Aluminium (IPA: /ˌæljʊˈmɪniəm/, /ˌæljəˈmɪniəm/) of aluminium (/əˈluːmɪnəm/, zie spelling onder) is zilverachtige wit en kneedbaar lid van borium groep van chemische elementen. Het heeft het symbool Al; zijn atoom aantal is 13. Het is niet oplosbaar in water in normale omstandigheden. Het aluminium is overvloedigste metaal in Aarde's korst, en het derde overvloedigste element daarin, daarna zuurstof en silicium. Het maakt omhoog ongeveer 8% bij het gewicht van de stevige oppervlakte van de Aarde. Het aluminium is te reactief chemisch om in aard als vrij metaal voor te komen. In plaats daarvan, wordt het gevonden in meer dan verschillende 270 gecombineerd mineralen.^[1] De belangrijkste bron van aluminium is bauxiet erts.

Het aluminium is opmerkelijk voor zijn capaciteit zich te verzetten tegen corrosie (wegens het fenomeen van passivering) en zijn lage dichtheid. Structurele componenten die van aluminium worden gemaakt en zijn legeringen zijn essentieel voor ruimtevaart de industrie en zeer belangrijk op ander gebied van vervoer en bouwend. Zijn reactieve aard maakt het als katalysator of additief in chemische mengsels nuttig, met inbegrip van binnen wordt gebruikt ammonium nitraat explosieven om ontploffingsmacht te verbeteren.

Kenmerken

Het aluminium is zacht, duurzaam, lichtgewicht, buigzaam metaal met verschijning die zich van zilverachtig om grijs, afhankelijk van de oppervlakteruwheid af te stompen uitstrekt. Het aluminium is niet-toxisch, niet-magnetisch, en nonsparking. Het is ook onoplosbaar in alcohol, hoewel het in water in bepaalde vormen oplosbaar kan zijn. opbrengst sterkte van zuiver aluminium is 7-11 MPa, terwijl aluminium legeringen heb opbrengststerke punten die zich van MPa 200 aan MPa 600 uitstrekken.^[2] Het aluminium heeft over één derde dichtheid en stijfheid van staal. Het is kneedbaar, en gemakkelijk machinaal bewerkt, gegoten, en uitgedreven.

Corrosie de weerstand is uitstekende toe te schrijven aan een dunne oppervlaktelaag van aluminium oxyde dat vormt zich wanneer het metaal aan lucht wordt blootgesteld, effectief verder verhinderend oxydatie. De sterkste aluminiumlegeringen zijn minder corrosiebestendige gepast aan galvanisch reacties met gelegeerd koper.^[2]

De atomen van het aluminium worden geschikt in gezicht-gecentreerde kubiek (FCC) structuur. Het aluminium heeft een hoogte stapelen-fouten energie van ongeveer 200 mJ/m ².^[3]

Het aluminium is één van de weinig metalen die volledige zilverachtige reflectiecoëfficiënt in fijn gepoederde vorm behouden, die tot het maakt een belangrijke component van zilveren verven. De spiegel van het aluminium eindigt heeft de hoogste reflectiecoëfficiënt van om het even welk metaal in 200-400 NM (UV) en 3000-10000 NM (ver IRL) gebieden, terwijl in de 400-700 NM zichtbare waaier het lichtjes langs outdone is tin en zilver en in 700-3000 (dichtbij IRL) door zilver, goud, en koper.^{[nodig citaat]}

Het aluminium is een goed thermisch en elektro leider, in gewicht dan beter koper. Het aluminium kan is a suprageleider, met een supergeleidende kritieke temperatuur van 1.2 kelvins en een kritiek magnetisch gebied van ongeveer 100 gauss.^[4]

Isotopen

Hoofd artikel: isotopen van aluminium

Het aluminium heeft negen isotopen, de wiens massaaantallen zich van 23 tot 30 uitstrekken. Slechts ²⁷Al (stabiele isotoop) en ²⁶Al (radioactief isotoop, t_1/2 = 7.2 × 10⁵ y) kom natuurlijk voor; nochtans, ²⁷Al heeft een natuurlijke overvloed van 99.9+ %. ²⁶Al wordt geproduceerd van argon in atmosfeer door spallatie langs veroorzaakt kosmische straal protonen. De isotopen van het aluminium hebben praktische toepassing in het dateren gevonden marine sedimenten, mangaanknobbeltjes, ijzig ijs, kwarts in rots blootstelling, en meteorieten. De verhouding van ²⁶Al aan ¹⁰Ben is gebruikt om de rol van vervoer, deposito te bestuderen, sediment opslag, begrafenistijden, en erosie op 10⁵ aan 10⁶ de schalen van de jaartijd.^{[nodig citaat]} Kosmogeen ²⁶Al werd eerst toegepast in studies van Maan en meteorieten. De fragmenten van de meteoroïde, na vertrek van hun ouderorganismen, worden blootgesteld aan intens kosmische straalbombardement tijdens hun reis door ruimte, aanzienlijk veroorzaken ²⁶Al productie. Na het vallen aan Aarde, verder beschermt de atmosferische beveiliging de meteorietfragmenten tegen ²⁶Al de productie, en zijn bederf kunnen dan worden gebruikt om de aardse leeftijd van de meteoriet te bepalen. Het onderzoek van de meteoriet heeft ook dat getoond ²⁶Al was vrij overvloedig op het tijdstip van vorming van ons planetarisch systeem. Het meeste meteoriticists geloven dat de energie die door het bederf wordt vrijgegeven van ²⁶Al was de oorzaak van het smelten en differentiatie van wat asteroïden na hun vorming 4.55 miljard jaar geleden.^[5]

Natuurlijk voorkomen

In De korst van de aarde, is het aluminium het overvloedigste (8.13%) metaalelement, en het derde overvloedigst van alle elementen (na zuurstof en silicium). Nochtans, wegens zijn sterke affiniteit aan zuurstof, wordt het niet gevonden in de elementaire staat maar slechts in gecombineerde vormen zoals oxyden of silicaten. Veldspaat, is de gemeenschappelijkste groep mineralen in de korst van de aarde, aluminosilicates.

