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鋁的三生三世你知道嗎?

圖片  第一世

  皇家御用,貴過(guò)黃金

  丹麥化學(xué)家?jiàn)W斯特利用稀的鉀汞齊與氯化鋁反應(yīng)第一次分離出不純的金屬鋁。

  1827年德國(guó)化學(xué)家武勒重復(fù)了奧斯特的實(shí)驗(yàn),并不斷改進(jìn)制取鋁的方法。

  1854年,法國(guó)化學(xué)家德維爾把鋁礬土、木炭、食鹽混合,通入氯氣后加熱得到NaCl,AlCl?復(fù)鹽,再將此復(fù)鹽與過(guò)量的鈉熔融,得到了金屬鋁。

  1854年,德國(guó)化學(xué)家德維爾利用鈉代替鉀還原氯化鋁,制得鋁錠。

  1886年,美國(guó)的豪爾和法國(guó)的海朗特,分別獨(dú)立地電解熔融的鋁礬土和冰晶石(Na3AlF6)的混合物制得了金屬鋁,奠定了今后大規(guī)模生產(chǎn)鋁的基礎(chǔ)。

  在以后的一段時(shí)期里,鋁是帝王貴族們享用的珍寶。泰國(guó)國(guó)王使用過(guò)鋁制表鏈,法國(guó)皇帝拿破侖三世在宴會(huì)上使用過(guò)鋁制叉子。1855年在巴黎博覽會(huì)上,它與王冠上的寶石一起展出,標(biāo)簽上注明“來(lái)自黏土的白銀”。1889年,門捷列夫還曾得到倫敦化學(xué)會(huì)贈(zèng)送的鋁合金制成的花瓶和杯子。

  第二世

  跌入低谷,命運(yùn)改寫

  到19世紀(jì)末,鋁的價(jià)格發(fā)生了成千倍的跌落。

  首先是由于19世紀(jì)70年代西門子改進(jìn)了發(fā)電機(jī)后,有了廉價(jià)的電力;

  其次是由于法國(guó)的Heroult和美國(guó)的C. M. Hall于1886年分別發(fā)展了將氧化鋁溶解在冰晶石(Na3AlF6)中電解的方法。當(dāng)時(shí)他們都是22歲。這項(xiàng)創(chuàng)舉使鋁以大規(guī)模生產(chǎn),奠定了今天世界電解鋁的工業(yè)方法。

  第三世

  地球支柱,自帶光環(huán)

  世界鋁產(chǎn)量從1956年開(kāi)始超過(guò)銅產(chǎn)量一直居有色金屬之首。當(dāng)前鋁的產(chǎn)量和用量(按噸計(jì)算)僅次于鋼材,成為人類應(yīng)用的第二大金屬;而且鋁的資源十分豐富,據(jù)初步計(jì)算,鋁的礦藏儲(chǔ)存量約占地殼構(gòu)成物質(zhì)的8%以上。

  如今,鋁已經(jīng)走進(jìn)千家萬(wàn)戶,與人類工作、生活息息相關(guān)。隨著技術(shù)的飛速發(fā)展,鋁加工技術(shù)不斷升級(jí),在各行各業(yè)產(chǎn)生了廣泛而深遠(yuǎn)的影響,至今各種鋁制品已廣泛進(jìn)入千家萬(wàn)戶。

  鋁的密度很小,僅為2.7 g/cm,雖然它比較軟,但可制成各種鋁合金,如硬鋁、超硬鋁、防銹鋁、鑄鋁等。這些鋁合金廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車、火車、船舶等制造工業(yè)。此外,宇宙火箭、航天飛機(jī)、人造衛(wèi)星也使用大量的鋁及其鋁合金。例如,一架超音速飛機(jī)約由70%的鋁及其鋁合金構(gòu)成。船舶建造中也大量使用鋁,一艘大型客船的用鋁量常達(dá)幾千噸。。

