El aluminio es un elemento de la Tabla Periódica que se conoce en el curso de química de la escuela. En la mayoría de los compuestos, exhibe trivalente, pero a altas temperaturas alcanza un cierto grado de oxidación. Uno de sus compuestos más importantes es la alúmina .
Las principales características del aluminio.
El aluminio es un metal plateado con un peso específico de 2.7 * 10 3 kg / m 3 y una densidad de 2.7 g / cm 3 . Ligero y plástico, bueno como conductor de electricidad, debido a que la conductividad térmica del aluminio es bastante alta: 180 kcal / m * h * granizo (se indica el coeficiente de conductividad térmica). La conductividad térmica del aluminio es cinco veces mayor que la del arrabio y el hierro tres veces.
Debido a su composición, este metal se puede enrollar fácilmente en una hoja delgada o en un alambre. En contacto con el aire, se forma una película de óxido (óxido de aluminio) en su superficie, que es una protección contra la oxidación y garantiza sus altas propiedades anticorrosivas . El aluminio delgado, por ejemplo, la lámina o el polvo de este metal se quema instantáneamente si se calienta a altas temperaturas y se convierte en óxido de aluminio.
El metal no es particularmente resistente a los ácidos agresivos. Por ejemplo, se puede disolver en ácidos sulfúrico o clorhídrico, incluso si se diluyen, especialmente si se calientan. Sin embargo, no se disuelve ni en ácido nítrico diluido ni en concentrado y al mismo tiempo frío, debido a la película de óxido. Las soluciones alcalinas acuosas tienen un cierto efecto sobre el metal: la capa de óxido se disuelve y se forman sales que contienen este metal en la composición de los anión - aluminatos.
Se sabe que el aluminio es el metal más frecuente en la naturaleza, pero por primera vez en su forma pura, fue posible que un científico-físico de Dinamarca, H. Oersted, lo obtuviera en 1925 del siglo XIX. Este metal es el tercero más abundante en la naturaleza entre los elementos y es el líder entre los metales. 8.8% de aluminio contiene corteza de tierra. Se encontró en la composición de mica, feldespatos, arcillas y minerales.
Producción y uso de aluminio.
El proceso de producción es muy intensivo en energía y, por lo tanto, la primera planta grande en nuestro país se construyó y lanzó en el siglo XX. La principal materia prima para la producción de este metal es la alúmina. Para conseguirlo, necesitas minerales que contengan aluminio o bauxita, limpiados de impurezas. A continuación, se derrite electrolíticamente la criolita natural o obtenida artificialmente a una temperatura ligeramente inferior a 1000 ºС. Luego comience a agregar un poco de alúmina y sustancias relacionadas necesarias para mejorar la calidad del metal. En el proceso, el óxido comienza a descomponerse y se libera aluminio. La pureza del metal producido es 99.7% y mayor.
Este elemento ha encontrado su aplicación en la producción de alimentos como papel de aluminio y cubertería, en la construcción se usa en sus aleaciones con otros metales, en aviación, en ingeniería eléctrica como sustituto del cobre para cables, como aditivo de aleación en metalurgia, aluminotermia y otras industrias.
¿Cuál es el punto de fusión de los metales?
La temperatura de fusión de los metales es la temperatura del calentamiento del metal, a la que comienza el proceso de transición del estado inicial a otro, es decir, el proceso opuesto a la cristalización (solidificación), pero está vinculado de forma inextricable con él.
Por lo tanto, para fundir, el metal se calienta desde el exterior hasta la temperatura de fusión y continúa calentando para superar el límite de transición de fase. La conclusión es que el índice de temperatura de fusión significa la temperatura a la que el metal está en equilibrio de fase, es decir, entre un líquido y un sólido. En otras palabras, existe simultáneamente, tanto en eso como en otro estado. Y para fundir , necesita calentarla más que la temperatura límite, para que el proceso vaya en la dirección correcta.
Vale la pena decir que solo para composiciones puras la temperatura de fusión es constante. Si el metal contiene impurezas, cambiará el límite de transición de fase y, en consecuencia, el punto de fusión será diferente. Esto se explica por el hecho de que la composición con impurezas tiene una estructura cristalina diferente, en la que los átomos interactúan entre sí de una manera diferente. En base a este principio, los metales se pueden dividir en:
- fácil fusión, como mercurio y galio, por ejemplo, (temperatura de fusión de hasta 600 ° C)
- La fusión media es de aluminio y cobre (600-1600 ° С)
- refractario - molibdeno, tungsteno (más de 1600 ° С).
El conocimiento del índice de punto de fusión es necesario, tanto en la producción de aleaciones para el cálculo correcto de sus parámetros, como en la operación de los productos a partir de ellos, ya que este indicador determina las limitaciones de su uso. Hace mucho tiempo, por conveniencia, los físicos resumieron científicamente estos datos en una sola tabla. Hay tablas de temperaturas de fusión de ambos metales y sus aleaciones.
Punto de fusión de aluminio
La fusión es el proceso de procesamiento de metales, generalmente en hornos especiales para producir una aleación de la calidad deseada en estado líquido. Como se mencionó anteriormente, el aluminio pertenece a metales de fusión media y se funde cuando se calienta a 660ºС. En la fabricación de productos metálicos, el punto de fusión afecta la elección del horno o unidad de fusión y, en consecuencia, las formas refractarias utilizadas para la fundición.
La temperatura indicada se refiere al proceso de fusión del aluminio puro. Ya que en su forma pura se usa con menos frecuencia, y la introducción de impurezas en su composición cambia el punto de fusión. Las aleaciones de aluminio se hacen para cambiar cualquiera de sus propiedades, para aumentar la resistencia, por ejemplo, o la resistencia al calor . Como aditivos utilizados:
- cinc
- cobre
- magnesio
- silicio
- manganeso
Agregar impurezas conlleva una disminución en la conductividad eléctrica, deterioro o mejora de las propiedades de corrosión, un aumento en la densidad relativa.
Por lo general, la adición de otros elementos al metal hace que el punto de fusión de la aleación caiga, pero no siempre. Por ejemplo, la adición de cobre en la cantidad de 5.7% conduce a una disminución en el punto de fusión a 548ºС. La aleación resultante se llama duraluminio, se somete a un mayor endurecimiento térmico. Y los compuestos de aluminio-magnesio se funden a una temperatura de 700 - 750 ºС.
Durante el proceso de fusión , se requiere un control estricto de la temperatura de la masa fundida, así como la presencia de gases en la composición, que se detectan a través de muestras de proceso o por extracción al vacío. En la etapa final de producción de aleaciones de aluminio, se modifican.