Ek wil alles weet

Aluminium

Pin
Send
Share
Send


aluminium (of aluminium) (chemiese simbool al, atoomgetal is 13) is 'n sagte, liggewig metaal met 'n silwer voorkoms en die vermoë om korrosie te weerstaan. Dit is die algemeenste metaalelement in die aardkors (geskat op tussen 7,5 en 8,1 persent). Die vrye element, wat selde in die natuur aangetref word, kom voor in suurstoftekorte omgewings soos vulkaniese modder. Die belangrikste erts daarvan is bauxiet. Of dit gemeet word aan hoeveelheid of waarde, die globale gebruik van aluminium is groter as die van enige ander metaal behalwe yster, en dit is belangrik in feitlik alle dele van die wêreldekonomie.

Strukturele komponente van aluminium en sy legerings is van uiterste belang vir die lugvaartbedryf en is baie belangrik op ander gebiede van vervoer en gebou. Boonop word aluminium en sy legerings gebruik in verpakking, kookgerei, elektriese transmissielyne, watersuiweringsprosesse, elektroniese toestelle en kompakte skywe, verf en pirotegniek. Aluminiumverbindings dien ook vir 'n wye verskeidenheid doeleindes. Byvoorbeeld, aluminiummonmoniumsulfaat is 'n kleurmiddel wat gebruik word vir watersuiwering en rioolwaterbehandeling; aluminiumasetaatoplossing is 'n smerende middel; aluminiumchloried word gebruik in verf en anti-transpirante; en aluminiumboraat, fosfaat en fluorsilikaat word gebruik in die vervaardiging van glas en keramiek. Tog is aluminium een ​​van die min volop elemente wat skynbaar geen voordelige biologiese rol speel nie; 'n klein persentasie mense is allergies daarvoor.

Geskiedenis

Antieke Grieke en Romeine het aluminiumsoute gebruik as kleefmiddels vir die kleur en smerende middels om wonde aan te trek. Aluminium (kaliumaluminiumsulfaat of 'n verwante sout) word steeds as 'n styptikum gebruik. In 1761 stel Guyton de Morveau voor dat hy die basisalum genoem word alumine. In 1808 identifiseer Humphry Davy die bestaan ​​van 'n metaalbasis van aluin wat hy aanvanklik benoem het Aluminium en later aluminium (sien Spellinggedeelte hieronder).

Friedrich Wöhler word meestal gekrediteer met isolerende aluminium (Latyn alumen, alun) in 1827 deur watervrye aluminiumchloried met kalium te meng. Die metaal is egter vir die eerste keer twee jaar tevore deur die Deense fisikus en chemikus Hans Christian Ørsted vervaardig (hoewel in onsuiwer vorm). Daarom kan Ørsted ook gelys word as die ontdekker van die metaal.1 Pierre Berthier het verder aluminium in bauxieterts ontdek en dit suksesvol onttrek.2 Die Fransman Henri Etienne Sainte-Claire Deville het Wöhler se metode in 1846 verbeter en sy verbeterings in 'n boek in 1859 beskryf. Die belangrikste hiervan was die vervanging van natrium deur die aansienlik duurder kalium.3

Die standbeeld Eros in Piccadilly Circus Londen, gebou in 1893, en is een van die eerste standbeelde wat in aluminium gegiet is.

Voor die ontwikkeling van metodes om aluminium in groot hoeveelhede te suiwer, is dit as 'n waardevoller metaal as goud beskou. Daar word beweer dat Napoleon III, die keiser van Frankryk, 'n banket aangebied het waar die beste gaste aluminiumgereedskap gekry het, terwyl die ander gaste met goud moes sorg.45

Aluminium is gekies as die materiaal wat in 1884 vir die toppunt van die Washington Monument gebruik sou word, 'n tyd toe 'n enkele gram (30 gram) van die stof die daaglikse loon van 'n gewone werker vir die projek gekos het.6 Dit het ongeveer dieselfde waarde as silwer gehad.

In 1886 het die Amerikaner Charles Martin Hall van Oberlin, Ohio aansoek gedoen om 'n patent (Amerikaanse patent 400664 (PDF)) vir 'n elektrolitiese proses om aluminium te onttrek met dieselfde tegniek wat onafhanklik ontwikkel is deur die Fransman Paul Héroult in Europa. Die uitvinding van die Hall-Héroult-proses in 1886 het die onttrekking van aluminium uit minerale goedkoper gemaak, en dit is nou die belangrikste metode wat wêreldwyd gebruik word. Die Hall-Heroult-proses kan egter nie Super Purity Aluminium direk produseer nie. Na goedkeuring van sy patent in 1889, het Hall met die finansiële steun van Alfred E. Hunt van Pittsburgh, PA, die Pittsburgh Reduction Company begin, wat in 1907 hernoem is na die Aluminium Company of America en later tot Alcoa verkort is.

