Aluminium (IPA: /ˌæljʊˈmɪniəm/, /ˌæljəˈmɪniəm/) oder Aluminium (/əˈluːmɪnəm/, sehen Sie Rechtschreibung unter) ist ein silbriges Weißes und duktil Mitglied von Borgruppe von chemische Elemente. Es hat das Symbol Al; sein Ordnungszahl ist 13. Es ist nicht im Wasser unter normalen Umständen löslich. Aluminium ist das meiste reichlich vorhandene Metall in Masse's Krusteund der Third das meiste reichlich vorhandene Element darin, nachher Sauerstoff und Silikon. Es bildet ungefähr 8% nach Gewicht der festen Oberfläche der Masse. Aluminium ist chemisch zu reagierend, in der Natur als das freie Metall aufzutreten. Stattdessen wird es kombiniert innen über 270 unterschiedlich gefunden Mineralien.^[1] Die Hauptquelle des Aluminiums ist Bauxit Erz.

Aluminium ist bemerkenswert, damit seine Fähigkeit widersteht Korrosion (wegen des Phänomenes von Passivierung) und seine niedrige Dichte. Strukturelle Bestandteile gebildet vom Aluminium und sein Legierungen seien Sie zu lebenswichtig Luftfahrt Industrie und sehr wichtiges in anderen Bereichen von Transport und Gebäude. Seine reagierende Natur bildet es nützlich als Katalysator oder Zusatz in den chemischen Mischungen, einschließlich innen verwendet werden Ammoniumnitrat Explosivstoffe Knallenergie erhöhen.

Eigenschaften

Aluminium ist ein weiches, haltbar, kompakt, formbar Metall wenn das Aussehen von silbrigem reicht, bis zu stumpfem Grau, abhängig von der Oberflächenrauheit. Aluminium ist ungiftig nonsparking, antimagnetisch, und. Es ist auch im Spiritus unlöslich, obwohl es im Wasser in bestimmten Formen löslich sein kann. Ergebnisstärke vom reinen Aluminium ist 7-11 MPa, während Aluminiumlegierungen haben Sie Ergebnisstärken, von 200 MPa bis 600 MPa zu reichen.^[2] Aluminium hat ungefähr Drittel Dichte und Steifheit von Stahl. Es ist duktilund leicht bearbeitet, Formund verdrängt.

Korrosion Widerstand liegt an einer dünnen Deckschicht von ausgezeichnetes Aluminiumoxyd das bildet, sich wenn das Metall Luft ausgesetzt wird und effektiv weiter verhindert Oxidation. Die stärksten Aluminiumlegierungen liegen an weniger korrosionsbeständiges galvanisch Reaktionen mit legiert Kupfer.^[2]

Aluminiumatome werden in geordnet flächenzentriertes Kubik Struktur (FCC). Aluminium hat eine Höhe Stapelnstörung Energie vom ungefähr 200 mJ/m ².^[3]

Aluminium ist eins der wenigen Metalle, die volles silbriges Reflexionsvermögen in fein pulverisierter Form behalten und bildet es einen wichtigen Bestandteil von den silbernen Farben. Aluminiumspiegelende hat das höchste Reflexionsvermögen jedes möglichen Metalls im 200-400 Nanometer (UV) und das 3000-10000 Nanometer (weit IR) Regionen, während in der 400-700 Nanometer sichtbaren Strecke sie etwas vorbei übertroffen wird Zinn und Silber und im 700-3000 (nahe IR) durch Silber, Goldund Kupfer.^{[Zitieren benötigte]}

Aluminium ist ein gutes thermisch und elektrischer Leiter, verbessern Sie nach Gewicht als Kupfer. Aluminium ist zum Sein a fähig superconductor, mit einer superconducting kritischen Temperatur von 1.2 kelvins und ein kritisches magnetisches fangen von ungefähr 100 auf Gauss.^[4]

Isotope

Hauptartikel: Isotope des Aluminiums

Aluminium hat neun Isotope, dessen Masse Strecke von 23 bis 30 numeriert. Nur ²⁷Al (beständiges Isotop) und ²⁶Al (radioaktiv Isotop, t_1/2 = 7.2 × 10⁵ y) treten Sie natürlich auf; jedoch, ²⁷Al hat einen natürlichen überfluß an 99.9+ %. ²⁶Al wird aus produziert Argon in Atmosphäre durch Spallation vorbei verursacht Cosmic-ray Protone. Aluminiumisotope haben praktische Anwendung bei der Datierung gefunden Marine Sedimente, Manganknötchen, Glazial- Eis, Quarz in Felsen Belichtungen und Meteorite. Das Verhältnis von ²⁶Al zu ¹⁰Seien Sie ist verwendet worden, die Rolle des Transportes, Absetzung zu studieren, Sediment Ablage, Beerdigung Zeiten und Abnutzung auf 10⁵ bis 10⁶ Jahrzeitskalen.^{[Zitieren benötigte]} Cosmogenic ²⁶Al wurde zuerst in den Studien von angewendet Mond und Meteorite. Meteorit Fragmente, nach Abfahrt von ihren Elternteilkörpern, werden intensiver Cosmic-raybombardierung während ihres Spielraums durch den Raum ausgesetzt und verursachen Wesentliches ²⁶Alproduktion. Nachdem sie zur Masse gefallen ist, schützt die atmosphärische Abschirmung die Meteoritfragmente vor weiterem ²⁶Alproduktion und sein Zerfall können dann verwendet werden, um das terrestrische Alter des Meteorits festzustellen. Meteoritforschung hat auch die gezeigt ²⁶Al war zu der Zeit der Anordnung unseres planetarischen Systems verhältnismäßig reichlich vorhanden. Die meisten meteoriticists glauben, daß die Energie durch den Zerfall von freigab ²⁶Al war für das Schmelzen verantwortlich und Unterscheidung von einigem Planetoide vor nach ihrer Anordnung 4.55 Milliarde Jahren.^[5]

