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鋁及鋁型材性能的突出特點
物質的用途在很大程度上取決于物質的性質。因為鋁有多種優(yōu)良性能,所以鋁有著極為廣泛的用途。
鋁及鋁型材是當前用途十分廣泛的、最經濟適用的材料之一。世界鋁產量從 1956 年開始超過銅產量一直居有色金屬之首。當前鋁的產量和用量(按噸計算)僅次于鋼材,成為人類應用的第二大金屬;而且鋁的資源十分豐富,據(jù)初步計算,鋁的礦藏儲存量約占地殼構成物質的 8%以上。
鋁的重量輕、比強度高和耐腐蝕,是其性能的突出特點。
(1)鋁的密度很小 ,為 僅為 2.7 g/cm。 。雖然它比較軟,但可制成各種鋁型材,
如硬鋁、超硬鋁、防銹鋁、鑄鋁等。這些鋁型材廣泛應用于飛機、汽車、火車、船舶等制造工業(yè)。此外,宇宙火箭、航天飛機、人造衛(wèi)星也使用大量的鋁及其鋁型材。例如,一架超音速大型飛機約由 70%的鋁及其鋁型材構成。船舶建造中也大量使用鋁,一艘大型客船的用鋁量常達幾千噸。
(2)鋁合金的比強度高。7XXX 合金中高強度的鋁型材抗拉強度可達到700MPa 以上,而鋁型材的重量僅約為鋼鐵的 1/3,同等重量時相當于鋼鐵2100MPa 以上的抗拉強度。
(3)耐腐蝕性好 。鋁是一種非?;顫姷慕饘伲撬谝话阊趸h(huán)境中很穩(wěn)定。這是鋁在氧氣、小和其它氧化劑中鋁表面生成一層氧化膜,氧化鋁膜不僅有很強的耐腐蝕的能力,而且有一定的絕緣性。
(4)鋁的導電性僅次于銀、銅和金。雖然它的導電率只有銅的 2/3,但密度只有銅的 1/3,所以輸送同量的電,鋁線的質量只有銅線的一半。所以鋁在電器制造工業(yè)、電線電纜工業(yè)和無線電工業(yè)中有廣泛的用途。
(5)鋁是熱的良導體。它的導熱能力比鐵大 3 倍,是不銹鋼的 10 倍,工業(yè)上可用鋁制造各種熱交換器、散熱材料和炊具等。
(6)鋁有較好的延展性(它的延展性僅次于金和銀),可制成薄于 0.006 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,擠壓成各種異形的鋁型材材料,并能軋制各種鋁型材制品。鋁可用一般的方法切割、鉆孔和焊接。
(7)鋁粉具有銀白色光澤(一般金屬在粉末狀時的顏色多為黑色),常用來做涂料,俗稱銀粉、銀漆,以保護鐵制品不被腐蝕,而且美觀。
(8)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攻擊難以著火的目標或坦克、大炮等)和照明混合物(如含硝酸鋇 68%、鋁粉 28%、蟲膠 4%)。
(9)鋁熱劑常用來熔煉難熔金屬和焊接鋼軌等。鋁還用做煉鋼過程中的脫氧劑。鋁粉和石墨、二氧化鈦(或其他高熔點金屬的氧化物)按一定比率均勻混合后,涂在金屬上,經高溫煅燒而制成耐高溫的金屬陶瓷,它在火箭及導彈技術上有重要應用。
(10)鋁板對光和熱的反射性能也很好,反射紫外線比銀強,鋁越純,其反射能力越好,因此常用來制造高質量的反射鏡,如太陽灶反射鏡,又可作絕熱材料等。
(11)鋁沒有磁性,它不會產生附加的磁場,在精密儀器中不會起干擾作用。
(12)鋁具有吸音性能,音響效果也較好,所以廣播室、現(xiàn)代化大型建筑室內的天花板等也采用鋁型材材料。
(13)鋁耐低溫,鋁在溫度低時,它的強度反而增加而無脆性,因此它是理想的用于低溫裝置材料,如冷藏庫、冷凍庫、南極雪上車輛、氧化氫的生產裝置。同時,鋁型材的低溫電阻小,在 50K 以下時鋁的電阻低于高純度的銅和銀,鋁在 1.2K 以下時成為超導體。
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