Duitsland word die wêreldleier in aluminiumproduksie kort na Adolf Hitler se opkoms tot krag. Teen 1942 het nuwe hidro-elektriese kragprojekte soos die Grand Coulee-dam egter aan die Verenigde State iets gegee waarteen Nazi-Duitsland nie kon meeding nie, mits hulle voldoende opwekkingsvermoë het om genoeg aluminium te vervaardig om sestigduisend oorlogsvliegtuie in vier jaar te vervaardig.

Merkwaardige eienskappe

Fisiese eienskappe

In die periodieke tabel is aluminium geleë in groep 13 (voormalige groep 3A), tussen boor en gallium. Boonop lê dit in periode 3, tussen magnesium en silikon. Dit word beskou as 'n lid van die 'arme metaal' groep chemiese elemente.7 Dit is nie-giftig, nie-magneties en nie-parkeer. Die atome in die metaal is in 'n gesiggesentreerde kubieke struktuur gerangskik.

Aluminium is een van die min metale wat die fyn silweragtige weerkaatsing in fyn poeiervorm behou, wat dit 'n belangrike komponent van silwerverf maak. Suiwer aluminium dien as 'n uitstekende weerkaatser (ongeveer 99%) van sigbare lig en 'n goeie weerkaatser (ongeveer 95%) infrarooi. Dit is 'n goeie termiese en elektriese geleier, gewig beter as koper. Dit kan 'n supergeleier wees met 'n kritiese temperatuur van 1,2 Kelvin.

Hierdie metaal het ongeveer 'n derde van die digtheid en styfheid van staal. Dit is smeebaar en maklik vervaardig, gegiet en uitgedruk. Die opbrengsterkte van suiwer aluminium is 7-11 MPa, terwyl aluminiumlegerings opbrengsterktes van 200 tot 600 MPa het.8 Suiwer aluminium het ook 'n lae treksterkte, maar die legerings toon 'n beduidende verbetering in meganiese eienskappe, veral as dit gehard is.

Chemiese eienskappe

Aluminium is baie bestand teen korrosie as gevolg van 'n dun oppervlaklaag aluminiumoksied wat vorm wanneer die metaal aan lug blootgestel word, wat verdere oksidasie voorkom. Die sterkste aluminiumlegerings is minder korrosiebestand as gevolg van galvaniese reaksies met gelegeerde koper.9

Wanneer aluminium met ander elemente gekombineer word, kan verskillende oksidasie-toestande hê: +1, +2 en +3. Hiervan is die +3 oksidasie-staat die algemeenste.

Oksidasie staat een:10

  • AlH word geproduseer as aluminium by 1500 ° C verhit word in 'n waterstofatmosfeer.
  • al2O word gemaak deur die normale oksied te verhit, Al2O3, met silikon by 1800 ° C in 'n vakuum.
  • al2S kan gemaak word deur Al te verhit2S3 met aluminiumskaafsels by 1300 ° C in 'n vakuum. Dit breek vinnig op om die beginmateriaal te regenereer. Die selenied word parallel gemaak.
  • AlF, AlCl en AlBr bestaan ​​in die gasfase wanneer die ooreenstemmende tri-halied met aluminium verhit word.

Oksidasie toestand twee:

  • Aluminiummonoksied, AlO, is teenwoordig wanneer aluminiumpoeier in suurstof verbrand.

Oksidasie toestand drie:

