——鋁(lǚ)的简体字。铝是一种带蓝色的银白色、有光泽、质地坚韧而轻、有延展性的金属元素。做日用皿器的铝通常叫“钢精”或“钢种”。它的化学符号是Al,原子序数是13。在元素周期表中属3周期IIIA族元素。铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅,居第三位,是地壳中含量最丰富的金属元素。在金属品种中,仅次于钢铁,为第二大类金属。至19世纪末,铝才崭露头角,成为在工程应用中具有竞争力的金属,且风行一时。航空、建筑、汽车三大重要工业的发展,要求材料特性具有铝及其合金的独特性质,这就大大有利于这种新金属铝的生产和应用。铝的应用极为广泛。铝的元素原子量26.98。原子体积10.0立方厘米/摩尔。元素在太阳中的含量60ppm。元素在海水中的含量(太平洋表面)0.00013ppm。元素英文名称:Aluminum。地壳中含量82000ppm。核内质子数13。核外电子数13。核电核数13。氧化态:Main Al+3;Other Al0,Al+2。质子质量2.1749E-26。质子相对质量13.091。摩尔质量27。氢化物AlH3。氧化物Al2O3。最高价氧化物化学式Al2O3。密度2.702g/cm3。熔点660.37℃。沸点2467.0℃。燃点550℃。热导率237W/(m·K)。化学键能(kJ/mol):Al-H285,Al-C225,Al-O585,Al-F665,Al-Cl498,Al-Al200。声音在其中的传播速率5000m/s。电离能(kJ/mol):M-M+577.4,M+-M2+1816.6,M2+-M3+2744.6,M3+-M4+11575,M4+-M5+14839,M5+-M6+18376,M6+-M7+23293,M7+-M8+27457,M8+-M9+31857,M9+-M10+38459。莫氏硬度2.75。外围电子排布3s2,3p1。核外电子排布2,8,3。晶体结构:晶胞为面心立方晶胞,每个晶胞含有4个金属原子。晶胞参数:a=404.95pm,b=404.95pm,c=404.95pm;α=90°,β=90°,γ=90°。颜色和状态:银白色金属。原子半径1.82。常见化合价+3。发现人:厄斯泰德、韦勒。发现时间和地点:1825年丹麦。元素来源:地壳中含量最丰富的金属元素,含量高于7%。元素用途:可做日用器皿,因其具有氧化膜,不会锈蚀。铝的合金可作飞机、船舶、火箭的结构材料。纯铝可做超高压电缆。铝的性质和用途:物质的用途在很大程度上取决于物质的性质。由于铝有多种优良性能,因而铝有着极为广泛的用途。(1)铝的密度很小,仅为2.7g/cm3,虽然它比较软,但可制成各种铝合金,如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等。这些铝合金广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制造工业。此外,宇宙火箭、航天飞机、人造卫星也使用大量的铝及其合金。例如,一架超音速飞机约由70%的铝及其合金构成。船舶建造中也大量使用铝,一艘大型客船的用铝量常达几千吨。(2)铝的导电性仅次于银、铜,虽然它的导电率只有铜的2/3,但密度只有铜的1/3,所以输送同量的电,铝线的质量只有铜线的一半。铝表面的氧化膜不仅有耐腐蚀的能力,而且有一定的绝缘性,所以铝在电器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。(3)铝是热的良导体,它的导热能力比铁大3倍,工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。