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鋁型材的物理性質(zhì)及主要特點(diǎn)
鋁型材的物理性質(zhì)及主要特點(diǎn)鋁型材是銀白色而具有光澤的金屬,質(zhì)量輕,20℃時(shí)密度為2.6989g/cm3;沒(méi)有毒性和磁性,撞擊時(shí)不產(chǎn)生火花;延展性好,其延性在金屬中局第六位,展性居第二位;純鋁很軟,莫氏硬度只有2.9,但它能與銅、鎂、錳、硅、鋅等多種金屬形成強(qiáng)度高而重量輕的鋁基合金;
鋁具有高的電導(dǎo)率、高的熱導(dǎo)率和高的反射率;鋁型材對(duì)可見(jiàn)光和紫外線的反射率在普通型材中是最高的;鋁可以用作近似黑體的物質(zhì),在紅外去,鋁的反射性僅次于金和銀;
鋁在地殼中的豐度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%-(原子分?jǐn)?shù))/%
|
8.6-6.6
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鋁在海水中的豐度/(g/t)
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0.16~0.19
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原子量
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26.98154
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沸點(diǎn)/℃
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2467
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熔點(diǎn)/℃
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660.37
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熱導(dǎo)率/[W/(m·K)]
|
234.46
|
密度(20℃)/(g/cm3)
|
2.6989
|
熔點(diǎn)時(shí)密度(液體)/(g/cm3)
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2.37
|
硬度(莫氏硬度)
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2.75
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電阻率/μΩ·cm
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2.62(0℃),2.6548(20℃)
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反射率/%
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85~90
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標(biāo)準(zhǔn)電極電位Al3++3e-→Al
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-1.66
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抗拉強(qiáng)度/(kg/mm)
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1.27(20℃退火狀態(tài))
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鋁型材在空氣中有高的穩(wěn)定性,即使在無(wú)任何保護(hù)的情況下亦具有較強(qiáng)的抗蝕能力;這是由于鋁的活性較高,鋁暴露于大氣中,其表面會(huì)立即自然地生成一層薄而透明且堅(jiān)韌地氧化膜層;這一天然的氧化膜層達(dá)到一定厚度就會(huì)自動(dòng)停止生長(zhǎng),其厚度由環(huán)境和暴露時(shí)間而定;在干燥空氣中和室溫下約為50A(1A=0.1nm),最厚亦可達(dá)100A;
鋁是兩性金屬,在堿性環(huán)境中會(huì)很快被腐蝕,在濃硝酸和濃硫酸中會(huì)被鈍化,而不被進(jìn)一步腐蝕,對(duì)大多數(shù)有機(jī)酸亦顯惰性;因此鋁型材容器可以用來(lái)貯藏濃硝酸、濃硫酸、有機(jī)酸和許多其他化學(xué)試劑;但鹵素對(duì)鋁制品有極強(qiáng)的浸蝕力,因此鋁型材容器不能用于這類物質(zhì)的貯藏、包裝、運(yùn)輸?shù)龋?