Hierdie koelkas is van geanodiseerde aluminium.
  • Volgens Fajans se reëls is die eenvoudige trivalente katioon Al3+ Daar word nie verwag dat dit in watervrye soute of in binere verbindings soos Al gevind sal word nie2O3. Die hidroksied is 'n swak basis en aluminiumsoute met swak sure, soos karbonaat, kan nie berei word nie. Die soute van sterk sure, soos nitraat, is stabiel en oplosbaar in water, en vorm hidrate met minstens ses molekules kristalwater.
  • Aluminiumhidried, (AlH3)N, kan van trimetielaluminium en 'n oormaat waterstof geproduseer word. Dit brand ontplofbaar in die lug. Dit kan ook berei word deur die werking van aluminiumchloried op litiumhidried in eteroplossing, maar kan nie vry van die oplosmiddel geïsoleer word nie.
  • Aluminiumkarbied, Al4C3 word gemaak deur 'n mengsel van die elemente bo 1000 ° C te verhit. Die liggeel kristalle het 'n komplekse roosterstruktuur en reageer met water of verdunde sure om metaan te gee. Die asetielied, Al2(C2)3, word gemaak deur asetileen oor verhitte aluminium te plaas.
  • Aluminiumnitride, AlN, kan van die elemente by 800 ° C vervaardig word. Dit word deur water gehidroliseer om ammoniak en aluminiumhidroksied te vorm.
  • Aluminiumfosfied, AlP, word op dieselfde manier vervaardig en hidroliseer om fosfien te gee.
  • Aluminiumoksied, Al2O3, kom natuurlik voor as korund, en kan gemaak word deur aluminium in suurstof te verbrand of deur die hidroksied, nitraat of sulfaat te verhit. As 'n edelsteen word die hardheid daarvan slegs deur diamant, boornitrid en karborundum oorskry. Dit is byna onoplosbaar in water.
  • Aluminiumhidroksied kan berei word as 'n gelatienagtige neerslag deur ammoniak by 'n waterige oplossing van 'n aluminiumsout te voeg. Dit is amfoteries, is beide 'n baie swak suur en vorm alkalieë met aluminate. Dit bestaan ​​in verskillende kristalvorme.
  • Aluminiumsulfied, Al2S3, kan berei word deur waterstofsulfied oor aluminiumpoeier te laat gaan. Dit is polimorf.
  • Aluminiumjodied, (AlI3)2, is 'n dimeer met toepassings in organiese sintese.
  • Aluminiumfluoried, AlF3, word gemaak deur die hidroksied met HF te behandel, of kan van die elemente gemaak word. Dit bestaan ​​uit 'n reuse-molekule wat sublimeer sonder om by 1291 ° C te smelt. Dit is baie inert. Die ander trihaliede is dimeries met 'n brugagtige struktuur.
  • Aluminiumfluoried / waterkomplekse: Wanneer aluminium en fluoried saam in 'n waterige oplossing is, vorm dit maklik komplekse ione soos AlF (H)2O)5+2, AlF3(H2O)30, AlF6-3. Hiervan is AlF6-3 is die stabielste. Dit word verklaar deur die feit dat aluminium en fluoried, wat albei baie kompakte ione is, presies bymekaar pas om die oktaedraal-aluminiumhexafluoride-kompleks te vorm. Wanneer aluminium en fluoried saam in water is in 'n molêre verhouding van 1: 6, is AlF6-3 is die algemeenste vorm, selfs in 'n redelike lae konsentrasie.
  • Organo-metaalverbindings met empiriese formule AlR3 bestaan ​​en, indien nie ook reuse-molekules nie, is dit ten minste dimers of trimere. Dit gebruik sommige organiese sintese, byvoorbeeld trimetielaluminium.
  • Alumino-hidriede van die mees elektropositiewe elemente is bekend, waarvan die lithium-aluminiumhidried die beste is, LiAlH4. Dit ontbind in litiumhidried, aluminium en waterstof wanneer dit verhit word, en word deur water gehidroliseer. Dit het baie gebruike in organiese chemie, veral as 'n reduseermiddel. Die aluminohaliede het 'n soortgelyke struktuur.

Clusters

In die joernaal Wetenskap op 14 Januarie 2005 is berig dat groepe van 13 aluminiumatome (Al13) is gemaak om op te tree soos 'n jodiumatoom; en 14 aluminiumatome (Al14) gedra hom soos 'n aardalkoomatoom. Die navorsers het ook 12 jodiumatome aan 'n Al gebind13 groepering om 'n nuwe klas polioiodied te vorm. Volgens hierdie ontdekking lei dit tot die moontlikheid van 'n nuwe karakterisering van die periodieke tabel: superatome. Die ondersoekspanne is gelei deur Shiv N. Khanna (Virginia Commonwealth University) en A. Welford Castleman, Jr (Penn State University).11

Isotope

Aluminium het baie isotope, waarvan net 27Al (stabiele isotoop) en 26Al (radioaktiewe isotoop, t1/2 = 7.2 × 105 y) kom natuurlik voor. Die 27Al isotoop het 'n natuurlike oorvloed van 99,9+ persent. 26Al word geproduseer uit argon in die atmosfeer deur spallasie wat deur kosmiese straal protone veroorsaak word. Isotope van aluminium het praktiese toepassing gevind in die datering van mariene sedimente, mangaanknoppies, ys, kwarts in rotsblootstellings en meteoriete. Die verhouding van 26Al na 10Be is gebruik om die rol van vervoer, afsetting, opberging van die sediment, begraftye en erosie op 10 te bestudeer5 tot 106 jaar tydskale.