Natürliches Auftreten

In Kruste der Masse, ist Aluminium das reichlich vorhandenste (8.13%) metallische Element und der Third, der von allen Elementen reichlich am vorhandensten ist (nach Sauerstoff und Silikon). Jedoch wegen seiner starken Affinität zum Sauerstoff, wird es nicht im elementaren Zustand aber nur in kombinierten Formen wie Oxiden oder Kieselsäureverbindungen gefunden. Feldspate, sind die allgemeinste Gruppe der Mineralien in der Kruste der Masse, aluminosilicates.

Obgleich Aluminium ein extrem allgemeines und weitverbreitetes Element ist, sind die allgemeinen Aluminiummineralien nicht ökonomische Quellen des Metalls. Fast alles metallische Aluminium wird aus produziert Erz Bauxit. Bauxit tritt als a auf Verwitterung Produkt des niedrigen Eisen- und Silikongrundgesteins in den tropischen klimatischen Verhältnissen.^[6]

Produktion und Verfeinerung

Obgleich Aluminium das reichlich vorhandenste metallische Element in der Kruste der Masse (geglaubt, um 7.5 bis 8.1 Prozent zu sein) ist, ist es in seiner freien Form selten und tritt in den Sauerstoff-unzulänglichen Klimas wie auf vulkanisch Schlamm und es galten einmal als a kostbares Metall wertvoller als Gold. Napoleon III, ist Kaiser von Frankreich, angeblich, ein Bankett gegeben zu haben, in dem den geehrten Gästen Aluminiumgeräte gegeben wurden, während die anderen Gäste mit Gold sich zufriedengeben mußten.^[7]^[8] Washington Denkmal wurde durchgeführt, wenn der Aluminiumschlußstein 100 Unze (2.8 Kilogramm gesetzt ist), an der richtigen Stelle am 6. Dezember 1884, in eine durchdachte Widmung Zeremonie. Es war das größte Einzelstück des Aluminiums zu der Zeit geworfen. Zu dieser Zeit war Aluminium kostspieliger als Silber, Gold oder Platin. Aluminium ist in den handelsüblichen Mengen für gerechtes über 100 Jahren produziert worden.

Aluminium ist ein stark reagierendes Metall, das eine energiereiche chemische Bindung mit Sauerstoff bildet. Verglichen mit den meisten anderen Metallen, zu extrahieren ist schwierig, vom Erz, wie Bauxit, wegen der Energie erfordert, um Aluminiumoxyd zu verringern (Al₂O₃). Z.B. direkte Verkleinerung mit Carbon, wie verwendet wird zu produzieren Eisen, ist nicht chemisch möglich, da Aluminium ein stärkeres Reduktionsmittel als Carbon ist. Aluminiumoxyd hat einen Schmelzpunkt von ungefähr 2.000 °C. Folglich muß es vorbei extrahiert werden Elektrolyse. In diesem Prozeß wird das Aluminiumoxyd in flüssigem aufgelöst Kryolith und dann verringert auf dem reinen Metall. Die funktionsfähige Temperatur der Verkleinerung Zellen ist herum 950 bis 980 °C. Kryolith wird als Mineral innen gefunden Grönland, aber im industriellen Gebrauch ist es durch eine synthetische Substanz ersetzt worden. Kryolith ist ein Chemikaliemittel des Aluminiums, Natriumund Kalzium Fluoride: (Na₃AlF₆). Das Aluminiumoxyd (ein weißes Puder) wird erhalten, indem man Bauxit in verfeinert Bayer Prozeß von Karl Bayer. (Vorher, Deville Prozeß war die überwiegende Raffinierung Technologie.)

Der elektrolytische Prozeß ersetzte Wöhler Prozeß, das die Verkleinerung der wasserfreien Aluminiumchlorverbindung in miteinbezog Kalium. Beide von Elektroden in der Elektrolyse des Aluminiumoxyds benutzt Carbon. Sobald das Erz im flüssigen Zustand ist, sind seine Ionen frei, herum zu bewegen. Die Reaktion auf Kathode (negative Elektrode) ist

Al³⁺ + 3 e⁻ → Al

Hier ist das Aluminiumion verringert (Elektronen werden addiert). Das Aluminiummetall dann sinkt zur Unterseite und wird weg geklopft.

An Anode (positive Elektrode), wird Sauerstoff gebildet:

2 O²⁻ → O₂ + 4 e⁻

Diese Carbonanode wird dann durch den Sauerstoff oxidiert und gibt Kohlendioxyd frei.

O₂ + C → CO₂

Die Anoden in einer Verkleinerung Zelle müssen folglich regelmäßig ersetzt werden, da sie im Prozeß verbraucht werden.

Anders als die Anoden werden die Kathoden nicht oxidiert, weil es kein Sauerstoffgeschenk gibt, da die Carbonkathoden durch das flüssige Aluminium innerhalb der Zellen geschützt werden. Dennoch fressen Kathoden ab, hauptsächlich wegen der elektrochemischen Prozesse. Nach fünf bis 10 Jahren abhängig von dem Strom, der in der Elektrolyse benutzt wird, muß eine Zelle wegen der Kathode Abnutzung umgebaut werden.