Hoewel het aluminium een uiterst gemeenschappelijk en wijdverspreid element is, zijn de gemeenschappelijke aluminiummineralen geen economische bronnen van het metaal. Bijna wordt al metaalaluminium geproduceerd uit erts bauxiet. Het bauxiet komt voor als a verwering product van laag ijzer en kiezelzuur basis in tropische klimatologische omstandigheden.^[6]

Productie en verbetering

Hoewel het aluminium het overvloedigste metaalelement in de korst van de Aarde (die wordt verondersteld om 7.5 tot 8.1 percenten te zijn) is, is het zeldzaam in zijn vrije vorm, die in zuurstof-ontoereikende milieu's voorkomen zoals vulkanisch de modder, werd en het eens beschouwd als a kostbaar metaal waardevoller dan gouden. Napoleon III, is de keizer van Frankrijk, befaamd om een banket gegeven te hebben waar de meest geëerdef gasten aluminiumwerktuigen werden gegeven, terwijl de andere gasten met goud moesten tevreden zijn.^[7]^[8] Het Monument van Washington werd voltooid, met capstone die van het 100 ons (2.8 kg) aluminium op zijn plaats op 6 December, 1884, in een gedetailleerde toewijdingsceremonie wordt gezet. Het was het grootste enige stuk van tegelijkertijd gegoten aluminium. Op dat ogenblik, was het aluminium duurder dan zilver, goud, of platina. Het aluminium is geproduceerd in commerciële hoeveelheden net iets meer dan 100 jaar.

Het aluminium is een sterk reactief metaal dat een high-energy chemische band met zuurstof vormt. Vergeleken bij de meeste andere metalen, is het moeilijk om uit erts, zoals te halen bauxiet, wegens de energie die wordt vereist om aluminiumoxyde te verminderen (Al₂O₃). Bijvoorbeeld, directe vermindering met koolstof, zoals aan opbrengst wordt gebruikt ijzer, is niet chemisch mogelijk, aangezien het aluminium een sterkere verminderende agent dan koolstof is. Het oxyde van het aluminium heeft een smeltpunt van ongeveer 2.000 °C. Daarom moet het langs worden gehaald elektrolyse. In dit proces, wordt het aluminiumoxyde opgelost in gesmolten kryoliet en dan verminderd tot het zuivere metaal. De operationele temperatuur van de verminderingscellen is rond 950 tot 980 °C. Het kryoliet wordt binnen gevonden als mineraal Groenland, maar in industrieel gebruik is het vervangen door een synthetische substantie. Het kryoliet is een chemische samenstelling van aluminium, natrium, en calcium fluoriden: (Na₃AlF₆). Het aluminiumoxyde (een wit poeder) wordt verkregen door bauxiet in te raffineren Het proces van Bayer van Karl Bayer. (Eerder, Het proces van Deville was de overheersende raffinagetechnologie.)

Het elektrolytische proces verving Het proces van Wöhler, wat de vermindering van vochtvrij aluminiumchloride met impliceerde kalium. Allebei van elektroden gebruikt in de elektrolyse van aluminiumoxyde wordt de koolstof. Zodra het erts in de gesmolten staat is, zijn zijn ionen vrij zich rond te bewegen. De reactie bij kathode (negatieve elektrode) is

Al³⁺ + 3 euro⁻ → Al

Hier is het aluminiumion verminderd (de elektronen worden toegevoegd). Het aluminiummetaal daalt dan aan de bodem en weg onttrokken.

Bij anode (positieve elektrode), wordt de zuurstof gevormd:

2 O²⁻ → O₂ + 4 euro⁻

Deze koolstofanode wordt dan geoxydeerd door de zuurstof, vrijgevend kooldioxide.

O₂ + CO VAN C →₂

De anoden in een verminderingscel moeten daarom regelmatig worden vervangen, aangezien zij in het proces worden verbruikt.

In tegenstelling tot de anoden, zijn de kathoden niet geoxydeerd omdat er geen zuurstofheden is, aangezien de koolstofkathoden door het vloeibare aluminium binnen de cellen worden beschermd. Niettemin, eroderen de kathoden, hoofdzakelijk wegens elektrochemische processen. Na vijf tot tien jaar, afhankelijk van de stroom die in de elektrolyse wordt gebruikt, moet een cel wegens kathodeslijtage worden herbouwd.