kosmogeniese 26Al is die eerste keer toegepas in studies oor die Maan en meteoriete. Meteorietfragmente word tydens vertrek van hul ouerliggame blootgestel aan intense kosmiese straalbombardement tydens hul reis deur die ruimte, wat aansienlike 26Al produksie. Nadat dit na die aarde geval het, beskerm die atmosfeerbeskerming die meteorietfragmente verder 26Alproduksie, en die verval daarvan, kan dan gebruik word om die aardse ouderdom van die meteoriet te bepaal. Meteorietnavorsing het dit ook getoon 26Al was relatief volop ten tyde van die vorming van ons planeetstelsel. Baie navorsers wat meteoriete bestudeer, glo dat die energie wat vrygestel word deur die verval van 26Al was verantwoordelik vir die smelt en differensiasie van sommige asteroïdes ná die vorming daarvan 4,55 miljard jaar gelede.12

Produksie en verfyning van aluminiummetaal

Aluminium is 'n reaktiewe metaal wat moeilik is om uit erts, aluminiumoksied te onttrek (Al2O3). Direkte reduksie - byvoorbeeld met koolstof - is nie ekonomies lewensvatbaar nie, aangesien aluminiumoksied 'n smeltpunt van ongeveer 2000 ° C het. Daarom word dit onttrek deur elektrolise; dit wil sê, die aluminiumoksied word opgelos in gesmelte kryoliet en dan verminder tot die suiwer metaal. Deur die proses is die werkingstemperatuur van die reduksieselle ongeveer 950 tot 980 ° C. Cryolite word in Groenland as 'n mineraal aangetref, maar in industriële gebruik is dit deur 'n sintetiese stof vervang. Cryolite is 'n mengsel van aluminium, natrium en kalsiumfluoriede: (Na3Alf6). Die aluminiumoksied ('n wit poeier) word verkry deur bauxiet te verfyn in die Bayer-proses. (Voorheen was die Deville-proses die oorheersende verfyningstegnologie.)

Die elektrolitiese proses het die Wöhler-proses vervang, wat die vermindering van watervrye aluminiumchloried met kalium behels. Albei elektrodes wat gebruik word in die elektrolise van aluminiumoksied is koolstof. Sodra die erts in die gesmelte toestand is, kan die ione daarvan vryelik rondbeweeg. Die reaksie by die katode (die negatiewe terminale) lewer aluminiummetaal:

al3+ + 3 e → Al

Hier word die aluminiumioon verminder (elektrone word bygevoeg). Die aluminiummetaal sink dan na onder en word afgetap.

By die positiewe elektrode (anode) word suurstof gevorm:

2 O2− → O2 + 4 e

Hierdie koolstofanode word dan deur die suurstof geoksideer, wat koolstofdioksied vrylaat. Die anodes in 'n verkleiningsel moet dus gereeld vervang word, aangesien dit in die proses verbruik word:

O2 + C → CO2

Anders as die anodes, word die katodes nie geoksideer nie omdat daar geen suurstof in die katode is nie. Die koolstofkatode word beskerm deur die vloeibare aluminium in die selle. Nietemin, erodeer katodes, hoofsaaklik as gevolg van elektrochemiese prosesse. Na vyf tot tien jaar, afhangende van die stroom wat in die elektrolise gebruik word, moet 'n sel herbou word as gevolg van die dra van die katode.

Wêreldproduksie-neiging van aluminium.

Aluminiumelektrolise met die Hall-Héroult-proses verbruik baie energie, maar alternatiewe prosesse is altyd ekonomies en / of ekologies minder lewensvatbaar. Die wêreldwye gemiddelde energieverbruik is ongeveer 15 ± 0,5 kilowatt-uur per kilogram aluminium geproduseer van aluminiumoksied. (52 tot 56 MJ / kg). Die modernste smelters bereik ongeveer 12,8 kW · h / kg (46,1 MJ / kg). Die vermindering van die lynstroom vir ouer tegnologie is gewoonlik 100 tot 200 kA. Moderne smelters werk met ongeveer 350 kA. Daar is al met proewe met 500 kA-selle berig.

