МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Реферат
по дисциплине
Физические основы материаловедения
Тема: Алюминий и его сплавы. Электротехническое, конструкционное и специальное применение этих материалов в инженерной практике.
Факультет: ФТФ
Группа: ФЛ-51
Выполнила студентка: Ковальчук Ю.М
Проверил: Говорухин В.И
Новосибирск, 2016
План реферата:
Общие сведения об алюминии.
Физические свойства.
Сплавы алюминия.
Классификация сплавов.
Маркировка по ГОСТ.
Термическая обработка.
Применение алюминия и его сплавов.
Вывод.
Общие сведения об алюминии.
Алюминий – химический элемент 13 группы периодической таблицы Менделеева. Находится в третьем периоде, атомный номер – 13. Обозначается как Al (от латинского Aluminium). Относится к группе легких металлов, а также третий по распространенности химический элемент.
Алюминий – легкий парамагнитный металл серебристо-белого цвета. Хорошо поддается литью, формовке, механической обработке. Этот металл обладает высокой тепло- и электропроводностью. Одна из отличительных черт алюминия: стойкость к коррозии за счёт быстрого образования прочных оксидных плёнок.
Алюминий впервые был получен датчанином Гансом Эрстедом в 1825 году под действием амальгамы калия на хлорид алюминия с последующей отгонкой ртути. Название элемента образовано от латинского «alumen» — квасцы. Алюминий образует сплавы почти со всеми известными металлами. В зависимости от содержания постоянных примесей различают:
•алюминий особой чистоты марки А999 (0,001 % примесей);
•алюминий высокой чистоты – А935, А99, А97, А95 (0,005…0,5 % примесей);
•технический алюминий – А35, А3, А7, А5, А0 (0,15…0,5 % примесей). Алюминий высокой чистоты, применяемый для лабораторных целей, одержит 99,99 % А1, для технических целей - 99,50 % А1. Алюминий хорошо деформируется и сваривается, но плохо обрабатывается резанием. Из него прокаткой можно получать тонкую фольгу, применяемую в качестве оберточного материала. Наиболее распространенные: сплавы с медью и магнием (дюралюминий) и кремнием. К природным соединениям алюминия относятся:
Бокситы — Al2O3 · H2O (с примесями SiO2, Fe2O3, CaCO3)
Корунд (сапфир, рубин, наждак) — Al2O3
Каолинит — Al2O3·2SiO2 · 2H2O
Нефелины — KNa3[AlSiO4]4
Алуниты — (Na,K)2SO4·Al2(SO4)3·4Al(OH)3
Глинозёмы (смеси каолинов с песком SiO2, известняком CaCO3, магнезитом MgCO3)
Хризоберилл (александрит) — BeAl2O4.
Полевые шпаты — (K,Na)2O·Al2O3·6SiO2, Ca[Al2Si2O8]
Берилл (изумруд, аквамарин) — 3ВеО · Al2О3 · 6SiO2
Алюминий обладает прочной оксидной плёнкой, благодаря которой не взаимодействует с классическими окислителями. Следовательно, алюминий практически не подвержен коррозии, и поэтому очень востребован в различных отраслях промышленности. Однако при разрушении оксидной плёнки (например, при контакте с растворами солей аммония NH4+, горячими щелочами или в результате амальгамирования), алюминий выступает как активный металл-восстановитель. Не допустить образования оксидной плёнки можно, добавляя к алюминию такие металлы, как галлий, индий или олово. При этом поверхность алюминия смачивают легкоплавкие эвтектики на основе этих металлов. Легко реагирует с простыми веществами.
Физические свойства алюминия.
Слабый парамагнетик.
Легкий металл серебристо-белого цвета.
Плотность — 2,7 г/см³
Удельная теплоёмкость — 880 Дж/кг·K
Температура плавления у технического алюминия — 658 °C, у алюминия высокой чистоты — 660 °C
Температура кипения — 2500 °C
Удельная теплота плавления — 390 кДж/кг
Удельная теплота испарения — 10,53 МДж/кг
Удельное сопротивление 0,0262..0,0295 Ом·мм²/м
Модуль Юнга — 70 ГПа
Высокая пластичность: у технического — 35 %, у чистого — 50 %, прокатывается в тонкий лист и даже фольгу
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
Температурный коэффициент линейного расширения 24,58·10−6 К−1 (20…200 °C).
Температурный коэффициент электрического сопротивления 4,3·10−3 K−1.