Aluminiumelektrolyse mit Hall-Héroult Prozeß verbraucht eine Menge Energie, aber alternative Prozesse wurden immer gefunden, um weniger entwicklungsfähig zu sein ökonomisch und/oder ökologisch. Der weltweite durchschnittliche spezifische Energieverbrauch ist ungefähr 15±0.5 Kilowattstunden pro das Kilogramm Aluminium produziert (52 bis 56 MJ/kg). Die modernsten Schmelzer erzielen ungefähr 12.8 Kilowatt·h/kg (46.1 MJ/kg). (Vergleichen Sie dieses mit Hitze der Reaktion, 31 MJ/kg und Gibbs geben Energie frei der Reaktion, der 29 MJ/kg.) die Verkleinerung Linie Ströme für ältere Technologien sind gewöhnlich Ka 100 bis 200; state-of-the-art Schmelzer ^[9] funktionieren Sie an Ka ungefähr 350. Versuche sind mit 500 Kazellen berichtet worden.

Wiederaufnahme des Metalls über Wiederverwertung ist eine wichtige Facette der Aluminiumindustrie geworden. Die Wiederverwertung bezieht mit ein, den Schrott, einen Prozeß zu schmelzen, der nur fünf Prozent der Energie erfordert, die verwendet wird, um Aluminium aus Erz zu produzieren. Jedoch ist ein bedeutendes Teil (bis 15% von Eingang Material) wie verloren Abfall (Asche-wie Oxid).^[10] Die Wiederverwertung war eine flache Tätigkeit bis die späten sechziger Jahre, als der wachsende Gebrauch des Aluminiums Getränkedosen es zum allgemeinen Bewußtsein geholt.

Elektrische Leistung stellt ungefähr 20% bis 40% der Kosten des Produzierens des Aluminiums, abhängig von der Position des Schmelzers dar. Schmelzer neigen, wo elektrische Leistung reichlich und billig ist, wie aufgestellt zu werden Südafrika, Südinsel von Neuseeland, Australien, Volksrepublik China, Mittlere Osten, Rußland, Quebec und Britisch-Kolumbien in Kanadaund Island.

2005 war die Volksrepublik China der obere Produzent des Aluminiums mit fast Fünftel Weltanteil, gefolgt von Rußland, von Kanada und von USA, die Reports Britische geologische übersicht.

Über den letzten 50 Jahren hat Australien einem Hauptproduzenten des Bauxiterzes und einem Hauptproduzenten und einem Exporteur von Tonerde gestanden.^[11] Australien produzierte 62 Million Tonnen Bauxit 2005. Die australischen Ablagerungen haben einige Raffinierung Probleme, haben etwas Sein hoch im Silikon aber den Vorteil des Seins flach und verhältnismäßig einfach zu meinen.^[12]

Sehen Sie auch: Kategorie: Aluminiummineralien

Chemie

Oxidation Zustand einer

AlH wird produziert, wenn Aluminium in einer Atmosphäre von geheizt wird Wasserstoff.
Al₂O wird gebildet, indem man das normale Oxid, Al heizt₂O₃, mit Silikon bei °C 1800 in a Vakuum.
Al₂S kann gebildet werden, indem man Al heizt₂S₃ mit Aluminiumschnitzeln bei °C 1300 in einem Vakuum. Es schnell disproportionates zu den Ausgangsmaterialien. Der Selenide wird in einer parallelen Weise gebildet.
AlF, AlCl und AlBr bestehen in der gasförmigen Phase, als das Trihalogenid mit Aluminium geheizt wird.

Aluminiumhalogenide bestehen normalerweise in der Form AlX₃. z.B. AlF₃, AlCl₃, AlBr₃, Ali₃ etc.

Oxidation Zustand zwei

Aluminiummonoxyd, Ist AlO, anwesend, als Aluminiumpuder im Sauerstoff brennt.

