1. Применение алюминия и его физические свойства, на которых оно основано

Алю­ми­ний на­зы­ва­ют «кры­ла­тым ме­тал­лом». Такое на­зва­ние этот ме­талл по­лу­чил за свою лег­кость и ши­ро­кое при­ме­не­ние, в первую оче­редь, в са­мо­ле­то­стро­е­нии. Алю­ми­ний проч­но вошел в нашу жизнь: каж­до­му с дет­ства зна­ко­мы алю­ми­ни­е­вая фоль­га, по­су­да, про­во­ло­ка. А ведь ко­гда-то из­де­лия из алю­ми­ния счи­та­лись рос­ко­шью. На­при­мер, в 1852 году сто­и­мость 1 кг алю­ми­ния была 1200 дол­ла­ров, т.е. до­ро­же зо­ло­та. По­че­му же со вре­ме­нем цена на алю­ми­ний так упала?

Дело в том, что алю­ми­ний ши­ро­ко рас­про­стра­нен в зем­ной коре (8%), самый рас­про­стра­нен­ный ме­талл. Но для вос­ста­нов­ле­ния алю­ми­ния из руд необ­хо­ди­мо за­тра­тить боль­шое ко­ли­че­ство энер­гии. К концу 19 века раз­ра­бо­та­ли новый спо­соб по­лу­че­ния алю­ми­ния с по­мо­щью элек­тро­ли­за, еже­год­ное по­лу­че­ние ме­тал­ла воз­рос­ло в ты­ся­чи раз, и цена на него упала.

Алю­ми­ний очень устой­чив по от­но­ше­нию к кис­ло­ро­ду и воде. Эта устой­чи­вость обу­слов­ле­на об­ра­зо­ва­ни­ем на его по­верх­но­сти тон­кой, но плот­ной и проч­ной ок­сид­ной плен­ки – Al₂O₃. Бла­го­да­ря этому свой­ству алю­ми­ний и его спла­вы нашли ши­ро­кое при­ме­не­ние в быту и про­мыш­лен­но­сти. Вам хо­ро­шо из­вест­но о при­ме­не­нии алю­ми­ния для из­го­тов­ле­ния ку­хон­ной по­су­ды.

Рис. 1. Алю­ми­ний при­ме­ня­ет­ся для из­го­тов­ле­ния ку­хон­ной по­су­ды

Вы­со­кая элек­тро­про­вод­ность алю­ми­ния (по этому ка­че­ству он усту­па­ет лишь се­реб­ру и меди) поз­во­ля­ет ши­ро­ко его при­ме­нять в элек­тро­тех­ни­ке. Кроме того, алю­ми­ний де­шев­ле и легче, чем медь и се­реб­ро.

Но мы пе­ре­чис­ли­ли пока не все до­сто­ин­ства этого уди­ви­тель­но прак­тич­но­го ме­тал­ла. При 100-150°С алю­ми­ний на­столь­ко пла­сти­чен, что из него можно по­лу­чить тон­кую фоль­гу, тол­щи­ной менее 0,01 мм. Алю­ми­ни­е­вая фоль­га при­ме­ня­ет­ся для из­го­тов­ле­ния элек­три­че­ских кон­ден­са­то­ров и из­де­лий, за­щи­ща­ю­щих от теп­ло­вой ра­ди­а­ции.

Алю­ми­ний также ис­поль­зу­ют для али­ти­ро­ва­ния, т.е. на­сы­ще­ния по­верх­но­стей сталь­ных и чу­гун­ных из­де­лий алю­ми­ни­ем с целью за­щи­ты их от кор­ро­зии. По­ро­шок алю­ми­ния ис­поль­зу­ют для из­го­тов­ле­ния се­реб­ря­ной крас­ки, устой­чи­вой к ат­мо­сфер­ным воз­дей­стви­ям.

 2. Сплавы алюминия

Алю­ми­ний при­ме­ня­ют для про­из­вод­ства раз­лич­ных спла­вов. Наи­боль­шее рас­про­стра­не­ние имеют ду­ра­лю­ми­ны, со­дер­жа­щие медь и маг­ний, и си­лу­ми­ны – спла­вы алю­ми­ния с крем­ни­ем. Ос­нов­ные пре­иму­ще­ства этих спла­вов – лег­кость, вы­со­кая проч­ность и кор­ро­зи­он­ная стой­кость.

Спла­вы алю­ми­ния ши­ро­ко ис­поль­зу­ют в ка­че­стве кон­струк­ци­он­но­го ма­те­ри­а­ла в авиа­стро­е­нии, а также в авто-, судо- и при­бо­ро­стро­е­нии, в ра­кет­ной тех­ни­ке и стро­и­тель­стве.

Рис. 2. Дю­ра­лю­ми­ны ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся в авиа­стро­е­нии

 3. Восстановительные свойства алюминия

Ме­то­дом алю­мо­тер­мии по­лу­ча­ют в ла­бо­ра­то­рии мно­гие ме­тал­лы и неко­то­рые неме­тал­лы. Смесь алю­ми­ни­е­во­го по­рош­ка с же­лез­ной ока­ли­ной (тер­мит­ную смесь) ис­поль­зо­ва­ли при свар­ке сты­ков же­лез­ных рель­сов. В ос­но­ве этого про­цес­са лежит сле­ду­ю­щая ре­ак­ция:

3Fe₃O₄ + 8Al = 4Al₂O₃ + 9Fe + Q

В ре­зуль­та­те дан­ной ре­ак­ции вы­де­ля­ет­ся так много теп­ло­ты, что по­верх­ность рель­са на стыке рас­плав­ля­ет­ся, а про­стран­ство в стыке рель­сов за­ни­ма­ет рас­плав­лен­ное же­ле­зо.