  鋁的導(dǎo)電性僅次于銀、銅和金,雖然它的導(dǎo)電率只有銅的2/3,但密度只有銅的1/3,所以輸送同量的電,鋁線的質(zhì)量只有銅線的一半。鋁表面的氧化膜不僅有耐腐蝕的能力,而且有一定的絕緣性,所以鋁在電器制造工業(yè)、電線電纜工業(yè)和無(wú)線電工業(yè)中有廣泛的用途。

  鋁是熱的良導(dǎo)體,它的導(dǎo)熱能力比鐵大3倍,工業(yè)上可用鋁制造各種熱交換器、散熱材料和炊具等。

  鋁有較好的延展性(它的延展性僅次于金和銀),在100 ℃——150 ℃時(shí)可制成薄于0.01 mm的鋁箔。這些鋁箔廣泛用于包裝香煙、糖果等,還可制成鋁絲、鋁條,并能軋制各種鋁制品。

  鋁的表面因有致密的氧化物保護(hù)膜,不易受到腐蝕,常被用來(lái)制造化學(xué)反應(yīng)器、醫(yī)療器械、冷凍裝置、石油精煉裝置、石油和天然氣管道等。

  鋁粉具有銀白色光澤(一般金屬在粉末狀時(shí)的顏色多為黑色),常用來(lái)做涂料,俗稱銀粉、銀漆,以保護(hù)鐵制品不被腐蝕,而且美觀。

  鋁在氧氣中燃燒能放出大量的熱和耀眼的光,常用于制造爆炸混合物,如銨鋁炸藥(由硝酸銨、木炭粉、鋁粉、煙黑及其他可燃性有機(jī)物混合而成)、燃燒混合物(如用鋁熱劑做的炸彈和炮彈可用來(lái)攻擊難以著火的目標(biāo)或坦克、大炮等)和照明混合物(如含硝酸鋇68%、鋁粉28%、蟲膠4%)。

  鋁熱劑常用來(lái)熔煉難熔金屬和焊接鋼軌等。鋁還用做煉鋼過(guò)程中的脫氧劑。鋁粉和石墨、二氧化鈦(或其他高熔點(diǎn)金屬的氧化物)按一定比率均勻混合后,涂在金屬上,經(jīng)高溫煅燒而制成耐高溫的金屬陶瓷,它在火箭及導(dǎo)彈技術(shù)上有重要應(yīng)用。

  鋁板對(duì)光的反射性能也很好,反射紫外線比銀強(qiáng),鋁越純,其反射能力越好,因此常用來(lái)制造高質(zhì)量的反射鏡,如太陽(yáng)灶反射鏡等。

  鋁具有吸音性能,音響效果也較好,所以廣播室、現(xiàn)代化大型建筑室內(nèi)的天花板等也采用鋁。

  耐低溫,鋁在溫度低時(shí),它的強(qiáng)度反而增加而無(wú)脆性,因此它是理想的用于低溫裝置材料,如冷藏庫(kù)、冷凍庫(kù)、南極雪上車輛、氧化氫的生產(chǎn)裝置。

  改革開(kāi)放以來(lái),中國(guó)鋁工業(yè)取得了長(zhǎng)足發(fā)展,已成為世界鋁工業(yè)大國(guó),形成了從鋁土礦、氧化鋁、電解鋁、鋁加工、研發(fā)為一體的比較完善的工業(yè)體系。

  2016年度全國(guó)的電解鋁產(chǎn)量是3187萬(wàn)噸,比2015年提高了1.28%,中國(guó)本土的鋁消費(fèi)量是3280萬(wàn)噸,比2015年同期提高8.2%,現(xiàn)在電解鋁的產(chǎn)量增長(zhǎng)幅度已經(jīng)遠(yuǎn)低于消費(fèi)需求的增長(zhǎng)幅度。2016年整個(gè)行業(yè)產(chǎn)能利用率為84.6%,90%的行業(yè)企業(yè)盈利。

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