Oxidation Zustand drei

Richtlinien Fajans zeigen Sie dem das einfache dreiwertige Kation Al³⁺ wird nicht erwartet, in den wasserfreien Salzen oder in den binären Mitteln wie Al gefunden zu werden₂O₃. Das Hydroxid ist eine schwache Unterseite und Aluminiumsalze der schwachen Säuren, wie Karbonat, können nicht vorbereitet werden. Die Salze der starken Säuren, wie Nitrat, sind beständig und Lösliches im Wasser und bilden Hydrate mit mindestens sechs Molekülen von Wasser der Kristallisation.
Aluminiumhydrid, (AlH₃)_n, kann aus produziert werden Trimethylaluminium und ein überfluß des Wasserstoffs. Es brennt explosiv in einer Luft. Es kann durch die Tätigkeit der Aluminiumchlorverbindung auch an vorbereitet werden Lithiumhydrid in äther Lösung, aber kann nicht vom Lösungsmittel frei lokalisiert werden.
Aluminiumkarbid, Al₄C₃ wird gebildet, indem man eine Mischung der Elemente über 1000 °C. heizt. Die hellgelben Kristalle haben eine komplizierte Gitterstruktur und reagieren mit Wasser oder verdünnten Säuren zum Geben Methan. acetylide, Al₂(C₂)₃, wird gebildet, indem man überschreitet Acetylen über geheiztem Aluminium.
Aluminiumnitrid, Kann AlN, von den Elementen bei 800 °C. gebildet werden. Es wird durch Wasser hydrolysiert, um sich zu bilden Ammoniak und Aluminiumhydroxid.
Aluminiumphosphid, Wird Alpe, ähnlich und Hydrolysen gebildet, um zu geben Phosphin.
Aluminiumoxyd, Al₂O₃, tritt natürlich als Korund auf und kann indem das Brennen des Aluminiums im Sauerstoff oder indem das Heizen des Hydroxids, des Nitrats oder des Sulfats gebildet werden. Als Edelstein wird seine Härte nur vorbei überstiegen Diamant, Bornitridund Karborundum. Es ist im Wasser fast unlöslich.
Aluminiumhydroxid kann als gallertartiger Niederschlag indem das Hinzufügen des Ammoniaks einer wässerigen Lösung eines Aluminiumsalzes vorbereitet werden. Es ist amphoter, seiend eine sehr schwache Säure und bilden Aluminate mit Alkalien. Es besteht in den verschiedenen kristallenen Formen.
Aluminiumsulfid, Al₂S₃, kann indem das Überschreiten vorbereitet werden Wasserstofsulfid überaluminiumpuder. Es ist polymorph.
Aluminiumjodid, (Ali₃)₂, ist a Dimer mit Anwendungen innen organische Synthese.
Aluminiumfluorid, AlF₃, wird gebildet, indem man das Hydroxid mit HF behandelt, oder kann von den Elementen gebildet werden. Es besteht aus einem riesigen Molekül, das sublimes, ohne zu schmelzen bei 1291 °C. Es ist sehr träge. Die anderen trihalides sind zweiteilig und haben a Brücke-wie Struktur.
Aluminiumfluorid-/-wasserkomplexe: Wenn Aluminium und Fluorid zusammen in der wässerigen Lösung sind, bilden sie bereitwillig komplizierte Ionen wie AlF (H₂O)₅⁺², AlF₃(H₂O)₃⁰, AlF₆^-3. Von diesen AlF₆^-3 ist das beständigste. Dieses wird durch die Tatsache daß Aluminium und Fluorid, die beide sehr kompakten Ionen sind, Sitz zusammen gerade nach rechts erklärt, um den octahedral Aluminium Hexafluoridekomplex zu bilden. Wenn Aluminium und Fluorid zusammen im Wasser in einem 1:6 molaren Verhältnis sind, AlF₆^-3 ist die allgemeinste Form, sogar in den ziemlich niedrigen Konzentrationen.
Organometallische Mittel der empirischen Formel AlR₃ bestehen und, wenn nicht auch riesige Moleküle, sind mindestens Dimer oder Trimere. Sie haben etwas Gebrauch in der organischen Synthese, im zum Beispiel Trimethylaluminium.
Alumino-Hydride der electropositive Elemente bekannt, das nützlichste Sein Lithiumaluminiumhydrid, Li [AlH₄]. Es zerlegt in Lithiumhydrid, -aluminium und -wasserstoff, wenn es geheizt wird, und wird durch Wasser hydrolysiert. Es hat viel Gebrauch in der organischen Chemie, besonders als Reduktionsmittel. Die aluminohalides haben eine ähnliche Struktur.

Blöcke

Im Journal Wissenschaft von 14. Januar 2005 es wurde daß Blöcke von 13 Aluminiumatomen berichtet (Al₁₃) gehabt gebildet, um sich wie zu benehmen Jod Atom; und, 14 Aluminiumatome (Al₁₄) benommen wie Erdalkali Atom. Die Forscher springen auch 12 Jodatome zu einem Al₁₃ sammeln Sie sich, um eine neue Kategorie polyiodide zu bilden. Diese Entdeckung wird berichtet, um die Möglichkeit einer neuen Kennzeichnung von zu verursachen periodische Tabelle: superatoms. Die Forschung Mannschaften wurden von Shiv N. geführt. Khanna (Virginia Commonwealth-Universität) und A. Welford Castleman Jr (Penn Landesuniversität).^[13]

Anwendungen

Allgemeiner Gebrauch

Aluminium ist das am meisten benutzteste Nichteisenmetall.^[14] Globale Produktion des Aluminiums 2005 war 31.9 Million Tonnen. Es überstieg das jedes möglichen anderen Metalls ausgenommen Eisen (837.5 Million Tonnen).^[15] Verhältnismäßig reines Aluminium wird angetroffen, nur wenn Korrosionsbeständigkeit und/oder workability wichtiger als Stärke oder Härte ist. Eine Dünnschicht des Aluminiums kann auf eine flache Oberfläche vorbei niedergelegt werden körperliche Dampfabsetzung oder (sehr selten) Absetzung des chemischen Dampfes oder andere chemische Mittel sich zu bilden optische Schichten und Spiegel. Wenn er so niedergelegt wird, dient ein frischer, reiner Aluminiumfilm als guter Reflektor (ungefähr 92%) von sichtbares Licht und ein ausgezeichneter Reflektor (soviel wie 98%) des Mittels und weit des Infrared.

Reines Aluminium hat ein Tief Dehnfestigkeit, aber, wenn sie mit der thermomechanischen Verarbeitung kombiniert werden, zeigen Aluminiumlegierungen eine markierte Verbesserung in den mechanischen Eigenschaften, besonders wenn an gemildert. Lebenswichtige Bestandteile der Aluminiumlegierung-Form von Flugzeug und Raketen resultierend aus ihrer Höhe - Stärke - Zugewicht Verhältnis. Aluminium bildet bereitwillig Legierungen mit vielen Elementen wie Kupfer, Zink, Magnesium, Mangan und Silikon (z.B., Duralumin). Heute sind fast alle Massenmetallmaterialien, auf die lose als „Aluminium beziehen,“ wirklich Legierungen. Z.B. das Common Aluminiumfolien sind Legierungen 92% bis 99% des Aluminiums.^[16]

Einiger des vielen Gebrauches für Aluminiummetall sind in:

Transport (Automobile, Flugzeug, LKWas, Bahnautos, Marinebehälter, Fahrräder etc.)
Verpacken (Dosen, Folie, etc.)
Wasserbehandlung
Behandlung gegen Fischparasiten wie Gyrodactylus salaris.
Aufbau (Fenster, Türen, Abstellgleis, errichtende Leitung, etc.)
Kochende Geräte
Elektrische Getriebelinien für Netzverteilung
MKM Stahl und Alnico Magneten
Superreinheitaluminium (BADEKURORT, Al 99.980% bis 99.999%), benutzt in der Elektronik und CDs.
Kühlbleche für elektronische Geräte wie Transistoren und CPUs.
Pulverisiertes Aluminium wird innen benutzt Farbeund innen Pyrotechnik wie feste Rakete Kraftstoffe und thermite.
In den Blättern von Stütze Klingen und Messer innen verwendet Stadium Kampf.
Aluminium ist in der Uhrproduktion am meisten benutzt, während es Haltbarkeit liefert und Trübung und Korrosion widersteht.^[17]

Aluminiummittel

Aluminiumammoniumsulfat ([Al (NH₄)](SO₄)₂), Ammoniumalaun wird als a verwendet Beize, in der Wasserreinigung und in der Abwasserklärung, innen Papier Produktion, als a Nahrungsmittelzusatzund innen Leder Bräunen.

Aluminiumazetat ist a Salz in gelöster Form verwendet als astringierend.

Aluminiumsalzes (Al₂O₃ B₂O₃) wird in der Produktion von verwendet Glas und keramisch.

Aluminiumborohydrid (Al (BH₄)₃) wird als Zusatz zu verwendet Turbinentreibstoff.
Aluminiumbronze (CuAl₅)
Aluminiumchlorverbindung (AlCl₃) wird verwendet: in der Farbe Herstellung innen Antitranspirationsmittel, innen Erdöl Raffinierung und in der Produktion des Chemiefasergewebes Gummi.

Aluminium chlorohydride wird als Antitranspirationsmittel und in der Behandlung von verwendet Hyperhidrosis.

Aluminiumfluorsilikat (Al₂(SiF₆)₃) wird in der Produktion des Chemiefasergewebes verwendet Edelsteine, Glas- und keramisch.

Aluminiumhydroxid (Al (OH-)₃) wird verwendet: als Antiacidum, als Beize, innen Wasser Reinigung, in der Herstellung von Glas- und von keramischem und im Imprägniern der Gewebe.

Aluminiumoxyd (Al₂O₃), wird Tonerde, natürlich wie gefunden Korund (Rubine und Saphire), Schmirgelund wird in der Glasherstellung verwendet. Synthetischer Rubin und Saphir werden innen benutzt Laser für die Produktion von zusammenhängendes Licht.

Aluminiumphosphat (AlPO₄) wird in der Herstellung verwendet: von Glas- und von keramischem, Masse und Papierprodukte, Kosmetik, Farben und Lacke und beim Bilden zahnmedizinisch Kleber.

Aluminiumsulfat (Al₂(SO₄)₃) wird verwendet: in der Herstellung des Papiers, wie Beize, in a Feuerlöscher, in der Wasserreinigung und in der Abwasserklärung, wie Nahrungsmittelzusatz, beim Feuerfest machen und im ledernen Bräunen.

In vielen Impfstoffen dienen bestimmte Aluminiumsalze als immunes Hilfe (immunes Warteverstärker) das Protein im Impfstoff genügende Kraft als immunes Reizmittel erzielen lassen.

Aluminiumlegierungen in den strukturellen Anwendungen

Hauptartikel: Aluminiumlegierung

Aluminiumlegierungen mit einer breiten Strecke der Eigenschaften werden in den Technikstrukturen benutzt. Legierung Systeme werden durch ein Zahlensystem eingestuft (ANSI) oder durch die Namen, die ihre legierenden Hauptbestandteile anzeigen (DIN und ISO).

Die Stärke und die Haltbarkeit der Aluminiumlegierungen schwanken weit, nicht nur resultierend aus den Bestandteilen der spezifischen Legierung, aber auch resultierend aus Wärmebehandlungen und Herstellungsverfahren. Ein Mangel an Wissen dieser Aspekte hat gelegentlich zu unsachgemäß entworfene Strukturen und gewonnenes Aluminium ein schlechter Ruf geführt. (Sehen Sie Hauptartikel)

Eine wichtige strukturelle Beschränkung der Aluminiumlegierungen ist ihre Ermüdung Stärke. Anders als Stahle haben Aluminiumlegierungen kein gut definiertes Ermüdungbegrenzung, bedeutend, daß Ermüdungausfall schließlich unter gleichmäßigem sehr kleinem zyklischem Laden auftritt. Dieses deutet an, daß Ingenieure diese Lasten und Design für a festsetzen müssen örtlich festgelegtes Leben anstatt ein endloses Leben.

Eine andere wichtige Eigenschaft der Aluminiumlegierungen ist ihre zu heizen Empfindlichkeit. Die Werkstattverfahren, die Heizung mit einbeziehen, werden durch die Tatsache erschwert, daß Aluminium, anders als Stahl, schmilzt, ohne rot zuerst zu glühen. Formung von Betrieben wo a Lötlampe wird folglich erfordert etwas Sachkenntnis verwendet, da keine Sichtzeichen aufdecken, wie nah das Material zum Schmelzen ist. Aluminiumlegierungen, wie alle strukturellen Legierungen, sind auch abhängig von internen Drücken nach Heiztätigkeiten wie Schweißen und Gußteil. Das Problem mit Aluminiumlegierungen ist in dieser Hinsicht ihr Tief Schmelzpunkt, die sie empfindlilcher gegen Verzerrungen von thermisch verursachter Druckentlastung bilden. Kontrollierte Druckentlastung kann während der Produktion erfolgt werden, indem man die Teile in einem Ofen Hitze-behandelt, gefolgt worden vom stufenweisen Abkühlen -- in Wirklichkeit Ausglühen die Drücke.