(4)铝有较好的延展性(它的延展性仅次于金和银),在100℃-150℃时可制成薄于0.01mm的铝箔。这些铝箔广泛用于包装香烟、糖果等,还可制成铝丝、铝条,并能轧制各种铝制品。(5)铝的表面因有致密的氧化物保护膜,不易受到腐蚀,常被用来制造化学反应器、医疗器械、冷冻装置、石油精炼装置、石油和天然气管道等。(6)铝粉具有银白色光泽(一般金属在粉末状时的颜色多为黑色),常用来做涂料,俗称银粉、银漆,以保护铁制品不被腐蚀,而且美观。(7)铝在氧气中燃烧能放出大量的热和耀眼的光,常用于制造爆炸混合物,如铵铝炸药(由硝酸铵、木炭粉、铝粉、烟黑及其他可燃性有机物混合而成)、燃烧混合物(如用铝热剂做的炸弹和炮弹可用来攻击难以着火的目标或坦克、大炮等)和照明混合物(如含硝酸钡68%、铝粉28%、虫胶4%)。(8)铝热剂常用来熔炼难熔金属和焊接钢轨等。铝还用做炼钢过程中的脱氧剂。铝粉和石墨、二氧化钛(或其他高熔点金属的氧化物)按一定比率均匀混合后,涂在金属上,经高温煅烧而制成耐高温的金属陶瓷,它在火箭及导弹技术上有重要应用。(9)铝板对光的反射性能也很好,反射紫外线比银强,铝越纯,其反射能力越好,因此常用来制造高质量的反射镜,如太阳灶反射镜等。(10)铝具有吸音性能,音响效果也较好,所以广播室、现代化大型建筑室内的天花板等也采用铝。铝的历史与传说:传说在古罗马,一天,一个陌生人去拜见罗马皇帝泰比里厄斯,献上一只金属杯子,杯子像银子一样闪闪发光,但是分量很轻。它是这个人从黏土中提炼出的新金属。但这个皇帝表面上表示感谢,心里却害怕这种光彩夺目的新金属会使他的金银财宝贬值,就下令把这位发明家斩首。从此,再也没有人动过提炼这种“危险金属”的念头,这种新金属就是现在大家非常熟悉的铝。aluminum一词就是从古罗马语alumen(明矾)衍生而来的。而法国皇帝拿破仑三世,为显示自己的富有和尊贵,命令官员给自己制造一顶比黄金更名贵的王冠——铝王冠。他戴上铝王冠,神气十足地接受百官的朝拜,这曾是轰动一时的新闻。拿破仑三世在举行盛大宴会时,只有他使用一套铝质餐具,而他人只能用金制、银制餐具。即使在化学界,铝也被看成最贵重的。英国皇家学会为了表彰门捷列夫对化学的杰出贡献,不惜重金制作了一只铝杯,赠送给门捷列夫。俄罗斯作家车尔尼雪夫斯基曾在他的小说《怎幺办》中写到:终有一天,铝将代替木材,甚至可能代替石头。看,这一切是多幺奢侈,到处都是铝。我们都知道地壳中最丰富的金属是铝,它占整个地壳总质量的7.45%,仅次于氧和硅,位居金属元素的第一位,是居第二位的铁含量的1.5倍,是铜的近4倍。元素辅助资料:由于铝的氧化力强,不易被还原,因而它被发现的较晚。1800年意大利物理学家伏特创建电池后,1808-1810年间英国化学家戴维和瑞典化学家贝齐里乌斯都曾试图利用电流从铝钒土中分离出铝,但都没有成功。贝齐里乌斯却给这个未能取得的金属起了一个名字alumien。这是从拉丁文alumen来。该名词在中世纪的欧洲是对具有收敛性矾的总称,是指染棉织品时的媒染剂。铝后来的拉丁名称aluminium和元素符号Al正是由此而来。1825年丹麦化学家奥斯德发表实验制取铝的经过。1827年,德国化学家武勒重复了奥斯德的实验,并不断改进制取铝的方法。1854年,德国化学家德维尔利用钠代替钾还原氯化铝,制得成锭的金属铝。1825年丹麦科学家奥斯特用无水三氯化铝与钾汞齐作用,并蒸掉汞后得到铝;1854年德维尔用金属钠还原氯化钠和氯化铝的熔盐,制得金属铝,并在1855年的巴黎博览会上展示;1886年霍尔和埃鲁分别发明了电解氧化铝和冰晶石的熔盐制铝法,使铝成为可供实用的金属。