Использование алюминия
Факты про алюминий
- первый по распространённости метал в земной коре;
- третий по распространённости элемент в земной коре (после кислорода и кремния);
- тринадцатый элемент в периодической таблице Менделеева;
- температура плавления 660 °C.
История
Алюминий, как метал, давно известен человечеству и всегда использовался в разных сферах его деятельности. Первый раз, чистый алюминий был получен физиком Гансом Эрстедом в 19 веке (1825 год) и до момента получения алюминия полупромышленным способом в 1854 году, он стоял дороже золота. После этого цена на него начала снижаться и с массовым внедрением электричества в промышленности и вовсе упала. Из него изготавливались различные ювелирные изделия и т.п.. Так, например, Наполеон III (Шарль Луи Наполеон Бонапарт) имел алюминиевые пуговицы, а при его дворе использовали алюминиевую посуду только по особым случаям, а Менделееву презентовали химические весы с чашами с алюминия и золота в качестве подарка. В Японии алюминий и сейчас используют в производстве не дорогой бижутерии, как альтернативу серебру.
В 20-м веке алюминий получил “звание” “крылатого метала”, поскольку широко использовался в производстве самолетов и других летательных аппаратов. Так, корпус первого искусственного спутника Земли, состоял из двух алюминиевых полусфер. Такая тенденция не прекратилась и до сегодня, ведь аналогичных металлов с таким же соотношением цена/свойства просто нет. На данный момент производство алюминия достаточно развито, хотя сама технология, практически не поменялась с 20-го века. Странами, которые лидируют в производстве алюминия являются:
- Китай
- Росия
- Канада
- США
- Австралия
- Бразилия
- Индия
- Норвегия
- ОАЭ
- Бахрейн
Всего, за 2016 год, было произведено около шестидесяти миллионов тонн алюминия.
Использование в наше время
Сейчас, невозможно представить ни одной сферы человеческой жизни без алюминия. Хотя, чаще всего используется не чистый алюминий, а различные его сплавы с другими металлами. Сплавы алюминия используются в легкой и тяжёлой промышленности, быту, машиностроении и т.д.. Сплавы алюминия в основном применяется как конструкционный материал, поскольку имеют небольшой вес ( ~2,7 -2,8 г/см3), прочные, податливые к механической обработке и имеют высокую коррозионную стойкость. На воздухе алюминий и его сплавы мгновенно окисляется, образовывая на поверхности изделия прочную оксидную пленку (Al2O3), которая сама по себе является защитным барьером от агрессивных сред.
Алюминий используется и в пищевой промышленности для производства посуды, пищевой фольги и упаковки и различной тары, поскольку соединения алюминия не токсичны.
Алюминий, приблизительно, в 4 раза дешевле меди, при этом его электропроводность всего в 1,7 раза меньше, чем у меди. Это свойство, благодаря которому алюминий широко применяется в электротехнике для производства продов , производстве различных приборов и даже схем.
Благодаря высокой теплопроводности сплавы алюминия применяют для производства радиаторов охлаждения различной техники, в том числе для производства профилей для светодиодного освещения. В профилях для LED освещения алюминий выполняет сразу 2 функции : отводит тепло от светодиодов (что обязательно для их длительной и бесперебойной работы) и выполняет декоративную функцию – алюминий имеет приятный серебристо-серий цвет, при этом цвет поверхности изделия не меняется со временем.
Практическая полная устойчивость к коррозии, а точнее эффект пассивирования - когда оксидная пленка сама является защитой метала от воздействия внешних факторов послужила основанием для использования алюминия в строительстве. Различные профиля стандартных сечений: уголки, прутки, трубы круглого , квадратного и прямоугольного сечения, тавры, швеллера широко применяются для создания различных конструкций.
В том числе, алюминиевые профиля специального сечения используются и для установки солнечных электростанций (СЭС) на крышах домов, фасадах и других конструкциях. В сфере альтернативных источников энергии, а именно в солнечной энергетике, использование алюминиевых профелей особенно актуально, ведь срок службы солнечных панелей начинается от 25 лет, а черный метал (в том числе оцинкованый) такой срок эксплуатации на открытом воздухе, вероятней всего не перенесет. Не зря рамки самих фотомодулей (ФЕМ) все производители изготавливают именно с алюминия.
Перспективы использования
Уже в наше время алюминий часто заменяется различными композитными материалами, однако, в некоторых сферах, таких как: электротехника, строительство, пищевая промышеленость альтернативных вариантов нет. Объемы производства алюминия в мире непрерывно растут и эта тенденция ближайшее время будет продолжаться. Кроме того, новые технологии позволяют производить новые материалы, на основе алюминевых сплавов, например – пеноалюминий. Пеноалюминий производится из сплава алюминия с образованием в нем полостей. Такой материал может быть применен для создание защитных поверхностей, для заполнения пустот полых профилей, для производства негорючих и легких фасадных элементов.