Die herwinning van die metaal via herwinning het 'n belangrike faset van die aluminiumbedryf geword. Herwinning behels die smelt van die afval, 'n proses wat slegs vyf persent van die energie benodig om aluminium uit erts te vervaardig. 'N Beduidende deel (tot 15% van die insetmateriaal) verloor egter as afval (asagtige oksied). Herwinning was tot die einde van die sestigerjare 'n lae profiel, toe die toenemende gebruik van blikkies aluminium-drankies dit onder die bewussyn gebring het.

Afhangend van die ligging van die smelter, is dit ongeveer 20 tot 40 persent van die koste om aluminium te vervaardig. Smelters is geneig om geleë te wees waar elektriese krag oorvloedig en goedkoop is, soos Suid-Afrika, die Suid-eiland Nieu-Seeland, Australië, die Volksrepubliek China, die Midde-Ooste, Rusland, Quebec en British Columbia in Kanada en Ysland.

Oor die afgelope 50 jaar het Australië 'n groot produsent van bauxieterts geword en 'n groot produsent en uitvoerder van alumina.13 Australië het in 2005 62 miljoen ton bauxiet geproduseer. Die Australiese neerslae het 'n paar verfyningsprobleme, waarvan sommige silika het, maar die voordeel is dat dit vlak is en relatief maklik is om te ontgin.14

Aansoeke

Algemene gebruike

'N Stukkie aluminiummetaal van ongeveer 15 sentimeter lank.

Relatief suiwer aluminium word slegs voorberei as korrosieweerstand of werkbaarheid belangriker is as sterkte of hardheid. Hierdie metaal vorm maklik legerings met baie elemente soos koper, sink, magnesium, mangaan en silikon. Aluminiumlegerings vorm belangrike komponente van vliegtuie en vuurpyle as gevolg van hul hoë sterkte-tot-gewig-verhouding. Byna al die grootmaat metaalmateriaal waarna ons losweg "aluminium" noem, is eintlik legerings. Die gewone aluminiumfoelies is byvoorbeeld legerings wat 92-99% aluminium bevat.15

Van die vele gebruike vir aluminiummetaal is:

  • Vervoer (veral motors, vliegtuie, vragmotors, treinspore, seevaartuie en fietse)
  • Verpakking (soos blikkies en foelie)
  • Optiese bedekkings en spieëls, waarin 'n dun laag aluminium op 'n plat oppervlak neergelê word.
  • Water behandeling
  • Behandeling teen visparasiete soos Gyrodactylus salaris
  • Konstruksie (vensters, deure, sylyn, boudraad, ens.)
  • Kookgereedskap
  • Elektriese transmissielyne vir kragverspreiding
  • MKM-staal- en Alnico-magnete
  • Super suiwerheidsaluminium (SPA, 99.980 persent tot 99.999 persent Al), word in elektronika en CD's gebruik.
  • Koelbakke vir elektroniese toestelle soos transistors en CPU's.
  • Gepoeierde aluminium word in verf gebruik, en in pirotegnieke soos vaste raketbrandstof en termiet.
  • Die lemme van stut swaarde en messe wat tydens die verhooggeveg gebruik word.

Aluminiumverbindings

  • Aluminiumammoniumsulfaat (Al (NH4) (SO4)2), word ammoniumalum gebruik as 'n mordant, in watersuiwering en rioolbehandeling, in papierproduksie, as voedseladditief en in leerbruin.
  • Aluminiumasetaat is 'n sout wat in die oplossing as smeermiddel gebruik word.
  • Aluminiumboraat (Al2O3 B2O3) word gebruik in die vervaardiging van glas en keramiek.
  • Aluminiumboorhidried (Al (BH4)3) word as toevoeging tot straalbrandstof gebruik.
  • Aluminiumchloried (AlCl3) word gebruik: in verfvervaardiging, in antiperspirante, in petroleumraffinering en in die vervaardiging van sintetiese rubber.
  • Aluminiumchlorhidried word gebruik as 'n antiperspirant en in die behandeling van hyperhidrose.
  • Aluminiumfluorosilikaat (Al2(SIF6)3) word gebruik in die vervaardiging van sintetiese edelstene, glas en keramiek.
  • Aluminiumhidroksied (Al (OH))3) word gebruik: as teensuurmiddel, as 'n mordant, in watersuiwering, in die vervaardiging van glas en keramiek en in die waterdigting van materiale.
  • Aluminiumoksied (Al2O3), aluminiumoksied, word natuurlik aangetref as korund (robijnen en saffiere), sjerrie en word gebruik in glasvervaardiging. Sintetiese robyn en saffier word in lasers gebruik vir die vervaardiging van samehangende lig.
  • Aluminiumfosfaat (AlPO4) word gebruik in die vervaardiging van glas en keramiek, pulp- en papierprodukte, skoonheidsmiddels, verf en vernis en vir die vervaardiging van tandheelkundige sement.
  • Aluminiumsulfaat (Al2(SO4)3) word gebruik: in die vervaardiging van papier, as 'n brandstoftand, in 'n brandblusser, in watersuiwering en rioolwater, as 'n voedseladditief, in brandveiligheid en in leerbruin.
  • In baie entstowwe dien sekere aluminiumsoute as 'n immuunhulpmiddel (immuunresponsversterker) om die proteïen in die entstof toelaat om voldoende sterkte as immuunstimulant te verkry.