铝在地壳中的含量为8%,仅次于氧和硅。它广泛分布于岩石、泥土和动、植物体内。铝是活泼金属,在干燥空气中铝的表面立即形成厚约50埃的致密氧化膜,使铝不会进一步氧化并能耐水;但铝的粉末与空气混合则极易燃烧;熔融的铝能与水猛烈反应;高温下能将许多金属氧化物还原为相应的金属;铝是两性的,即易溶于强碱,也能溶于稀酸。世界上有数百万计的老人患老年性痴呆症。许多科学家经过研究发现,老年性痴呆症与铝有密切关系。同时还发现,铝对人体的脑、心、肝、肾的功能和免疫功能都有损害。因此,世界卫生组织于1989年正式将铝确定为食品污染物而加以控制。提出成年人每天允许铝摄入量为60mg。从我国的目前情况来看,如果不加以注意,铝的摄入量会超过这个指标。除了从氢氧化铝、胃舒平、安妥明铝盐、烟酸铝盐、阿斯匹林等药物中摄人铝以外,每人每天要从食物中摄人8mg-12mg的铝。由于使用铝制的炊具、餐具,使铝溶在食物中而被摄入约4mg。大量的铝还来自含铝的食品添加剂。含铝的食品添加剂经常用于炸油条、油饼等油炸食品。含铝的食品添加剂的发酵粉还常用于蒸馒头、花卷、糕点等。据有关部门抽查的结果看,每千克油饼中含铅量超过1000mg。如果吃50g这样的油饼,就超过了每人每天允许的铝摄入量。因此,要尽量少吃油炸食品,尽量少用含铝的膨松剂,尽量避免使用铝制的炊具及餐具。近一个世纪的历史进程中,铝的产量急剧上升,到了20世纪60年代,铝在全世界有色金属产量上超过了铜而位居首位,这时的铝已不单属于皇家贵族所有,它的用途涉及到许多领域,大至国防、航天、电力、通讯等,小到锅碗瓢盆等生活用品。它的化合物用途非常广泛,不同的含铝化合物在医药、有机合成、石油精炼等方面发挥着重要的作用。纯的铝很软,强度不大,有着良好的延展性,可拉成细丝和轧成箔片,大量用于制造电线、电缆、无线电工业以及包装业。它的导电能力约为铜的三分之二,但由于其密度仅为铜的三分之一,因而,将等质量和等长度的铝线和铜线相比,铝的导电能力约为铜的二倍,且价格较铜低,所以,野外高压线多由铝做成,节约了大量成本,缓解了铜材的紧张。铝的导热能力比铁大三倍,工业上常用铝制造各种热交换器、散热材料等,家庭使用的许多炊具也由铝制成。与铁相比,它还不易锈蚀,延长了使用寿命。铝粉具有银白色的光泽,常和其它物质混合用作涂料,刷在铁制品的表面,保护铁制品免遭腐蚀,而且美观。由于铝在氧气中燃烧时能发出耀眼的白光并放出大量的热,又常被用来制造一些爆炸混合物,如铵铝炸药等。冶金工业中,常用铝热剂来熔炼难熔金属。如铝粉和氧化铁粉混合,引发后即发生剧烈反应,交通上常用此来焊接钢轨;炼钢工业中铝常用作脱氧剂;光洁的铝板具有良好的光反一些广播室,现代化大建筑内的天花板等有的采用了铝。纯的铝较软,1906年,德国冶金学家维尔姆在铝中加入少量镁、铜,制得了坚韧的铝合金,后来,这一专利为德国杜拉公司收买,所以铝又有“杜拉铝”之称,在以后几十年的发展过程中,人们根据不同的需要,研制出了许多铝合金,在许多领域起着非常重要的作用。在某些金属中加入少量铝,便可大大改善其性能。如青铜铝(含铝4%-15%),该合金具有高强度的耐蚀性,硬度与低碳钢接近,且有着不易变暗的金属光泽,常用于珠宝饰物和建筑工业中,制造机器的零件和工具,用于酸洗设备和其它与稀硫酸、盐酸和氢氟酸接触的设备;制作电焊机电刷和夹柄;重型齿轮和蜗轮,金属成型模、机床导轨、不发生火花的工具、无磁性链条、压力容器、热交换器、压缩机叶片、船舶螺旋桨和锚等。在铝中加入镁,便制得铝镁合金,其硬度比纯的镁和铝都大许多,而且保留了其质轻的特点,常用于制造飞机的机身,火箭的箭体;制造门窗、美化居室环境;制造船舶。