鋁型材的主要特點(diǎn)
(1)密度?。轰X型材的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是密度小,純鋁密度接近2.7g/cmm3,約為鐵或銅的1/3;鋁型材根據(jù)合金成分不同,密度有一定變化,主要取決于添加元素的密度;在鋁中添加鎂、鋰、硅等合金元素,尤其是鋰使合金密度減小;在鋁中添加鉻、銅、鐵、錳、鎳、鋅等合金元素則使合金密度增大;軋制能提高合金密度,冷加工使合金密度降低,位錯(cuò)增加,但若經(jīng)過(guò)退火,則位錯(cuò)消失,密度增加;常見(jiàn)合金元素對(duì)鋁密度的影響見(jiàn)下圖;
(2)可強(qiáng)化:純鋁強(qiáng)度不高,但可通過(guò)冷加工或添加鎂、銅、錳、硅、鋰等元素合金化,再通過(guò)熱處理進(jìn)一步強(qiáng)化,可得到很高的強(qiáng)度;在工業(yè)上應(yīng)用的鋁型材都要摻入一些旨在改善鋁型材強(qiáng)度的合金元素,常見(jiàn)的添加元素主要有鎂、硅、銅、鋅、錳、鎳等;這些元素能與鋁形成固溶體,改變合金的性能;某些特定用途,可以在鋁型材中添加少量其他元素,如鉻、釩、鉛和鉍等;制作精細(xì)澆鑄件常加入鈦,在合金中摻入銀,可改善合金的延展性,并可取得光滑的外表;
(3)易加工性:鋁的塑性好,加工速度快,可以擠壓成各種復(fù)雜斷面的鋁型材,并可進(jìn)行車、銑、鏜、刨等機(jī)械加工;對(duì)于沖壓加工所需機(jī)床,沖壓力比其他金屬小,模具壽命長(zhǎng),并可采用任何一種鑄造方法進(jìn)行鑄造加工;
(4)耐蝕性:鋁型材表面極易生成一層致密牢固的氧化物保護(hù)膜,這層保護(hù)膜只有在鹵素離子和堿性情況下才容易被破壞,因此鋁有很好的耐大氣腐蝕和耐水腐蝕能力;
(5)無(wú)低溫脆性:鋁在0℃以下,隨著溫度的降低,強(qiáng)度和塑性不僅不會(huì)降低,反而還會(huì)提高;
(6)導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好:鋁的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能僅次于銀、銅和金;室溫時(shí),電工鋁的等體積電導(dǎo)率可達(dá)62%IACS;若按單位質(zhì)量導(dǎo)電能力計(jì)算,其導(dǎo)電能力為銅的一倍;但任何合金元素都會(huì)使鋁的電導(dǎo)率下降;
(7)反射性強(qiáng):鋁的拋光表面對(duì)白光的反射率達(dá)80%以上,純度越高,反射率越高;同時(shí),鋁對(duì)紅外線、紫外線、電磁波、熱輻射等都有良好的反射性能;
(8)無(wú)磁性:沖擊不產(chǎn)生火花,這對(duì)某些特殊用途十分可貴;可用作儀器儀表、電氣設(shè)備的屏蔽材料,以及易燃易爆物的生產(chǎn)器材等;
(9)吸音性好:對(duì)室內(nèi)裝飾有利,也可配制成減震合金;這一特性用于高檔鋁合金音箱制作,特別是經(jīng)紋理蝕刻后,其內(nèi)部真實(shí)面積大大提高,將更進(jìn)一步提高音響綜合性能;
(10)耐核輻射:鋁對(duì)高能中子具有與其他金屬相同程度的中子吸收截面;對(duì)低能范圍內(nèi)的中子,其吸收截面僅次于鈹、鎂、鋯等金屬;而鋁耐核輻射的最大優(yōu)點(diǎn)是對(duì)照射產(chǎn)生的感應(yīng)放射能衰減快;
(11)美觀:鋁型材由于反射能力強(qiáng),表面呈銀白色光澤,經(jīng)加工后可達(dá)到很高的光潔度和光亮度;如經(jīng)特殊前處理、陽(yáng)極氧化、染色或絲網(wǎng)印刷等加工方法處理,不僅具有高的抗蝕性能,而且還有美麗的外觀;還可通過(guò)電鍍、化學(xué)鍍等加工手段進(jìn)一步提高其裝飾性、功能性用途;特別是現(xiàn)在,隨著物質(zhì)生活水平的提高,人們對(duì)居室裝修也有了更高的要求;經(jīng)紋理蝕刻后的鋁型材,這一優(yōu)點(diǎn)將更為凸顯;應(yīng)用于室內(nèi)裝修,為室內(nèi)裝修業(yè)引入了一種新的高檔材料,使居室更顯高貴、典雅、
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