1.1 Физические свойства

• Микроструктура алюминия на протравленной поверхности слитка, чистотой 99,9998 %, размер видимого сектора около 55×37 мм

• Металл серебристо-белого цвета, лёгкий

• плотность — 2,7 г/см³

• температура плавления у технического алюминия — 658 °C, у алюминия высокой чистоты — 660 °C

• удельная теплота плавления — 390 кДж/кг

• температура кипения — 2500 °C

• удельная теплота испарения — 10,53 МДж/кг

• временное сопротивление литого алюминия — 10-12 кг/мм², деформируемого — 18-25 кг/мм², сплавов — 38-42 кг/мм²

• Твёрдость по Бринеллю — 24…32 кгс/мм²

• высокая пластичность: у технического — 35 %, у чистого — 50 %, прокатывается в тонкий лист и даже фольгу

• Модуль Юнга — 70 ГПа

• Алюминий обладает высокой электропроводностью (37·106 См/м) и теплопроводностью (203,5 Вт/(м·К)), 65 % от электропроводности меди, обладает высокой светоотражательной способностью.

• Слабый парамагнетик.

• Температурный коэффициент линейного расширения 24,58·10−6 К−1 (20…200 °C).

• Температурный коэффициент электрического сопротивления 2,7·10−8K−1.

• Алюминий образует сплавы почти со всеми металлами. Наиболее известны сплавы с медью и магнием (дюралюминий) и кремнием (силумин).

1.2 Химические свойства

Легко реагирует с простыми веществами:

• с кислородом, образуя оксид алюминия(если Al находится в виде пыли или амальгамы): 4Al + 3O2 = 2Al2O3

• с галогенами (кроме фтора)[6], образуя хлорид, бромид или иодид алюминия: 2Al + 3Hal2 = 2AlHal3 (Hal = Cl, Br, I)

С другими неметаллами реагирует при нагревании:

• с фтором, образуя фторид алюминия: 2Al + 3F2 = 2AlF3

• с серой, образуя сульфид алюминия: 2Al + 3S = Al2S3

• с азотом, образуя нитрид алюминия: 2Al + N2 = 2AlN

• с углеродом, образуя карбид алюминия: 4Al + 3С = Al4С3

• сульфид и карбид алюминия полностью гидролизуются:

Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S

Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4

Со сложными веществами:

• с водой (после удаления защитной оксидной пленки, например, амальгамированием или растворами горячей щёлочи):

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2

• со щелочами(с образованием тетрагидроксоалюминатов и других алюминатов): 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2

2(NaOH•H2O) + 2Al = 2NaAlO2 + 3H2

• Легко растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах:

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2

2Al + 3H2SO4(разб) = Al2(SO4)3 + 3H2

• При нагревании растворяется в кислотах — окислителях, образующих растворимые соли алюминия:

8Al + 15H2SO4(конц) = 4Al2(SO4)3 + 3H2S + 12H2O

Al + 6HNO3(конц) = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O

• восстанавливает металлы из их оксидов (алюминотермия):

8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe 2Al + Cr2O3 = Al2O3 + 2Cr

2 Применение

Сочетание физических, механических и химических свойств алюминия определяет его широкое применение практически во всех областях техники, особенно в виде его сплавов с другими металлами. В электротехнике алюминий успешно заменяет медь, особенно в производстве массивных проводников, например, в воздушных линиях, высоковольтных кабелях, трансформаторах. Сверхчистый алюминий употребляют в производстве электрических конденсаторов и выпрямителей, действие которых основано на способности окисной пленки алюминия пропускать электрический ток только в одном направлении. Сверхчистый алюминий, очищенный зонной плавкой, применяется для синтеза полупроводниковых, применяемых для производства полупроводниковых приборов. Чистый алюминий используют в производстве разного рода зеркал отражателей. Алюминий высокой чистоты применяют для предохранения металлических поверхностей от действия атмосферной коррозии. Обладая относительно низким сечением поглощения нейтронов, алюминий применяется как конструкционный материал в ядерных реакторах.

В алюминиевых резервуарах большой емкости хранят и транспортируют жидкие газы (метан, кислород, водород и т. д.), азотную и уксусную кислоты, чистую воду, перекись водорода и пищевые масла. Резко возросло потребление алюминия для отделки зданий, архитектурных, транспортных и спортивных сооружений. На основе алюминия методом порошковой металлургии создан САП (спечённый алюминиевый порошок), обладающий при температурах выше 300°С большой жаропрочностью. Алюминий используют в производстве взрывчатых веществ (аммонал, алюмотол). Производство и потребление алюминия непрерывно растет, значительно опережая по темпам роста производство стали, меди, свинца, цинка.