De elektrolyse van het aluminium met Zaal-Héroult het proces verbruikt heel wat energie, maar de alternatieve processen werden altijd gevonden minder haalbaar om te zijn economisch en/of ecologisch. Het gemiddelde specifieke energieverbruik wereldwijd is ongeveer 15±0.5 kilowatt-uur per veroorzaakt kilogram aluminium (52 tot 56 MJ/kg). De modernste smeltovens bereiken ongeveer 12.8 kW·h/kg (46.1 MJ/kg). (Vergelijk dit bij hitte van reactie, 31 MJ/kg, en De vrije energie van Gibbs van reactie, zijn 29.) de lijnstromen van de Vermindering MJ/kg voor oudere technologieën typisch Ka 100 tot 200; overzichts smeltovens ^[9] werk bij Ka ongeveer 350. De proeven zijn gemeld met 500 Kacellen.

Terugwinning van het metaal via recycling een belangrijk facet van de aluminiumindustrie is geworden. Het recycling impliceert het smelten van het schroot, een proces dat slechts vijf percent van de energie vereist die wordt gebruikt om aluminium van Oregon te produceren. Nochtans, wordt een significant deel (tot 15% van inputmateriaal) verloren zoals afval (as-als oxyde).^[10] Het recycling was een laag-profielactiviteit tot de recente jaren '60, toen het groeiende gebruik van aluminium drank blikken gebracht het aan het openbare bewustzijn.

De stroom vertegenwoordigt ongeveer 20% tot 40% van de kosten om aluminium, afhankelijk van de plaats van de smeltoven te produceren. De smeltovens neigen om worden gesitueerd waar de stroom zowel overvloedig als goedkoop, zoals is Zuid-Afrika, Het Eiland van het zuiden van Nieuw Zeeland, Australië, De Volksrepubliek China, Het Midden-Oosten, Rusland, Quebec en Brits Colombia in Canada, en IJsland.

In 2005, was de Volksrepubliek China de hoogste producent van aluminium met bijna het aandeel van de één vijfdewereld, die door Rusland, Canada wordt gevolgd, en de V.S., melden Brits Geologisch Onderzoek.

In de loop van de laatste 50 jaar, is Australië een belangrijke producent van bauxieterts en een belangrijke producent en een exporteur van alumina geworden.^[11] Australië veroorzaakte 62 miljoen ton bauxiet in 2005. De Australische stortingen hebben sommige raffinageproblemen, wat hoog het zijn in kiezelzuur maar hebben het voordeel om aan mijn ondiep en vrij gemakkelijk te zijn.^[12]

Zie ook: Categorie: De mineralen van het aluminium

Chemie

De staat van de oxydatie

AlH wordt geproduceerd wanneer het aluminium in een atmosfeer van wordt verwarmd waterstof.
Al₂O wordt gemaakt door het normale oxyde, Al te verwarmen₂O₃, met silicium bij 1800 °C in a vacuüm.
Al₂S kan worden gemaakt door Al te verwarmen₂S₃ met aluminiumspaanders bij 1300 °C in een vacuüm. Het snel disproportionates aan de beginnende materialen. Het selenide wordt gemaakt op een parallelle manier.
AlF, AlCl en AlBr er bestaan in de gasachtige fase wanneer het tri-halogenide met aluminium wordt verwarmd.

Halogeniden van het aluminium er bestaan gewoonlijk in de vorm AlX₃. b.v. AlF₃, AlCl₃, AlBr₃, AlI₃ enz.

Staat twee van de oxydatie

Het monoxide van het aluminium, Is AlO, aanwezig wanneer de brandwonden van het aluminiumpoeder in zuurstof.

