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  金屬元素-鋁
  鋁是地球上含量極豐富的金屬元素，其蘊(yùn)藏量在金屬中居第2位。至19世紀(jì)末，鋁才嶄露頭角，成為在工程應(yīng)用中具有競爭力的金屬，且風(fēng)行一時(shí)。航空、建筑、汽車三大重要工業(yè)的發(fā)展，要求材料特性具有鋁及其合金的獨(dú)特性質(zhì)，這就大大有利于這種新金屬－鋁的生產(chǎn)和應(yīng)用。
  當(dāng)1886年Charles Hall在美國俄亥俄州和Paul Heroupt在法國各自獨(dú)立地將溶解在熔融冰晶石中的氧化鋁(Al2O3)的電解還原技開發(fā)成功之時(shí)，世界上首批以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力設(shè)備的車輛問世，隨之而來的便是作為汽車業(yè)需用的、具有越來越大的工程價(jià)值的材料－鋁及其合金對(duì)汽車工業(yè)的發(fā)展開始起重要的作用。電氣化也要求將大量質(zhì)輕的導(dǎo)電金屬－鋁用于長距離輸送電，用于建造支撐架空電纜綱絡(luò)所需要的塔架，以便以發(fā)電廠傳輸電能。
  鋁工業(yè)的發(fā)展還不只限于上述內(nèi)容。鋁在商業(yè)上應(yīng)用于諸如鏡框、門牌和餐用托盤之類的新穎物品。鋁制的炊事用具也成為市場上的一類商品?，F(xiàn)在，鋁已發(fā)展成具有各種各樣用途的材料，其范圍之廣足以使現(xiàn)代生活的各個(gè)側(cè)面直接地受到鋁的應(yīng)用的影響。 
  鋁的生產(chǎn)  
 所有鋁的生產(chǎn)均基于Hall-Heroult法。將從鋁土礦制得的氧化鋁溶于冰晶石電解液，其中加有幾種氟化物的鹽類以控制電解液的溫度、密度、電阻率以及鋁的溶解度。然后，通入電流電解已熔的氧化鋁。這樣，氧在碳陽極上生成并與后者起反應(yīng)，而鋁則在陰極上作為金屬液層而聚集。已分離出的金屬可以定時(shí)用虹吸法或真空法移出度坩堝中，然后將鋁液轉(zhuǎn)移到鑄造設(shè)備中澆鑄成錠。
Courtesy of Kamkiu Aluminium Extrusion Co. Ltd  
  冶煉出來的鋁含有的主要雜質(zhì)是鐵與硅，鋅、鎵、鈦、釩也通常作為微量雜質(zhì)存在。國際上鋁的最低純度是以確定的成分及其數(shù)值作為基本標(biāo)準(zhǔn)。在美國，以形成常規(guī)做法是將鐵與銈的相對(duì)濃度作為更重要的標(biāo)準(zhǔn)來考慮。未合金化的金屬級(jí)別，可由其純度來決定，如含鋁量為99.70%的鋁，或者由美國鋁協(xié)會(huì)制訂的方法來決定，該法規(guī)定以Pxxx級(jí)別為標(biāo)準(zhǔn)。在后一種情況下，字母P后的數(shù)字表明硅與鐵各自的最大的百份之零點(diǎn)幾數(shù)值。
  全世界原生鋁產(chǎn)量總數(shù)為17.304 x 106Mg 。美國的鋁產(chǎn)量占1988年世界產(chǎn)量的22.8%，而歐洲占21.7%。其余55.5%的鋁由亞洲(6.6%)、加拿大(8.9%)、拉丁美洲(含南美洲)(8.8%)、大洋洲(7.8%)、非洲(3.1%)和其它地區(qū)(21.3%)生產(chǎn)。 
  鋁的主要特性:
  鋁及其合金的優(yōu)良特點(diǎn)是其外觀好、質(zhì)輕，可機(jī)加工性、物理和力學(xué)性能好，以及抗腐蝕性好，從而使鋁及鋁合金在很多應(yīng)用領(lǐng)域中被認(rèn)為最為經(jīng)濟(jì)實(shí)用。 
   鋁的密度只有2.7g/cm3，約為鋼、銅或黃銅的密度(分別為7.83g/ cm3，8.93g/ cm3)，的1/3。在大多數(shù)環(huán)境條件下，包括在空氣、水(或鹽水)、石油化學(xué)和很多化學(xué)體系中，鋁能顯示優(yōu)良的抗腐蝕性。 
   鋁的表面具有高度的反射性。輻射能、可見光、輻射熱和電波都能有效地被鋁反射，而陽極氧化和深色陽極氧化的表面可以是反射性的，也可以是吸收性的，拋光后的鋁在很寬波長范圍內(nèi)具有優(yōu)良的反射性，因而具有各種裝飾用途及具有反射功能性的用途。
  鋁通常顯示出優(yōu)良的電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率，具有高電阻率的一些特定鋁合金也已經(jīng)研制成功，這些合金可用于如高轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)機(jī)中。鋁由于它的優(yōu)良電導(dǎo)率而常被選用。在重量相等的基礎(chǔ)上，鋁的電導(dǎo)率近于銅的兩倍。鋁合金的熱導(dǎo)量率大約是銅的50-60%，這對(duì)制造熱交換器、蒸發(fā)器、加熱電器、炊事用具，以及汽車的缸蓋與散熱器皆為有利。 
   鋁是非鐵磁性的，這對(duì)電氣工業(yè)和電子工業(yè)而言是一重要特性。鋁是不能自燃的，這對(duì)涉及裝卸或接觸易燃易爆材料的應(yīng)用來說是重要的。鋁無毒性，通常用于制造盛食品和飲料的容器。它的自然表面狀態(tài)具有宜人的外觀。它柔軟、有光澤，而且為了美觀，還可著色或染上紋理圖案。 
   一些鋁合金在強(qiáng)度上超過結(jié)構(gòu)鋼材，但是純鋁及某些鋁合金的強(qiáng)度和硬度極低。在現(xiàn)代生活中，鋁已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在建筑行業(yè)中。 
  可機(jī)加工性:
  鋁的可機(jī)加工性是優(yōu)良的。在各種變形鋁合金和鑄造鋁合金中，以及在這些合金產(chǎn)出后具有的各種狀態(tài)中，機(jī)加工特性的變化相當(dāng)大，這就需要特殊的機(jī)床或技術(shù)。 
  可成形性:
  這是鋁及許多鋁合金較重要的特性之一。特定的拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、可延展性和相應(yīng)的加工硬化率支配著允許變形量的變化。商業(yè)上可提供的鋁合金在不同形態(tài)下成形性的額定值取決于成形的工藝方法。這些額定值在作金屬加工特性的定性對(duì)照中僅能起大致的指導(dǎo)作用，即不能定量地作為成形性的極值。 
  可鍛性:
  鋁合金可以鍛造成形狀與品種繁多的鍛件，它們的最終部件鍛造設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的選<