Der niedrige Schmelzpunkt der Aluminiumlegierungen hat nicht ihren Gebrauch in rocketry ausgeschlossen; sogar für Gebrauch, wenn Verbrennungskammern konstruiert werden, wo Gase 3500 K. erreichen können. Agena obere Stadium Maschine verwendete ein verbessernd abgekühltes Aluminiumdesign für einige Teile der Düse, einschließlich die thermisch kritische Kehleregion.

Haushalt Verdrahtung

Sehen Sie auch: Aluminiumleitung

Verglichen mit Kupfer, hat Aluminium ungefähr 65% der Leitfähigkeit nach Volumen, obgleich 200% nach Gewicht. Traditionsgemäß wird Kupfer als Haushalt Verdrahtung Material benutzt. In den sechziger Jahren war das Aluminium beträchtlich preiswerter als Kupfer und also wurde für Haushalt elektrische Verdrahtung in den Vereinigten Staaten eingeführt, obwohl viele Befestigungen nicht entworfen worden waren, um Aluminiumleitung anzunehmen. Jedoch in einigen Fällen das grössere Wärmeausdehnungkoeffizient von den Aluminiumursachen die Leitung, zum im Verhältnis zu dem ungleichartigen Metall zu erweitern und Vertrag abzuschließen Schraube Anschluß, den Anschluß schließlich lösend. Auch reines Aluminium hat eine Tendenz zu Ausdehnung unter dem unveränderlichen unterstützten Druck (zu einem grösseren Grad als den Temperaturaufstiegen), den Anschluß wieder lösend. Schließlich, Galvanische Korrosion von den ungleichartigen Metallen erhöht dem elektrischen Widerstand des Anschlußes.

Die ganze dieses ergab die überhitzten und losen Anschlüsse, und dieses ergab der Reihe nach Feuer. Erbauer wurden dann vom Verwenden der Leitung vorsichtig, und viele Jurisdiktionen ächteten seinen Gebrauch in den sehr kleinen Größen im neuen Aufbau. Schließlich wurden neuere Befestigungen mit den Anschlüssen eingeführt, die entworfen waren, um sich zu lösen und zu überhitzen zu vermeiden. Anfangs wurden ihnen „Al/Cu“ gekennzeichnet, aber sie tragen jetzt eine „CO/ALR“ Kodierung. In den älteren Versammlungen nehmen Arbeiter das Heizung Problem mit korrekt-getan vorweg Falz von der Aluminiumleitung zu einem kurzem „Zopf„von der kupfernen Leitung. Heute werden neue Legierungen, Designs und Methoden für Aluminiumverdrahtung im Verbindung mit Aluminiumendpunkten verwendet.

Geschichte

Alt Grieche und Romans benutzte Aluminiumsalze als färbende Beizen und als astringierende Mittel für das Kleiden der Wunden; Alaun wird noch als a verwendet styptic. 1761 Guyton de Morveau vorgeschlagen, den niedrigen Alaun benennend alumine. 1808, Humphry Davy kennzeichnete das Bestehen von einem metallhaltigem des Alauns, den er anfangs benannte alumium und später Aluminium (sehen Sie Etymologie Abschnitt, unten).

Friedrich Wöhler wird im Allgemeinen das Lokalisieren des Aluminiums gutgeschrieben (Lateinisch alumen, Alaun) 1827 durch das Mischen wasserfrei Aluminiumchlorverbindung mit Kalium. Wie das Metall zuerst produziert worden war, zwei Jahre früher (in einem unreinen bilden Sie sich), vorbei Dänisch Physiker und Chemiker Hans Christ Ørsted, Kann Ørsted als sein Entdecker auch verzeichnet werden.^[18] Weiter, Pierre Berthier entdecktes Aluminium im Bauxiterz und erfolgreich extrahiert ihm.^[19] Franzose Henri Etienne Sainte-Claire Deville Methode verbesserten Wöhlers 1846 und beschrieben seinen Verbesserungen in einem Buch 1859, Leiter unter diesen, die der Ersatz des Natriums für das beträchtlich kostspieligere Kalium sind.

(Anmerkung: Der Titel Buch Devilles ist „De L'aluminium, ses propriétés, sa Herstellung“ (Paris, 1859). Deville wahrscheinlich begriff auch die Idee von Elektrolyse vom Aluminiumoxyd löste sich im Kryolith auf; jedoch konnten Charles Martin Hall und Paul Héroult den praktischeren Prozeß nach Deville entwickelt haben.)

Vor Hall-Héroult Prozeß entwickelte sich, Aluminium war außerordentlich schwierig, von seinem verschiedenen zu extrahieren Erze. Dieses bildete reines Aluminium wertvoller als Gold. Stäbe des Aluminiums wurden neben ausgestellt Französisch Kronenjuwelen an Ausstellung Universelle von 1855und Napoleon III wurde gesagt, einen Satz Aluminiumgroße Teller für seine geehrten Gäste aufgehoben zu haben.

Aluminium wurde als das Material vorgewählt, für die Spitze von benutzt zu werden Washington Denkmal 1884 eine Zeit als eine Unze (30 Gramm) kosten Sie den Tageslohn eines gemeinen Arbeiters auf dem Projekt;^[20] Aluminium war ungefähr gleicher Wert als Silber.