Staat drie van de oxydatie

De regels van Fajans toon aan dat eenvoudige driewaardige kationenAl³⁺ niet wordt verwacht om in vochtvrije zouten of binaire samenstellingen zoals Al worden gevonden₂O₃. Het hydroxyde is een zwakke basis en de aluminiumzouten van zwakke zuren, zoals carbonaat, kunnen niet worden voorbereid. De zouten van sterke zuren, zoals nitraat, zijn stabiel en oplosbaar in water, vormt hydraten met minstens zes molecules van water van kristallisatie.
Het hydride van het aluminium, (AlH₃)_n, kan worden geproduceerd van trimethylaluminium en een overmaat van waterstof. Het brandt explosief in lucht. Het kan ook door de actie van aluminiumchloride worden voorbereid lithium hydride in ether de oplossing, maar kan vrij van het oplosmiddel worden geïsoleerdv niet.
Het carbide van het aluminium, Al₄C₃ wordt gemaakt door een mengsel van de elementen boven 1000 °C. te verwarmen. De lichtgeele kristallen hebben een complexe roosterstructuur, en reageren met te geven water of verdunde zuren methaan. acetylide, Al₂(C₂)₃, wordt gemaakt door over te gaan acetylene over verwarmd aluminium.
Het nitride van het aluminium, Kan AlN, van de elementen bij 800 °C. worden gemaakt. Het wordt door te vormen water gehydroliseerd zich ammoniak en aluminium hydroxyde.
Het fosfide van het aluminium, Wordt de Alp, zo ook gemaakt, en te geven hydrolyse fosfine.
Het oxyde van het aluminium, Al₂O₃, komt natuurlijk voor als korund, en kan worden gemaakt door aluminium in zuurstof te branden of door het hydroxyde, het nitraat of het sulfaat te verwarmen. Als halfedelsteen, wordt zijn hardheid slechts langs overschreden diamant, borium nitride, en carborundum. Het is bijna onoplosbaar in water.
Het hydroxyde van het aluminium kan als gelatineachtig precipitaat worden voorbereidingen getroffen door ammoniak aan een oplossing in water van een aluminiumzout toe te voegen. Het is amfoteer, zijnd zowel een zeer zwak zuur, als vormt aluminaten met alkali. Het bestaat in diverse kristallijne vormen.
Het sulfide van het aluminium, Al₂S₃, kan worden voorbereidingen getroffen door over te gaan waterstof sulfide over aluminiumpoeder. Het is veelvormig.
Het jodide van het aluminium, (AlI₃)₂, is a dimeer met toepassingen binnen organische synthese.
Het fluoride van het aluminium, AlF₃, wordt gemaakt door het hydroxyde met HF te behandelen, of kan van de elementen worden gemaakt. Het bestaat uit een reuzemolecule die sublimes zonder het smelten bij 1291 °C. Het is zeer inert. Andere trihalides zijn met twee delen, hebbend een brug-als structuur.
Het fluoride/het watercomplexen van het aluminium: Wanneer het aluminium en het fluoride samen in oplossing in water zijn, vormen zij gemakkelijk complexe ionen zoals AlF (H₂O)₅⁺², AlF₃(H₂O)₃⁰, AlF₆^-3. Hiervan, AlF₆^-3 is het stabielst. Dit wordt verklaard door het feit dat het aluminium en het fluoride, dat beide zeer compacte ionen zijn, samenpassen enkel net om achtvlakkige complex aluminiumhexafluoride te vormen. Wanneer het aluminium en het fluoride samen in water in a1 zijn: 6 maalverhouding, AlF₆^-3 is de gemeenschappelijkste vorm, zelfs in eerder lage concentraties.
Organo-metallic samenstellingen van empirische formule AlR₃ besta en, als niet ook de reuzemolecules, minstens dimeer of trimeer zijn. Zij hebben sommige gebruik in organische synthese, bijvoorbeeld trimethylaluminium.
De alumino-hydriden van de elektropositiefste elementen zijn gekend, het nuttigst het zijn het hydride van het lithiumaluminium, Li [AlH₄]. Het ontbindt in lithiumhydride, aluminium en waterstof wanneer verwarmd, en door water gehydroliseerd. Het heeft veel gebruik in organische chemie, in het bijzonder als verminderende agent. Aluminohalides hebben een gelijkaardige structuur.

Clusters

In het dagboek Wetenschap van 14 Januari 2005 men rapporteerde dat clusters van 13 aluminiumatomen (Al₁₃) gehad gemaakt om zich als te gedragen jodium atoom; en, 14 aluminiumatomen (Al₁₄) gedragen als alkalische aarde atoom. De onderzoekers bonden ook 12 jodiumatomen aan Al₁₃ cluster om een nieuwe klasse van polyiodide te vormen. Deze ontdekking wordt gemeld om tot de mogelijkheid van een nieuwe karakterisering van te leiden periodieke lijst: superatoms. De onderzoeksteams werden geleid door Shiv N. Khanna (De Universiteit van de Commonwealth van Virginia) en A. Welford Castleman Jr (De Universiteit van de Staat van Penn).^[13]

Toepassingen

Algemeen gebruik

Het aluminium is het wijdst gebruikte non-ferrometaal.^[14] De globale productie van aluminium in 2005 was 31.9 miljoen ton. Het overschreed dat van een ander metaal behalve ijzer (837.5 miljoen ton).^[15] Het vrij zuivere aluminium wordt ontmoet slechts wanneer de corrosieweerstand en/of workability belangrijker zijn dan sterkte of hardheid. Een dunne laag van aluminium kan op een vlakke oppervlakte langs worden gedeponeerd fysiek dampdeposito of (zeer niet vaak) chemische dampdeposito of andere chemische middelen zich te vormen optische deklagen en spiegels. Wanneer zo gedeponeerd, dient een verse, zuivere aluminiumfilm als goede reflector (ongeveer 92%) van zichtbaar licht en een uitstekende reflector (zo veel zoals 98%) van middel en veel infrarood.

Het zuivere aluminium heeft laag trek sterkte, maar wanneer gecombineerd met thermomechanische verwerking, tonen de aluminiumlegeringen een duidelijke verbetering van mechanische eigenschappen, vooral wanneer aangemaakt. De legeringen van het aluminium vormen essentiële componenten van vliegtuigen en raketten als resultaat van hun hoogte - sterkte - aan-gewichtsverhouding. Het aluminium vormt gemakkelijk legeringen met vele elementen zoals koper, zink, magnesium, mangaan en silicium (b.v., duralumin). Vandaag, bijna zijn alle bulkmetaalmaterialen die worden verwezen naar los als „aluminium,“ eigenlijk legeringen. Bijvoorbeeld, gemeenschappelijk aluminium folies zijn legeringen van 92% tot 99% aluminium.^[16]

Enkele veel gebruik voor aluminiummetaal is in:

Vervoer (auto's, vliegtuigen, vrachtwagens, spoorweg auto's, mariene schepen, fietsen enz.)
Verpakking (blikken, folie, enz.)
De behandeling van het water
Behandeling tegen vissenparasieten zoals Salaris van Gyrodactylus.
Bouw (vensters, deuren, het opruimen, de bouwdraad, enz.)
Kokende werktuigen
Elektro transmissielijnen voor machtsdistributie
Staal MKM en Alnico magneten
Super zuiverheidsaluminium (SPA, Al 99.980% tot 99.999%), die in elektronika wordt gebruikt en CDs.
Heatsinks voor elektronische toestellen zoals transistors en Cpu.
Het gepoederde aluminium wordt binnen gebruikt verf, en binnen pyrotechniek zoals stevige raket brandstoffen en thermite.
In de bladen van steun zwaarden en messen binnen gebruikt stadium gevecht.
Het aluminium wordt wijd gebruikt in horlogeproductie aangezien het duurzaamheid verstrekt en zich tegen het aantasten en corrosie verzet.^[17]

De samenstellingen van het aluminium

Het ammoniumsulfaat van het aluminium ([Al (NH₄)](ZO₄)₂), ammonium aluin wordt gebruikt als a bijtmiddel, in waterreiniging en behandeling van afvalwater, binnen document productie, als a additief voor levensmiddelen, en binnen leer het looien.

Acetate van het aluminium is a zout gebruikt in oplossing als streng.

Het boraat van het aluminium (Al₂O₃ B₂O₃) wordt gebruikt in de productie van glas en ceramisch.

Borohydride van het aluminium (Al (BH₄)₃) wordt gebruikt als additief aan straal brandstof.
Het brons van het aluminium (CuAl₅)
Het chloride van het aluminium (AlCl₃) wordt gebruikt: bij verf productie, binnen transpiratiewerende middelen, binnen aardolie raffinage en in de productie van synthetisch rubber.

Chlorohydride van het aluminium wordt gebruikt als transpiratiewerend middel en in de behandeling van hyperhidrosis.

Fluorosilicate van het aluminium (Al₂(SiF₆)₃) wordt gebruikt in de productie van synthetisch halfedelstenen, glas en ceramisch.

Het hydroxyde van het aluminium (Al (OH)₃) wordt gebruikt: als antacid, als bijtmiddel, binnen water reiniging, in de vervaardiging van glas en ceramisch en in het waterdicht maken van stoffen.

Het oxyde van het aluminium (Al₂O₃), wordt alumina, gevonden natuurlijk zoals korund (robijnen en saffieren), amaril, en wordt gebruikt in glasfabricage. De synthetische robijn en de saffier worden binnen gebruikt lasers voor de productie van coherent licht.

Het fosfaat van het aluminium (AlPO₄) wordt gebruikt in de vervaardiging: van glas en ceramisch, pulp en document producten, schoonheidsmiddelen, verven en vernissen en in het maken tand cement.

Het sulfaat van het aluminium (Al₂(ZO₄)₃) wordt gebruikt: in de vervaardiging van document, als bijtmiddel, in a brandblusapparaat, in waterreiniging en behandeling van afvalwater, als additief voor levensmiddelen, in het vuurvast maken, en in leer het looien.

In vele vaccins, dienen bepaalde aluminiumzouten als immuun hulp (immune reactiespanningsverhoger) om de proteïne in het vaccin toe te staan om voldoende kracht als immune stimulans te bereiken.

De legeringen van het aluminium in structurele toepassingen

Hoofd artikel: De legering van het aluminium

De legeringen van het aluminium met een brede waaier van eigenschappen worden gebruikt in techniekstructuren. De systemen van de legering worden geclassificeerd door een aantalsysteem (ANSI) of door namen die op hun hoofd het legeren constituenten wijzen (DIN en ISO).

De sterkte en de duurzaamheid van aluminiumlegeringen verschillen sterk, niet alleen als resultaat van de componenten van de specifieke legering, maar ook als resultaat van thermische behandelingen en productieprocédés. Een gebrek aan kennis van deze aspecten heeft van tijd tot tijd tot incorrect ontworpen structuren en bereikt aluminium een slechte reputatie geleid. (Zie hoofdartikel)

Één belangrijke structurele beperking van aluminiumlegeringen is hun moeheid sterkte. In tegenstelling tot staal, hebben de aluminiumlegeringen geen duidelijk omlijnd moeheids grens, betekenend dat de moeheidsmislukking uiteindelijk onder zelfs zeer kleine cyclische ladingen zal voorkomen. Dit impliceert dat de ingenieurs deze ladingen en ontwerp voor a moeten beoordelen het vaste leven eerder dan het oneindig leven.

Een ander belangrijk bezit van aluminiumlegeringen is hun te verwarmen gevoeligheid. De procedures die van de workshop het verwarmen impliceren worden gecompliceerd door het feit dat het aluminium, in tegenstelling tot staal, zonder eerst het gloeien rood zal smelten. Het vormen van verrichtingen waar a soldeerlamp wordt gebruikt daarom vereist wat deskundigheid, aangezien geen visuele tekens openbaren hoe het materiaal is sluit aan het smelten. De legeringen van het aluminium, zoals alle structurele legeringen, ook zijn onderworpen aan interne spanningen die het verwarmen verrichtingen zoals lassen en afgietsel volgen. Het probleem met aluminiumlegeringen in dit verband is hun laag smeltpunt, wat hen voor vervormingen van thermaal veroorzaakte spanningshulp vatbaarder maken. De gecontroleerde spanningshulp kan tijdens productie worden gedaan door de delen in een oven thermisch te behandelen, die door geleidelijke te koelen wordt gevolgd -- inderdaad het ontharden de spanningen.