渗铝,是钢铁化学热处理方法的一种,使普通碳钢或铸铁表面上形成耐高温的氧化铝膜以保护内部的铁。铝是一种十分重要的金属,然而,许多含铝化会物对人类的作用也是非常重大的。铝的分类:(1)纯铝:纯铝按其纯度分为高纯铝、工业高纯铝和工业纯铝三类。焊接主要是工业纯铝,工业纯铝的纯度为99.7%-98.8%,其牌号有L1、L2、L3、L4、L5、L6等六种。(2)铝合金:往纯铝中加入合金元素就得到了铝合金。根据铝合金的加工工艺特性,可将它们分作形变铝合金和铸造铝合金两类。形变铝合金塑性好,适宜于压力加工。形变铝合金按照其性能特点和用途可分为防锈铝LF)、硬铝(LY)、超硬铝(LC)和锻铝(LD)四种。铸造铝合金按加入主要合金元素的不同,分为铝硅系(AL-Si)、铝铜系(Al-Cu)、铝镁系(Al-Mg)和铝锌系(Al-Zn)四种。主要铝合金牌号有:1024、2011、6060、6063、6061、6082、7075铝的牌号:1×××系列为:纯铝(铝含量不小于99.00%);2×××系列为:以铜为主要合金元素的铝合金;3×××系列为:以锰为主要合金元素的铝合金;4×××系列为:以硅为主要合金元素的铝合金;5×××系列为:以镁为主要合金元素的铝合金;6×××系列为:以镁为主要合金元素并以Mg2Si相为强化相的铝合金;7×××系列为:以锌为主要合金元素的铝合金;8×××系列为:以其他元素为主要合金元素的铝合金;9×××系列为:备用合金组。牌号的第二位字母表示原始纯铝或铝合金的改型情况,最后两位数表示,牌号的最后两位数字以标识同一组中不同的铝合金或表示铝的纯度。1×××系列牌号的最后两位数表示为:最低铝含量的百分点。牌号的第二位的字母表示原始纯铝的改型情况。2×××-8×××系列牌号的最后两位数没有特殊意义,仅用来区分:同一组中不同的铝合金。牌号的第二位字母表示原始纯铝的改型情况。铝和铝合金的状态:代号F××为:自由加工状态;O××为:退火状态;H××为:加工硬化状态;W××为:固熔热处理状态;T××为:热处理状态(不同于F、O、H状态)。*H××的细分状态:H后面的第一位数字表示:获得该状态的基本处理程序,如下所示。H1:单纯加工硬化状态;H2:加工硬化及不完全退火的状态;H3:加工硬化及稳定化处理的状态;H4:加工硬化及涂漆处理的状态;H后面的第二位数字:表示产品的加工硬化程度。如:0-9代表加工硬化程度越来越硬。铝合金板带材的轧制:按轧制温度可分为热轧、温轧(中温轧制)和冷轧。按轧机排列方式可分为单机架轧制、半连续轧制和连续轧制。铝卷的厚度分类:厚度大于80mm称为特厚板;厚度为4-80mm称为厚板;厚度为0.2-4.0mm称为薄板;厚度为小于0.2mm的称为铝箔。铝卷长度的计算方式:重量1000kg÷铝密度(2.71)÷宽度÷厚度=铝卷的每吨长度铝卷异形规格的起订量:每炉铝为6日-8吨,铝卷起订量为6-8吨之间。中国铝工业发展简况:改革开放以来,中国铝工业取得了长足发展,已成为世界铝工业大国,形成了从铝土矿、氧化铝、电解铝、铝加工、研发为一体的比较完善的工业体系。2006年,中国铝业从2005年的全行业亏损迅速转为全行业实现利润324亿元、利税500多亿元。国内产能的迅速集中扩张使氧化铝进口量10年来首次出现同比下降,氧化铝对外依存度较上年的45%明显降低。近年来,国内氧化铝生产中强化烧结、管道化溶出、选矿拜尔法等技术得到广泛使用;电解铝落后的自焙槽生产能力被淘汰,2006年,电解铝1200万吨产能中160kA及以上产能占83%,已经全部淘汰落后的自焙槽生产能力,部分小型预焙槽生产能力得到改造。