Aluminiumlegerings in strukturele toepassings

Aluminiumlegerings met 'n wye verskeidenheid eienskappe word in ingenieursstrukture gebruik. Legeringsisteme word geklassifiseer volgens 'n getallestelsel (ANSI) of met name wat hul belangrikste legeringsbestanddele (DIN en ISO) aandui.

Op baie plekke word aluminium baie gebruik as gevolg van die hoë verhouding tussen sterkte en gewig. Egter 'n ontwerper wat gewoond is aan staalwerk, sal aluminium minder goed doen in terme van buigsaamheid. Die probleme kan dikwels aangespreek word deur onderdele spesifiek dimensioneel te herontwerp om probleme met styfheid aan te spreek.

Die sterkte en duursaamheid van aluminiumlegerings verskil baie, nie net as gevolg van die komponente van die spesifieke legering nie, maar ook as gevolg van hittebehandelings en vervaardigingsprosesse. 'N Gebrek aan kennis van hierdie aspekte het van tyd tot tyd tot onbehoorlike ontwerpstrukture gelei en aluminium 'n slegte reputasie gegee.

'N Belangrike strukturele beperking van aluminiumlegerings is hul vermoeidheidssterkte. Anders as staal, het aluminiumlegerings geen goed gedefinieerde uitputtinggrens nie, wat beteken dat moegheidsversaking uiteindelik onder baie klein sikliese vragte sal voorkom. Dit impliseer dat ingenieurs hierdie vragte moet beoordeel en ontwerp vir 'n vaste lewe eerder as 'n oneindige lewe.

Nog 'n belangrike eienskap van aluminiumlegerings is hul sensitiwiteit vir hitte. Werkswinkelprosedures wat verwarming behels, word bemoeilik deur die feit dat aluminium, anders as staal, sal smelt sonder om eers rooi te gloei. Die vorming van bedrywighede waar 'n blaas fakkel gebruik word, verg dus 'n mate van kundigheid, aangesien geen visuele tekens toon hoe naby die materiaal aan smelt is nie. Aluminiumlegerings, soos alle konstruksielegerings, is ook onderhewig aan interne spanning na verwarming soos sweis en giet. Die probleem met aluminiumlegerings in hierdie verband is hul lae smeltpunt, wat hulle meer vatbaar maak vir verdraaiings as gevolg van termies-geïnduseerde spanningverligting. Gekontroleerde spanning kan tydens vervaardiging gedoen word deur die onderdele in 'n oond warm te behandel, gevolg deur geleidelike afkoeling - wat die spannings effektief annuleer.

Die lae smeltpunt van aluminiumlegerings het nie die gebruik daarvan in vuurpyle verhinder nie; selfs vir die konstruksie van verbrandingskamers waar gasse 3500 K kan bereik. Die Agena-boonste enjin het 'n regeneratief afgekoelde aluminium-ontwerp gebruik vir sommige dele van die spuitkop, insluitend die termies kritiese keelgebied; in werklikheid het die buitengewoon hoë termiese geleidingsvermoë van aluminium verhoed dat die keel die smeltpunt bereik, selfs onder massiewe hittestroom, wat lei tot 'n betroubare en liggewig komponent.

Huishoudelike bedrading

Aluminium het ongeveer 65 persent van die geleidingsvermoë van koper, die tradisionele bedrading vir huishoudelike gebruik. In die 1960's was aluminium aansienlik goedkoper as koper, en dit is ook vir huishoudelike elektriese bedrading in die Verenigde State aangebring, hoewel baie toebehore nie ontwerp is om aluminiumdraad te aanvaar nie. In sommige gevalle veroorsaak die groter koëffisiënt van termiese uitbreiding van aluminium egter dat die draad uitbrei en saamtrek relatief tot die uiteenlopende metaalskroefverbinding en uiteindelik die verbinding losmaak. Suiwer aluminium het ook 'n neiging om onder konstante volgehoue ​​druk te "kruip" (in 'n groter mate as die temperatuur styg), en sodoende die verband weer los. Uiteindelik het die galvaniese korrosie van die verskillende metale die elektriese weerstand van die verbinding verhoog.