Het punt met een laag smeltpunt van aluminiumlegeringen heeft hun gebruik in rocketry niet uitgesloten; zelfs voor gebruik in het construeren van verbrandingskamers waar de gassen 3500 K. kunnen bereiken. Agena de hogere stadiummotor gebruikte een regeneratief gekoeld aluminiumontwerp voor sommige delen van de pijp, met inbegrip van het thermaal kritieke keelgebied.

De bedrading van het huishouden

Zie ook: De draad van het aluminium

Vergeleken bij koper, in gewicht heeft het aluminium ongeveer 65% van het geleidingsvermogen door volume, hoewel 200%. Traditioneel wordt het koper gebruikt als huishouden bedradingsmateriaal. In de jaren '60 was het aluminium aanzienlijk goedkoper dan koper, en werd zo geïntroduceerdi voor huishouden elektro bedrading in de Verenigde Staten, alhoewel vele inrichtingen waren ontworpen om aluminium geen draad goed te keuren. Nochtans, in sommige gevallen groter coëfficiënt van thermische uitbreiding van aluminiumoorzaken de draad zich met betrekking tot het ongelijke metaal uit te breiden en aan te gaan schroef verbinding die, uiteindelijk de verbinding losmaakt. Ook, heeft het zuivere aluminium een tendens aan kruipen onder regelmatige aanhoudende druk (aan een grotere graad als temperatuurstijgingen die), opnieuw de verbinding losmaken. Tot slot Galvanische corrosie van de ongelijke metalen verhoogd de elektroweerstand van de verbinding.

Elk van dit resulteerde in oververhitte en losse verbindingen, en dit resulteerde beurtelings in branden. De bouwers toen werden omzichtig van het gebruiken van de draad, en vele jurisdicties verbanden zijn gebruik in zeer kleine grootte in nieuwe bouw. Uiteindelijk, werden de nieuwere inrichtingen geïntroduceerdm met verbindingen die worden ontworpen om vermijden losmakend en oververhittend. Eerst waren zij duidelijke „Al/Cu“, maar zij dragen nu een codage „CO/ALR“. In oudere assemblage, verhinderen de arbeiders het het verwarmen probleem gebruikend behoorlijk-gedaan golfplaat van de aluminiumdraad aan kort „vlecht„van koperdraad. Vandaag, worden de nieuwe legeringen, de ontwerpen, en de methodes gebruikt voor aluminium bedrading in combinatie met aluminiumbeëindiging.

Geschiedenis

Oud Grieken en Romeinen gebruikte aluminiumzouten als het verven van bijtmiddelen en als streng voor het kleden van wonden; aluin nog wordt gebruikt als a styptic. In 1761 Guyton DE Morveau voorgesteld roepend de basisaluin alumine. In 1808, Humphry Davy identificeerde het bestaan van een metaalbasis van aluin, die hij eerst noemde alumium en later aluminium (zie Etymology sectie, hieronder).

Friedrich Wöhler over het algemeen wordt gecrediteerd voor het isoleren van aluminium (Latijns alumen, aluin) in 1827 door zich te mengen vochtvrij aluminium chloride met kalium. Aangezien het metaal eerst twee jaar vroeger (in een onzuivere vorm) langs was geproduceerd Deens fysicus en chemicus Hans Christian Ørsted, Kan Ørsted ook als zijn discoverer worden vermeld.^[18] Verder, Pierre Berthier ontdekt aluminium in bauxieterts en met succes gehaald het.^[19] Fransman Henri Etienne Sainte-Claire Deville de betere methode van Wöhler in 1846, en beschreven zijn verbeteringen in een boek in 1859, leider onder dit die de substitutie van natrium voor het aanzienlijk duurdere kalium zijn.

(Nota: De titel van het boek van Deville is „DE l'aluminium, ses propriétés, sa vervaardiging“ (Parijs, 1859). Deville die waarschijnlijk vatte ook het idee van op elektrolyse van aluminiumoxyde dat in kryoliet wordt opgelost; nochtans, zouden Charles Martin Hall en Paul Héroult het praktischere proces na Deville kunnen ontwikkeld hebben.)

Vóór Proces zaal-Héroult werd ontwikkeld, was het aluminium bijzonder moeilijk om uit zijn divers te halen ertsen. Dit gemaakte zuivere aluminium waardevoller dan gouden. De staven van aluminium werden tentoongesteld naast Frans kroon juwelen bij Expositie Universelle van 1855, en Napoleon III werd gezegd om een reeks platen van het aluminiumdiner voor zijn meest geëerdev gasten gereserveerd te hebben.

Het aluminium werd geselecteerd als materiaal dat voor de top van moet worden gebruikt Het Monument van Washington in 1884, een tijd wanneer ons (30 gram) kost het dagelijkse loon van een gemeenschappelijke arbeider op het project;^[20] het aluminium was over de zelfde waarde zilveren.