电解铝方面,国家发展改革委下发通知,从2006年6月30日起实施电价调整方案,全国上网电价平均上调11.74元/千千瓦时,销售电价平均提高24.94元/千千瓦时,相当于销售电价每度上调2.494分钱。由于电解铝在所有工业产品中耗电量最大,每生产1吨电解铝的耗电量就高达1.5万度。国家利用电价调整对该行业进行调控,可以让一些竞争实力强大的电解铝企业获得较为优越的生存环境,而一些规模小、生产能力落后的企业则有可能淘汰出局。当能源价格不断攀升之时,世界各大铝业公司开始把建设铝业生产基地的目光转向电价低廉的中东和非洲。通过降低左右生产成本的电费,确保铝业生产的价格竞争力,成为世界各大铝业公司的着眼点。从国内政策面上分析,国家产业政策给铝行业定位在满足国内需求上,且在对高精尖产品和低技术含量产品在政策上将会有区别。因此,上下游铝企业对于行业所出现的政策性和结构性拐点,应着眼于内销市场,扩大铝在国内市场的应用;扩大铝应用领域,提高铝应用的附加值、提升技术含量。另外,铝生产企业应该多关注相关行业和下游行业发展动向,特别是掌握交通运输、电力、包装、家电等行业发展趋势,同时加大技术攻关和科技投入。中国铝型材行业的概况:中国铝型材工业经过50多年的发展,成为了世界上铝型材生产大国。截至2007年,中国在产的铝挤压厂600多家,挤压生产线约3500条企业数量、生产能力、产量均居世界第一,已成为世界铝挤压材生产大国;经过近几年产品结构的调整和市场调节,铝加工厂数减少,分布在逐步分散;产品出口增加,成为世界上最主要的铝型材生产和净出口国家。(1)产量:2007年中国铝加工材快报产量1175.9万吨,与2006年快报数814.8万吨相比增加44.3%。估计型材为660万吨,比2006年增长36.2%。(2)分布:从铝加工行业来看,珠江三角洲、长三角、环渤海等三地区,以河南为代表的中部地区发展较快。新世纪以来,全国铝加工材产量前10位省区总产量占全国总产量的所占比率在逐渐上升,2000年为82.1%,2005年为84.7%,2006年达到87.1%,2007年87.63%。广东和河南两省产量排位继续保持前两名,所占比例仍在上升。产量增幅较快的省份是山东和湖南,山东排位由2006年的第六上升到第三,产量接近100万吨,达到99.48万吨,比2006年增加85.6%。湖南省以21.12万吨的好成绩后来居上,把产量增幅相对不大的河北省挤出前十名。广东省的建筑铝型材业在国内具有突出的地位,具有绝对的优势。广东省是中国铝型材加工、制造的大省,同时又是铝的消费大省。目前,广东省的铝加工量超过300万吨/年,综合产值超过1000亿元,已形成具有明显规模优势和品牌优势的产业。据中国有色金属工业协会统计,2006年全国获得生产许可证铝型材厂有560多家,广东省有210余家;全国铝挤压材产量前10名的企业中广东省占了6家,广东省铝型材生产量占全国55%左右,市场占有率超过全国的45%。全国拥有中国名牌的铝加工企业共有17家,广东省有10家单位,其中9家为铝型材厂,1家为板带箔生产企业。(3)出口:2007年,中国铝材净出口量增加了110.0%(见表2)。其中,平轧产品的贡献明显。型材出口84.5万吨,比2006年仅增加了24.1%,增幅同比下降56.1%。主要受欧美房地产业不景气和国家7月1日取消出口退税的影响。(4)动向:电解铝与加工企业相互延伸;中国铝加工企业积极上市融资;高速列车车体型材成功应用在我国自主知识产权的300km/h列车上,标志着中国已经跨入世界上能够生产300km/h高速列车型材国家的行列;工业型材、高档节能型建筑型材产品比例增加;各种新技术在铝加工生产中得到了应用。