Cowles Firmen gelieferte Aluminiumlegierung in der Quantität in Vereinigte Staaten und England Verwenden Schmelzer wie der Ofen von Karl Wilhelm Siemens bis zum 1886.^[21] Charles Martin Hall von Ohio in den US und Paul Héroult von Frankreich entwickelte unabhängig Hall-Héroult elektrolytischer Prozeß daß gebildet, Aluminium von den Mineralien ist zu extrahieren preiswerter und jetzt die Hauptmethode verwendete weltweit. Der Hall-Heroult Prozeß kann nicht Superreinheit-Aluminium direkt produzieren. Prozeß Halls,^[22] 1888 mit dem finanziellen Schutzträger von Alfred E. Jagd, begonnen dem Pittsburgh Reduction Company heute bekannt als Alcoa. Prozeß Héroults war in der Produktion bis zum 1889 Zoll Die Schweiz am Aluminium Industrie, jetzt Alcanund an Britisches Aluminium, jetzt Luxfer Gruppe und Alcoa, bis zum 1896 Zoll Schottland.^[23]

Durch 1895 wurde das Metall als Baumaterial benutzt, das wie so faraway ist Sydney, Australien in der Haube des Gebäudes der Hauptsekretärin.

Viele navies benutzen ein Aluminium überbau für ihre Behälter jedoch das Feuer 1975 an Bord USS Belknap das weidete ihren Aluminiumüberbau, sowie Beobachtung der Schlachtbeschädigung der britischen Schiffe während aus Falklands-Krieg, geführt zu viele navies, die zu allen Stahlsuperstructures schalten. Arleigh Burke Kategorie war das erste solche US Schiff, völlig konstruierend aus Stahl.

Im April 2008 war der Preis des Aluminiums herum $1.35/lbs.^[24]

Etymologie

Bezeichnung Geschichte

Das früheste Zitieren gegeben in Oxford Englisch-Wörterbuch für jedes mögliches Wort, das als Name für dieses Element verwendet wird, ist alumium, die Humphry Davy 1808 für das Metall einsetzte, versuchte er, vom Mineral elektrolytisch zu lokalisieren Tonerde. Das Zitieren ist von seinem Journal Philosophische Verhandlungen: „Ließ I, das gewesen wurde, also die metallischen Substanzen, die, ich glücklich als. .to auf der Suche nach war, sollte ich für sie die Namen von silicium, alumium vorgeschlagen haben, Zirkonium und glucium verschafft haben.“^[25]

Bis zum 1812 hatte Davy an vereinbart Aluminium, welche, als andere Quellanmerkung,^{[Zitieren benötigte]} bringt seine lateinische Wurzel zusammen. Er schrieb in das Journal Chemische Philosophie: „Bis jetzt ist Aluminium nicht erhalten worden in einem tadellos freien Zustand.“^[26] Aber das gleiche Jahr, ein anonymer Mitwirkender zu Vierteljährlicher Bericht, ein britisches politisch-literarisches Journal, eingewendet gegen Aluminium und vorgeschlagen dem Namen Aluminium, „für so nehmen uns die Freiheit des Schreibens des Wortes, in Präferenz zum Aluminium, das hat einen weniger klassischen Ton.“^[27]

- ium Suffix hatte den Vorteil in übereinstimmung mit des Präzedenzfalles, der in anderen eben entdeckten Elementen der Zeit eingestellt wurde: Kalium, Natrium, Magnesium, Kalzium und Strontium (das Davy selbst lokalisiert hatte). Dennoch, - um Rechtschreibungen für Elemente waren nicht zu der Zeit, als zum Beispiel unbekannt Platin, bekannt Europäer seit dem sechzehnten Jahrhundert, Molybdän, entdeckt 1778 und Tantal, entdeckt 1802.

Amerikaner nahmen an - ium die Standardform der periodischen Tabelle der Elemente, für die meisten des 19.jahrhunderts, mit passen Aluminium innen erscheinen Websters Wörterbuch von 1828. 1892 jedoch verwendete Charles Martin Hall - um Rechtschreibung in einem annoncierenden Handzettel für seine neue elektrolytische Methode des Produzierens des Metalls, trotz seines konstanten Gebrauches - ium Rechtschreibung in allen Patenten^[22] er ordnete zwischen 1886 und 1903 ein.^[28] Es ist infolgedessen vorgeschlagen worden, daß die Rechtschreibung ein einfacheres reflektiert, Wort mit einer wenigen Silbe auszusprechen oder daß die Rechtschreibung auf dem Flieger ein Fehler war. Herrschaft Halls der Produktion des Metalls stellte dem die Rechtschreibung sicher Aluminium wurde der Standard in Nordamerika; Webster ungekürztes Wörterbuch von 1913 obwohl, fortgefahren, zu verwenden - ium Version.

1926 Amerikanische chemische Gesellschaft entschied offiziell zu verwenden Aluminium in seinen Publikationen; Amerikanische Wörterbücher beschriften gewöhnlich die Rechtschreibung Aluminium als britische Variante.

Heutige Rechtschreibung

In Großbritannien und in anderem Landverwenden Britische Rechtschreibung, nur Aluminium wird verwendet. In den Vereinigten Staaten die Rechtschreibung Aluminium ist groß unbekannt und die Rechtschreibung Aluminium herrscht vor.^[29]^[30] Kanadisches Oxford Wörterbuch bevorzugt Aluminium, während der Australier Macquarie Wörterbuch bevorzugt Aluminium. Die Rechtschreibung in praktisch allen weiteren Sprachen ist analog - ium Ende.