De bedrijven van Cowles geleverde aluminiumlegering in hoeveelheid in Verenigde Staten en Engeland het gebruiken smeltovens als de oven van Carl Wilhelm Siemens door 1886.^[21] Charles Martin Hall van Ohio in de V.S. en Paul Héroult van Frankrijk ontwikkelde onafhankelijk Elektrolytisch proces zaal-Héroult dat het gemaakt is halen van aluminium uit goedkopere mineralen en nu de belangrijkste wereldwijd gebruikte methode. Het proces zaal-Heroult kan het Super Aluminium van de Zuiverheid direct produceren niet. Het proces van de zaal,^[22] in 1888 met de financiële steun van Alfred E. Jacht, begon het Bedrijf van de Vermindering van Pittsburgh vandaag wordt bekend dat als Alcoa. Proces van Héroult was binnen in productie door 1889 Zwitserland bij Aluminium Industrie, nu Alcan, en bij Brits Aluminium, nu Groep Luxfer en Alcoa, door 1896 binnen Schotland.^[23]

Door 1895 werd het metaal gebruikt als bouwmateriaal zo afgelegen zoals Sydney, Australië in de koepel van het Gebouw van de Belangrijkste Secretaresse.

Vele marine gebruikt een aluminium bovenbouw voor hun schepen, echter, de brand van 1975 aan boord USS Belknap dat haalde haar aluminiumbovenbouw, evenals observatie van slagschade aan Britse schepen tijdens uit De Oorlog van de Falkland Eilanden, geleid tot vele marine die op alle staalsuperstructures overschakelen. De klasse van Burke van Arleigh was de eerst dergelijke V.S. schip dat, volledig van staal wordt geconstrueerd.

In April 2008 was de prijs van aluminium rond $1.35/pond.^[24]

Etymology

De geschiedenis van de nomenclatuur

Het vroegste citaat dat in wordt gegeven Het Engelse Woordenboek van Oxford voor om het even welk woord dat als naam voor dit element wordt gebruikt is alumium, wat Humphry Davy in 1808 voor het metaal aanwendde hij om elektrolytisch van het mineraal probeerde te isoleren alumina. Het citaat is van zijn dagboek Filosofische Transacties: „Had I zo gelukkig zoals. .to de metaalsubstanties heeft verkregen ik op zoek naar was, zou ik voor hen de namen van silicium, alumium, zirconium, en glucium moeten voorgesteld hebben.“^[25]

Door 1812, had Davy geregeld aluminium, van welke, als andere bronnen nota neem,^{[nodig citaat]} past zijn Latijnse wortel aan. Hij schreef in het dagboek Chemische Filosofie: „Tot hiertoe is het Aluminium niet verkregen in een volkomen vrije staat.“^[26] Maar het zelfde jaar, een anonieme medewerker aan Driemaandelijks Overzicht, een Brits politiek-literair dagboek, bezwaar wordt gehad dat tegen aluminium en voorgesteld de naam aluminium, „voor zo zullen wij de vrijheid van het schrijven van het woord, liever dan aluminium nemen, dat een minder klassiek geluid.“ heeft^[27]

- ium het achtervoegsel had het voordeel om met het precedent in overeenstemming te zijn dat in andere onlangs ontdekte elementen van de tijd wordt geplaatst: kalium, natrium, magnesium, calcium, en strontium (wat Davy zelf had geïsoleerde). Niettemin, - um de spellingen voor elementen waren niet onbekend tegelijkertijd, zoals bijvoorbeeld platina, gekend aan Europeanen sinds de zestiende eeuw, molybdeen, ontdekt in 1778, en tantalium, ontdekt in 1802.

Amerikanen keurden goed - ium om te passen de standaardvorm van de periodieke lijst van elementen, voor het grootste deel van de negentiende eeuw, met aluminium binnen het verschijnen Webster Woordenboek van 1828. In 1892, echter, gebruikte Charles Martin Hall - um spelling in een reclame handbill voor zijn nieuwe elektrolytische methode om het metaal, ondanks zijn constant gebruik van te produceren - ium spelling in alle octrooien^[22] hij diende tussen 1886 en 1903 in.^[28] Men heeft bijgevolg voorgesteld dat de spelling op gemakkelijker wijst om woord met één minder lettergreep uit te spreken, of dat de spelling op de vlieger een fout was. De overheersing van de zaal van productie van het metaal zorgde ervoor dat de spelling aluminium werd de norm in Noord-Amerika; Unabridged Woordenboek van Webster van 1913, niettemin, bleef gebruiken - ium versie.

In 1926, De Amerikaanse Chemische Maatschappij officieel beslist te gebruiken aluminium in zijn publicaties; De Amerikaanse woordenboeken etiketteren typisch de spelling aluminium als Britse variant.

Huidige spelling

Bij het UK en andere landen het gebruiken Britse spelling, slechts aluminium wordt gebruikt. In de Verenigde Staten, de spelling aluminium is grotendeels onbekend, en de spelling aluminium overheerst.^[29]^[30] Het Canadese Woordenboek van Oxford verkiest aluminium, terwijl de Australiër Het Woordenboek van Macquarie verkiest aluminium. De spelling in vrijwel alle andere talen is analoog aan - ium einde.

