Hliník je prvok z Periodickej tabuľky, ktorý je známy zo školského chémie. Vo väčšine zlúčenín vykazuje trojmocné, ale pri vysokých teplotách dosahuje určitý stupeň oxidácie. Jednou z jej najdôležitejších zlúčenín je alumina .
Hlavné vlastnosti hliníka
Hliník je strieborný kov so špecifickou hmotnosťou 2, 7.103 kg / m3 a hustotou 2, 7 g / cm3. Ľahký a plastový, dobrý ako vodič elektriny, vzhľadom k tomu, že tepelná vodivosť hliníka je pomerne vysoká - 180 kcal / m * h * krupobitie (je uvedený koeficient tepelnej vodivosti). Tepelná vodivosť hliníka je päťkrát vyššia ako tepelná vodivosť surového železa a železa trikrát.
Vďaka svojmu zloženiu môže byť tento kov ľahko navinutý do tenkého plechu alebo vtiahnutý do drôtu. Pri kontakte so vzduchom vzniká na jeho povrchu oxidový film (oxid hlinitý), ktorý je ochranou proti oxidácii a zaisťuje jeho vysoké antikorózne vlastnosti . Tenký hliník, napríklad fólia alebo prášok tohto kovu, okamžite horí, ak sa zahrejú na vysoké teploty a stanú sa oxidom hlinitým.
Kov nie je obzvlášť odolný voči agresívnym kyselinám. Napríklad sa môže rozpustiť v kyseline sírovej alebo v kyseline chlorovodíkovej, aj keď sa zriedia, najmä ak sa zahrejú. V dôsledku oxidového filmu sa však nerozpúšťa ani v zriedenej, ani v koncentrovanej a súčasne studenej kyseline dusičnej. Vodné alkalické roztoky majú určitý účinok na kov - oxidová vrstva sa rozpúšťa a tvoria sa soli obsahujúce tento kov v zložení anión-hlinitanov.
Je známe, že hliník je najčastejšie sa vyskytujúcim kovom v prírode, ale po prvýkrát v jeho čistej forme ho vedec-fyzik z Dánska, H. Oersted, mohol získať späť v roku 1925 19. storočia. Tento kov je tretí najrozšírenejší v prírode medzi prvkami a je lídrom medzi kovmi. 8, 8% hliníka obsahuje zemnú kôru. Nachádzal sa v zložení sľudy, živcov, ílov a minerálov.
Výroba a použitie hliníka
Výrobný proces je veľmi energeticky náročný, a preto bola prvá veľká továreň v našej krajine postavená a spustená v XX. Storočí. Hlavnou surovinou na výrobu tohto kovu je oxid hlinitý. Aby ste to dosiahli, potrebujete minerály obsahujúce hliník alebo bauxit, očistené od nečistôt. Ďalej sa elektrolyticky taví prírodný alebo umelo získaný kryolit pri teplote mierne pod 1000 ° C. Potom začnite pridávať trochu oxidu hlinitého a súvisiacich látok potrebných na zlepšenie kvality kovu. V tomto procese sa oxid začína rozkladať a uvoľňuje sa hliník. Čistota vyrobeného kovu je 99, 7% a vyššia.
Tento prvok našiel uplatnenie vo výrobe potravín ako fólie a príbory, v stavebníctve sa používa vo svojich zliatinách s inými kovmi, v letectve, v elektrotechnike ako náhrada medi za káble, ako legujúca prísada v metalurgii, aluminoterme a ďalších priemyselných odvetviach.
Aký je bod tavenia kovov?
Teplota tavenia kovov je teplota ohrevu kovu, pri ktorej začína proces prechodu z počiatočného stavu do druhého, to znamená proces opačný k kryštalizácii (tuhnutiu), ale s ním nerozlučne spojený.
Na roztavenie sa kov zohreje z vonkajšej strany na teplotu topenia a pokračuje v zahrievaní na prekonanie hranice fázového prechodu. Pointa je, že index teploty topenia znamená teplotu, pri ktorej je kov vo fázovej rovnováhe, to znamená medzi kvapalinou a pevnou látkou. Inými slovami, existuje súčasne, a to v tomto aj v inom štáte. A pre tavenie je potrebné ho ohriať viac ako je hraničná teplota, takže proces ide správnym smerom.
Stojí za zmienku, že iba pre čisté kompozície je teplota topenia konštantná. Ak kov obsahuje nečistoty, posunie hranicu fázového prechodu, a preto bude bod topenia odlišný. To je vysvetlené skutočnosťou, že kompozícia s nečistotami má inú kryštálovú štruktúru, v ktorej atómy navzájom interagujú iným spôsobom. Na základe tohto princípu možno kovy rozdeliť na:
- ľahké tavenie, ako napríklad ortuť a gálium (teplota topenia až 600 ° C)
- stredné tavenie je hliník a meď (600-1600 ° С)
- žiaruvzdorný - molybdén, volfrám (viac ako 1600 ° С).
Znalosť indexu teploty topenia je potrebná pri výrobe zliatin pre správny výpočet ich parametrov, ako aj pri prevádzke výrobkov z nich, pretože tento indikátor určuje obmedzenia ich použitia. Fyzici vedci tieto údaje už dávno dávno zredukovali do jednej tabuľky. Existujú tabuľky teplôt tavenia kovov aj ich zliatin.
Teplota topenia hliníka
Tavenie je proces spracovania kovov, zvyčajne v špeciálnych peciach, na výrobu zliatiny požadovanej kvality v kvapalnom stave. Ako je uvedené vyššie, hliník patrí medzi stredne roztavené kovy a taví sa pri zahrievaní na 660 ° C. Pri výrobe kovových výrobkov má bod tavenia vplyv na voľbu taviacej pece alebo jednotky a tým na žiaruvzdorné formy používané na odlievanie.
Uvedená teplota sa vzťahuje na proces tavenia čistého hliníka. Pretože vo svojej čistej forme sa používa menej často a zavedenie nečistôt do jej zloženia mení teplotu topenia. Zliatiny hliníka sa vyrábajú tak, aby sa zmenili akékoľvek jeho vlastnosti, napríklad aby sa zvýšila pevnosť alebo tepelná odolnosť . Ako použité prídavné látky:
- zinok
- meď
- magnézium
- kremík
- mangán.
Pridanie nečistôt znamená zníženie elektrickej vodivosti, zhoršenie alebo zlepšenie koróznych vlastností, zvýšenie relatívnej hustoty.
Obvykle pridávanie ďalších prvkov do kovu spôsobuje pokles teploty topenia zliatiny, ale nie vždy. Napríklad pridanie medi v množstve 5, 7% vedie k poklesu teploty topenia na 548 ° C. Výsledná zliatina sa nazýva dural, je podrobená ďalšiemu tepelnému vytvrdzovaniu. A zlúčeniny hliníka a horčíka sa tavia pri teplote 700 - 750 ° C.
Počas procesu tavenia sa vyžaduje prísna kontrola teploty taveniny, ako aj prítomnosť plynov v kompozícii, ktoré sa detegujú prostredníctvom procesných vzoriek alebo vákuovou extrakciou. V konečnej fáze výroby zliatin hliníka sa modifikujú.