Internationaler Anschluß der reinen und angewandten Chemie (IUPAC) angenommen Aluminium als der internationale Standardname für das Element 1990, aber drei Jahre später erkannt Aluminium als annehmbare Variante. Folglich schließt ihre periodische Tabelle beide, aber Plätze ein Aluminium zuerst.^[31] IUPAC bevorzugt offiziell den Gebrauch Aluminium in seinen internen Publikationen obgleich einige IUPAC Publikationen die Rechtschreibung verwenden Aluminium.^[32]

Biologische Rolle

Vorkehrungen

Die Giftigkeit des Aluminiums kann zu erhöhter Absetzung im Knochen und im Zentralnervensystem, besonders in Anwesenheit der verringerten Nierenfunktion verfolgt werden. Weil Aluminium mit Kalzium für Absorption konkurriert, können erhöhte Mengen des diätetischen Aluminiums zur verringerten skelettartigen Mineralisierung (osteopenia) beitragen beobachtet in den preterm Kindern und in den Kindern mit Wachstumverlangsamung. Voll-Bezeichnung Kinder mit normaler Nierenfunktion scheinen nicht, an der erheblichen Gefahr von der Aluminiumtoxizität von proteinbasierten Formeln des Sojabohnenöls zu sein. Aluminium kann verursachen neurotoxicity in den sehr hohen Dosen, die die Funktion von ändern können Blut-Hirn-Schranke.^[33] Es ist eins der wenigen reichlich vorhandenen Elemente, die keine bekannte Funktion in lebenden Zellen haben. Ein kleiner Prozentsatz der Leute sind allergisch zu es - sie erfahren Kontakthautentzündung: ein juckendes Hautausschlag vom Verwenden styptic oder Antitranspirationsmittel Produkte, verdauungsfördernd Störungen und Unfähigkeit, Nährstoffe vom Essen der Nahrung aufzusaugen kochten in den Aluminiumwannen und Erbrechen und andere Symptome von Vergiftung vom Einnehmen solcher Produkte wie Amphojelund Maalox (Antiacida). Solche Allergien sind zwar, in den Leuten extrem selten, die Aluminium nicht als so giftig wie gilt Schwermetalle, aber vieles spricht dafür von etwas Giftigkeit, wenn es in den übermäßigen Mengen verbraucht wird. Der Gebrauch des Aluminiums cookware, populär wegen seines Korrosion Widerstand und gutes Hitzeübertragung, ist nicht gezeigt worden, um zu Aluminiumtoxizität im allgemeinen zu führen. Übermäßiger Verbrauch von Antiacida Aluminiummittel und übermäßigen Gebrauch der aluminiumhaltigen Antitranspirationsmittel enthalten, seien Sie wahrscheinlichere Ursachen von Giftigkeit. Aluminiumzunahmen Oestrogen- in Verbindung stehend Genausdruck im Menschen Brustkrebs Zellen gewachsen im Labor.^[34] Dieser Salze Oestrogen-wie Effekte haben zu ihre Klassifikation als a geführt metalloestrogen.

Es ist vorgeschlagen worden, daß Aluminium eine Ursache von ist Krankheit Alzheimers, als einiges Gehirnplaketten sind gefunden worden, um das Metall zu enthalten. Forschung in diesem Bereich ist ergebnislos gewesen; Aluminiumansammlung kann eine Konsequenz von der Beschädigung des Alzheimers, nicht die Ursache sein. Auf jeden Fall wenn es irgendeine Giftigkeit des Aluminiums gibt, muß es über eine sehr spezifische Einheit sein, da menschliche totalaussetzung zum Element in Form von natürlich vorkommendem Lehm im Boden und im Staub über einer Lebenszeit enorm groß ist.^[35]^[36]

Quecksilber zugetroffen auf die Oberfläche von Aluminiumlegierung kann den Oberflächenfilm des schützenden Oxids indem die Formung beschädigen Quecksilber-Aluminium Amalgam. Dieses kann weitere Korrosion und das Schwächen der Struktur verursachen. Aus diesem Grund Quecksilber Thermometer werden nicht auf vielen gelassen Verkehrsflugzeuge, als Aluminium wird in vielen Flugzeugstrukturen verwendet.

Eine Mischung des pulverisierten Aluminiums und F.E.₂O₃ bekannt wie thermiteund Brände mit einer hohen Energie gaben aus, um sich zu bilden F.E. und Al₂O₃. Thermite kann während der reibenden Betriebe, aber der Höhe unbeabsichtigt produziert werden Zündungtemperatur bildet Ereignisse unwahrscheinlich in den meisten Werkstattklimas.

Aluminium und Betriebe (phytoremediation)

Aluminium ist unter den Faktoren hauptsächlich, die zum Verlust der Betriebsproduktion auf sauren Erden beitragen. Obgleich es im Allgemeinen zum Betriebswachstum im pH-Nullboden harmlos ist, die Konzentration in den sauren Erden des giftigen Als³⁺ Kationen Zunahmen und stört Wurzelwachstum und -funktion.

Weizen's Anpassung Aluminiumtoleranz zu erlauben ist so daß das Aluminium eine Freigabe von verursacht organische Mittel diese Bindung zum schädlichen Aluminium Kationen. Sorghum wird geglaubt, um die gleiche Toleranzeinheit zu haben. Das erste Gen für Aluminiumtoleranz ist im Weizen gekennzeichnet worden. Eine Gruppe in den US Landwirtschaftsministerium zeigte, daß Aluminiumtoleranz des Sorghums durch ein einzelnes Gen, was Weizen anbetrifft gesteuert wird. Dieses ist nicht der Fall in allen Betrieben.

Sehen Sie auch

Hinweise

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