110062

Metody otrzymywania aluminium, właściwości oraz zastosowanie aluminium i jego stopów

(Al) PN-64/H-88025 - jest metalem o barwie srebrzystobiałej, gęstości 2,7 t/m3, temperaturze topnienia 933 K. Jest odporne na działanie słabych kwasów i na wpływy atmosferyczne. Posiada dużą przewodność elektryczną i cieplną, jest kowalne i daje się odlewać.

Wytrzymałość na rozciąganie w stanie lanym Rm=90-120 MPa, kutym i żarzonym Rm=70-110 MPa, zaś twardość 15-24 HB. Wydłużenie aluminium lanego 18-25% - zaś kutego i żarzonego 30-45%.

Aluminium jest najpowszechniej występującym metalem w przyrodzie (około 7%). Pojawia się. jako składnik piawie wszystkich pospolitych minerałów z wyjątkiem piasku i wapnia.

Aluminium otrzymuje się najczęściej z rudy zwianej boksyt (Al203), która zawiera do 60% wodorotlenku glinu Al(OH)3 oraz takie domieszki jak tlenki siarki (Si02). wapnia CaO i żelaza (Fe203).

Na proces otrzymywania aluminium składa się:

1)    Wytwarzanie czystego tlenku glinu

Czysty tlenek glinu można otrzymywać wieloma metodami. Najczęściej stosuje się sposób Boyera. polegający na oddziaływaniu związkami alkalicznymi (których wodorotlenki są silnymi zasadami.) na rudę boksytową. W wyniku reakcji tworzy się glinian sodu. a z niego wodorotlenek glinu. Po wyprażeniu wodorotlenku otrzymuje się czysty tlenek glinu. Tlenek glinu jest produktem wyjściowym do produkcji aluminium metodą elektrolizy.

2)    Elektroliza

Elektrolizę przeprowadza się w elektrolizerach. które zbudowane są w postaci metalowych wanien wyłożonych materiałem izolacyjnym i ubitą masą węglowo, stanowiącą katodę. Nad waruią natomiast zawiesza się kilkanaście elektrod, które stanowią anody. W wyniku elektrolizy otrzymuje się tzw. aluminium hutnicze o zawartości 99-99,6% Al. Tak otrzymane aluminium stosuje się jako surowiec na odlewy' oraz stopy aluminiowe. Zanieczyszczenie usuwa się z alummnun metodą rafinacji elektrolitycznej.

Aluminium ze względu na swoją lekkość i stosunkowo dobią wytrzymałość w porównaniu do ciężaru oraz irme właściwości jest rówrueż pow-szecluue stosowane.

-przemysł samochodowym

-    przemysł budowlany

-    przemysł energetyczny (do wyrobu przewodów elektrycznych)

-    przemysł maszynowy

-    Al-Si (siluminy) - w stopie tym twarde kryształy aluminium zapewniają efekt umocnienia, zwiększa się twardość i wytrzymałość meclraniczna oraz odporność na ścieranie, oraz pogarszają obrabialność stopów. Zastosowanie: Przemysł motoryzacyjny (głowice silników', tłoki), lotniczy, elektryczny, okrętowy

-    Al-Cu - stopy podatne na umocnienie wydzieleniowe, często obrabiane cieplnie. Skłonność do krucliego pękania na gorąco. Dobie wł. mechaniczne w podwyższonych temp. Zastosow^ranie: głowice cylindrów, tłoki silmków. stopki żelazek

-    Al-Mg - doba odporność na korozję, dobra obrabialność. Zastosowane: armatura morska, aparatura chemiczna, elementy dekoracyjne, galanteria.

-    Al-Zn - rzadko stosowane, częściej z dodatkowymi składnikami stopowymi, mała wytrzymałość w podwyższonych temp. Najczęściej stopy te występują z dodatkiem mg. który poprawia odporność na korozje i obrabialność.