Dit alles het gelei tot oorverhitte en los verbande, en dit het weer tot enkele brande gelei. Bouers het dan ook versigtig geraak om die draad te gebruik, en baie regsgebiede verbied die gebruik daarvan in baie klein groottes in nuwe konstruksie. Uiteindelik is nuwer toebehore bekendgestel met verbindings wat ontwerp is om te vermy en oorverhit te voorkom. Hulle het aanvanklik 'Al / Cu' gemerk, maar hulle het nou 'n 'CO / ALR' kodering. In ouer gemeentes is die verhittingsprobleem van die werkers af deur gebruik te maak van 'n behoorlike verwerking van die aluminiumdraad tot 'n kort "varkstert" koperdraad. Vandag word nuwe legerings, ontwerpe en metodes gebruik vir die bedrading van aluminium in kombinasie met aluminiumbeëindigings.

Voorsorgmaatreëls

Aluminium is 'n neurotoksien wat die funksie van die bloed-breinversperring verander.16 Dit is een van die min volop elemente wat skynbaar geen voordelige funksie in lewende selle het nie. 'N Klein persentasie mense is allergies daarvoor - hulle ervaar kontakdermatitis van enige vorm daarvan: 'n jeukerige uitslag van die gebruik van styptiese of antiperspirante produkte, spysverteringsstoornisse, die onvermoë om voedingstowwe op te neem in die eet van voedsel wat in aluminiumpanne gekook is, en braking en ander simptome van vergiftiging van die inname van produkte soos Amphojel en Maalox (teensuurmiddels). By ander mense word aluminium nie so giftig as swaar metale beskou nie, maar daar is bewyse van 'n mate van toksisiteit as dit in buitensporige hoeveelhede verbruik word. Die gebruik van kookgerei van aluminium, gewild as gevolg van die korrosiebestandheid en goeie hittegeleiding, het in die algemeen nie tot aluminiumtoksisiteit gelei nie. Oormatige verbruik van teensuurmiddels wat aluminiumverbindings bevat en oormatige gebruik van antiperspirante wat aluminium bevat, is waarskynlik oorsake van toksisiteit. In navorsing gepubliseer in die Journal of Applied Toxicology, Dr. Philippa D. Darby van die Universiteit van Reading het getoon dat aluminiumsoute estrogeenverwante geenuitdrukking in menslike borskankerselle wat in die laboratorium gekweek word, verhoog. Hierdie soute se estrogeenagtige effekte het gelei tot hul klassifikasie as metallo-oestrogenen.

Daar is voorgestel dat aluminium 'n oorsaak van Alzheimer-siekte is, aangesien daar gevind is dat breinplaatjies die metaal bevat. Navorsing op hierdie gebied was onoortuigend; ophoping van aluminium kan die gevolg wees van die skade aan die Alzheimer, nie die oorsaak daarvan nie. In elk geval, as daar giftigheid van aluminium is, moet dit via 'n baie spesifieke meganisme geskied, aangesien die totale menslike blootstelling aan die element in die vorm van natuurlik voorkomende klei in grond en stof oor 'n leeftyd geweldig groot is.1718

Kwik wat op die oppervlak van 'n aluminiumlegering aangebring word, kan die beskermende oksiedoppervlakfilm beskadig deur amalgam te vorm. Dit kan lei tot verdere korrosie en verswakking van die struktuur. Om hierdie rede word kwik-termometers op baie vliegtuie nie toegelaat nie, aangesien aluminium in baie vliegtuigstrukture gebruik word.

Gepoederde aluminium kan reageer met Fe2O3 om Fe en Al te vorm2O3. Hierdie mengsel staan ​​bekend as termiet, wat brand met 'n hoë energie-uitset. Termiet kan per ongeluk tydens maalbewerking geproduseer word, maar die hoë ontstekingstemperatuur maak voorvalle onwaarskynlik in die meeste werkswinkelomgewings.

Aluminium en plante

Aluminium is primêr een van die faktore wat bydra tot die verlies van plantproduksie op suurgronde. Alhoewel dit oor die algemeen skadelik is vir plantgroei in pH-neutrale gronde, is die konsentrasie in suurgronde van giftige Al3+ katione verhoog en versteur wortelgroei en -funksie.

