一、概況
銀白色輕金屬。有延性和展性。商品常制成棒狀、片狀、箔狀、粉狀、帶狀和絲狀。在潮濕空氣中能形成一層防止金屬腐蝕的氧化膜。鋁粉和鋁箔在空氣中加熱能猛烈燃燒,并發(fā)出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、鹽酸、氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液,不溶于水。相對(duì)密度2.70。熔點(diǎn)660℃。沸點(diǎn)2327℃。鋁元素在地殼中的含量?jī)H次于氧和硅,居第三位,是地殼中含量最豐富的金屬元素。航空、建筑、汽車(chē)三大重要工業(yè)的發(fā)展,要求材料特性具有鋁及其合金的獨(dú)特性質(zhì),這就大大有利于這種新金屬鋁的生產(chǎn)和應(yīng)用。 應(yīng)用極為廣泛。
二、性質(zhì)
1.鋁為銀白色輕金屬。有延展性。商品常制成棒狀、片狀、箔狀、粉狀、帶狀和絲狀。在潮濕空氣中能形成一層防止金屬腐蝕的氧化膜。鋁粉和鋁箔在空氣中加熱能猛烈燃燒,并發(fā)出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、鹽酸、氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液,不溶于水。相對(duì)密度2.70。熔點(diǎn)660℃。沸點(diǎn)2327℃。以其輕、良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能、高反射性和耐氧化而被廣泛使用。做日用皿器的鋁通常叫“鋼精”或“鋼種”。
2.由于鋁的活潑性強(qiáng),不易被還原,因而它被發(fā)現(xiàn)的較晚。1800年意大利物理學(xué)家伏特創(chuàng)建電池后,1808~1810年間英國(guó)化學(xué)家戴維和瑞典化學(xué)家貝齊里烏斯都曾試圖利用電流從鋁釩土中分離出鋁,但都沒(méi)有成功。貝齊里烏斯卻給這個(gè)未能取得的金屬起了一個(gè)名字alumien。這是從拉丁文alumen來(lái)。該名詞在中世紀(jì)的歐洲是對(duì)具有收斂性礬的總稱(chēng),是指染棉織品時(shí)的媒染劑。鋁后來(lái)的拉丁名稱(chēng)aluminium和元素符號(hào)Al正是由此而來(lái)。1825年丹麥化學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)表實(shí)驗(yàn)制取鋁的經(jīng)過(guò)。1827年,德國(guó)化學(xué)家武勒重復(fù)了奧斯特的實(shí)驗(yàn),并不斷改進(jìn)制取鋁的方法。1854年,德國(guó)化學(xué)家德維爾利用鈉代替鉀還原氯化鋁,制得成錠的金屬鋁。
三、元素用途
物質(zhì)的用途在很大程度上取決于物質(zhì)的性質(zhì)。因?yàn)殇X有多種優(yōu)良性能,所以鋁有著極為廣泛的用途。
1.鋁的密度很小,僅為2.7 g/cm,雖然它比較軟,但可制成各種鋁合金,如硬鋁、超硬鋁、防銹鋁、鑄鋁等。這些鋁合金廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車(chē)、火車(chē)、船舶等制造工業(yè)。此外,宇宙火箭、航天飛機(jī)、人造衛(wèi)星也使用大量的鋁及其鋁合金。例如,一架超音速飛機(jī)約由70%的鋁及其鋁合金構(gòu)成。船舶建造中也大量使用鋁,一艘大型客船的用鋁量常達(dá)幾千噸。
2.鋁的導(dǎo)電性?xún)H次于銀、銅,雖然它的導(dǎo)電率只有銅的2/3,但密度只有銅的1/3,所以輸送同量的電,鋁線(xiàn)的質(zhì)量只有銅線(xiàn)的一半。鋁表面的氧化膜不僅有耐腐蝕的能力,而且有一定的絕緣性,所以鋁在電器制造工業(yè)、電線(xiàn)電纜工業(yè)和無(wú)線(xiàn)電工業(yè)中有廣泛的用途。
3.鋁是熱的良導(dǎo)體,它的導(dǎo)熱能力比鐵大3倍,工業(yè)上可用鋁制造各種熱交換器、散熱材料和炊具等。
4.鋁有較好的延展性(它的延展性?xún)H次于金和銀),在100 ℃~150 ℃時(shí)可制成薄于0.01 mm的鋁箔。這些鋁箔廣泛用于包裝香煙、糖果等,還可制成鋁絲、鋁條,并能軋制各種鋁制品。
5.鋁的表面因有致密的氧化物保護(hù)膜,不易受到腐蝕,常被用來(lái)制造化學(xué)反應(yīng)器、醫(yī)療器械、冷凍裝置、石油精煉裝置、石油和天然氣管道等。
6.鋁粉具有銀白色光澤(一般金屬在粉末狀時(shí)的顏色多為黑色),常用來(lái)做涂料,俗稱(chēng)銀粉、銀漆,以保護(hù)鐵制品不被腐蝕,而且美觀(guān)。
7.鋁在氧氣中燃燒能放出大量的熱和耀眼的光,常用于制造爆炸混合物,如銨鋁炸藥(由硝酸銨、木炭粉、鋁粉、煙黑及其他可燃性有機(jī)物混合而成)、燃燒混合物(如用鋁熱劑做的炸彈和炮彈可用來(lái)攻擊難以著火的目標(biāo)或坦克、大炮等)和照明混合物(如含硝酸鋇68%、鋁粉28%、蟲(chóng)膠4%)。
8.鋁熱劑常用來(lái)熔煉難熔金屬和焊接鋼軌等。鋁還用做煉鋼過(guò)程中的脫氧劑。鋁粉和石墨、二氧化鈦(或其他高熔點(diǎn)金屬的氧化物)按一定比率均勻混合后,涂在金屬上,經(jīng)高溫煅燒而制成耐高溫的金屬陶瓷,它在火箭及導(dǎo)彈技術(shù)上有重要應(yīng)用。
9.鋁板對(duì)光的反射性能也很好,反射紫外線(xiàn)比銀強(qiáng),鋁越純,其反射能力越好,因此常用來(lái)制造高質(zhì)量的反射鏡,如太陽(yáng)灶反射鏡等。
10.鋁具有吸音性能,音響效果也較好,所以廣播室、現(xiàn)代化大型建筑室內(nèi)的天花板等也采用鋁。
11.耐低溫,鋁在溫度低時(shí),它的強(qiáng)度反而增加而無(wú)脆性,因此它是理想的用于低溫裝置材料,如冷藏庫(kù)、冷凍庫(kù)、南極雪上車(chē)輛、氧化氫的生產(chǎn)裝置。
12.是兩性氧化物。
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