ čo čistý hliník sa používa v mnohých aplikáciách, často sa leguje s inými kovmi, aby sa zlepšili jeho vlastnosti. Medzi bežné legujúce prvky patrí horčík, meď, mangán, kremík, a zinok. Tieto hliníkové zliatiny sú kategorizované do rôznych sérií, každý so špecifickými vlastnosťami vhodnými pre rôzne aplikácie.
Séria zliatin | Primárny legovací prvok(s) | Kľúčové vlastnosti | Bežné aplikácie |
1000 séria | Čistý hliník (99% alebo viac) | Vynikajúca odolnosť proti korózii, vysoká tepelná a elektrická vodivosť | Elektrické vodiče, tepelné výmenníky, chemické zariadenia |
2000 séria | Meď | Vysoká pevnosť, dobrá opracovateľnosť, menej odolné voči korózii | Konštrukcie lietadiel, rámy nákladných áut |
3000 séria | mangán | Dobrá odolnosť proti korózii, stredná sila, dobrá spracovateľnosť | Kuchynské potreby, tlakové nádoby, skladovanie chemikálií |
5000 séria | magnézium | Vysoká pevnosť, dobrá odolnosť proti korózii, zvárateľné | Námorné aplikácie, automobilové panely, tlakové nádoby |
6000 séria | Horčík a kremík | Vyvážená pevnosť a odolnosť proti korózii, vynikajúca opracovateľnosť a zvárateľnosť | Konštrukčné komponenty, architektonické aplikácie |
7000 séria | Zinok | Veľmi vysoká pevnosť, menej odolné voči korózii, často používané v lietadlách | Letecké aplikácie, športové vybavenie |
Jedným z najpozoruhodnejších aspektov hliníka je jeho recyklovateľnosť. Hliník je možné recyklovať donekonečna bez straty jeho vlastností, čo z neho robí jeden z najudržateľnejších dostupných materiálov. Recyklácia hliníka vyžaduje len o 5% energie použitej na výrobu primárneho hliníka z bauxitu, čo výrazne znižuje environmentálnu stopu.
Tu je porovnanie energetických požiadaviek medzi výrobou primárneho hliníka a recykláciou:
Proces | Spotreba energie (MJ/kg) | Emisie CO₂ (kg CO₂/kg) | Miera recyklácie |
Primárna výroba | 190-220 | 11-13 | ~30-35% |
Recyklácia | 10-15 | 0.6-0.8 | ~90-95% |
Copyright © Huasheng Aluminium 2023. Všetky práva vyhradené.