Die aanpassing van koring om aluminiumtoleransie moontlik te maak, is sodanig dat die aluminium 'n vrystelling van organiese verbindings veroorsaak wat bind aan die skadelike aluminiumkatione. Daar word geglo dat Sorghum dieselfde verdraagsaamheidsmeganisme het. Die koring is die eerste geen vir aluminiumtoleransie. 'N Groep in die Amerikaanse departement van landbou het getoon dat sorghum se aluminiumtoleransie deur 'n enkele geen beheer word, soos vir koring. Dit is nie die geval in alle plante nie.

Spelling

Etimologie / nomenklatuur geskiedenis

Die vroegste verwysing in die Oxford English Dictionary vir enige woord wat as 'n naam vir hierdie element gebruik word, is Aluminium, wat Humphry Davy in 1808 gebruik het vir die metaal wat hy probeer het om elektrolities van die mineraal te isoleer alumina. Die aanhaling is uit sy dagboek Filosofiese transaksies: "As ek so bevoorreg was dat ek die metaalstowwe wat ek gesoek het, aangeskaf het, sou ek die name van silisium, aluminium, sirkonium en glukium vir hulle moes voorstel."19

Teen 1812 het Davy hom gaan vestig aluminium, wat (soos ander bronne daarop let) ooreenstem met sy Latynse wortel. Hy het in die joernaal geskryf Chemiese filosofie: "Tot dusver is aluminium nie in 'n volkome vrye toestand verkry nie."20 Maar dieselfde jaar het 'n anonieme bydraer tot die Kwartaallikse oorsig, 'n Britse politiek-literêre tydskrif waarteen beswaar aangeteken is aluminium en die naam voorgestel aluminium, "want ons sal dus die vryheid neem om die woord te skryf, verkieslik aluminium, wat 'n minder klassieke klank het."21

Die -ium agtervoegsel het die voordeel gehad om aan te pas by die presedent wat in ander nuutgevonde elemente van die tyd bestaan: kalium, natrium, magnesium, kalsium en strontium (al wat Davy homself geïsoleer het). nietemin, -um Spellings vir elemente was destyds nie onbekend nie, soos byvoorbeeld platinum, wat aan die Europeërs bekend was sedert die sestiende eeu, molibdeen, ontdek in 1778, en tantalum, wat in 1802 ontdek is.

Amerikaners aangeneem -ium vir die grootste deel van die negentiende eeu, met aluminium verskyn in Webster's Dictionary of 1828. In 1892 gebruik Charles Martin Hall egter die -um spelling in 'n advertensiewysel vir sy nuwe elektrolitiese metode om die metaal te vervaardig, ondanks sy konstante gebruik van die -ium in al die patente wat hy tussen 1886 en 1903 ingedien het, te spel.22 Gevolglik word voorgestel dat die spelling 'n makliker woord uitspreek met een lettergreep, of dat die spelling op die vlieër 'n spelfout is. Hall se oorheersing van die produksie van die metaal het verseker dat die spelling aluminium het die standaard geword in Noord-Amerika; die Webster Unabridged Dictionary van 1913 gebruik die -ium weergawe.

In 1926 besluit die American Chemical Society amptelik om dit te gebruik aluminium in sy publikasies; Amerikaanse woordeboeke benoem tipies die spelling aluminium as 'n Britse variant.

Huidige spelling

Slegs in die Verenigde Koninkryk en ander lande wat die Britse spelling gebruik aluminium is gebruik. In die Verenigde State is die spelling aluminium is grootliks onbekend, en die spelling aluminium oorheers.2324 Die Kanadese Oxford Dictionary verkies aluminium, terwyl die Australiese Macquarie Dictionary verkies aluminium.

In ander Engelssprekende lande is die spelling (en gepaardgaande uitsprake) aluminium en aluminium kom albei gereeld voor in wetenskaplike en nie-wetenskaplike kontekste. Die spelling in feitlik alle ander tale is analoog aan die -ium eindig.

Die International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) is aangeneem aluminium as die standaard internasionale naam vir die element in 1990, maar drie jaar later erken aluminium as 'n aanvaarbare variant. Daarom bevat hul periodieke tabel albei, maar ook plekke aluminium eerste.25 IUPAC verkies amptelik die gebruik van aluminium in sy interne publikasies, alhoewel

Kyk die video: Aluminium - The Material That Changed The World (Junie 2020).

Pin
Send
Share
Send