Internationale Unie van Zuivere en Toegepaste Chemie (IUPAC) goedgekeurd aluminium als standaard internationale naam voor het element in 1990, maar drie jaar later erkend aluminium als aanvaardbare variant. Vandaar omvat hun periodieke lijst allebei, maar plaatst aluminium eerst.^[31] IUPAC verkiest officieel het gebruik van aluminium in zijn interne publicaties, hoewel verscheidene Iupac- publicaties de spelling gebruiken aluminium.^[32]

Biologische rol

Voorzorgsmaatregelen

De giftigheid van aluminium kan aan verhoogd deposito in been en het centrale zenuwstelsel, in het bijzonder in aanwezigheid van verminderde nierfunctie worden gevonden. Omdat het aluminium met calcium voor absorptie concurreert, kunnen de verhoogde hoeveelheden dieetaluminium tot de verminderde skeletachtige mineralisering (osteopenia) bijdragen die in vroegtijdige zuigelingen en zuigelingen met de groeivertraging wordt waargenomen. Volledig-termijn schijnen de zuigelingen met normale nierfunctie niet om op wezenlijk risico van aluminiumgiftigheid van sojaformules te zijn op basis van eiwitten. Het aluminium kan veroorzaken neurotoxiciteit in zeer hoge dosissen die de functie van kunnen veranderen blood-brain barrière.^[33] Het is één van de weinig overvloedige elementen die geen bekende functie in levende cellen hebben. Een klein percentage mensen is allergisch aan het - zij ervaren contact dermatitis: itchy uitbarsting van het gebruiken styptic of transpiratiewerend producten, spijsverterings wanorde en onvermogen om voedingsmiddelen te absorberen van het eten van voedsel dat in aluminiumpannen wordt gekookt, en het braken en andere symptomen van vergiftiging van het opnemen van dergelijke producten zoals Amphojel, en Maalox (antacids). Dergelijke allergieën zijn niettemin uiterst zeldzaam, in andere mensen wordt het aluminium niet beschouwd als gifstof zoals zware metalen, maar er is bewijsmateriaal van wat giftigheid als het in bovenmatige bedragen wordt verbruikt. Het gebruik van aluminium cookware, populair wegens zijn corrosie weerstand en goed hitte geleiding, niet is getoond om tot aluminiumgiftigheid in het algemeen te leiden. Bovenmatige consumptie van antacids bevattend aluminiumsamenstellingen en bovenmatig gebruik van aluminiumhoudende transpiratiewerende middelen zijn waarschijnlijkere oorzaken van giftigheid. De verhogingen van het aluminium oestrogeen- verwant gen uitdrukking in mens borst kanker cellen die in het laboratorium worden gekweekt.^[34] Hebben de oestrogeen-als gevolgen van deze zouten geleid tot hun classificatie als a metalloestrogen.

Men heeft voorgesteld dat het aluminium een oorzaak van is De ziekte van Alzheimer, zoals wat hersenen plaques zijn gevonden om het metaal te bevatten. Het onderzoek op dit gebied is onovertuigend geweest; de aluminium accumulatie kan een gevolg van de schade van Alzheimer, niet de oorzaak zijn. In elk geval, als er om het even welke giftigheid van aluminium is moet het via een zeer specifiek mechanisme, sinds totale blootstelling van mensen aan het element in de vorm van zijn natuurlijk - het voorkomen de klei in grond en stof is enorm groot over een leven.^[35]^[36]

Kwik van toepassing geweest op de oppervlakte van aluminium legering kan de beschermende film van de oxydeoppervlakte door zich te vormen beschadigen Kwik-aluminium mengsel. Dit kan het verdere corrosie en verzwakken van de structuur veroorzaken. Om deze reden, kwik thermometers niet worden toegestaan op velen lijnvliegtuigen, aangezien het aluminium in vele vliegtuigenstructuren wordt gebruikt.

Een mengsel van gepoederd aluminium en Fe₂O₃ is gekend als thermite, en brandwonden met een hoge energieoutput aan vorm Fe en Al₂O₃. Thermite kan per ongeluk tijdens het malen verrichtingen, maar de hoogte worden geproduceerd ontstekings temperatuur maakt incidenten in de meeste workshopmilieu's onwaarschijnlijk.

Aluminium en installaties (fytotherapie)

Het aluminium is primair onder de factoren die tot het verlies van installatieproductie op zure gronden bijdragen. Hoewel het aan de installatiegroei in pH-neutrale gronden over het algemeen onschadelijk is, de concentratie in zure gronden van giftige Al³⁺ kationen verhoogt en stoort de wortelgroei en functie.

Tarwe's aanpassing om aluminium toe te staan is de tolerantie dusdanig dat het aluminium een versie van veroorzaakt organische samenstellingen dat aan het schadelijke aluminium bindt kationen. Sorghum wordt verondersteld om het zelfde tolerantiemechanisme te hebben. Het eerste gen voor aluminiumtolerantie is geïdentificeerde in tarwe. Een groep in de V.S. Het Ministerie van Landbouw toonde dat de het aluminiumtolerantie van de sorghum door één enkel gen wordt gecontroleerd, zoals voor tarwe aan. Dit is niet het geval in alle installaties.

Zie ook

Verwijzingen

^ Bassam Z. Shakhashiri. Chemisch product van de Week: Aluminium. De wetenschap is Pret. teruggewonnen 2007-08-28.
^ ^a ^B I. J. Polmear, Lichte Legeringen, Arnold, 1995
^ G. E. Dieter, Mechanische Metallurgie, McGraw-Hill, 1988
^ John F. Cochran en D. E. Mapother (Juli 1958). „Supergeleidende Overgang in Aluminium“. Fysiek Overzicht 111 (1): 132–142. doi:10.1103/PhysRev.111.132.
^ Robert T. Dodd, De Sterren van Thunderstones en het Ontspruiten, blz. 89-90. ISBN 0-674-89137-6.
^ Guilbert, John M. en Carles F. Park, De geologie van de Stortingen van het Erts, Freeman, 1986, blz. 774-795 ISBN 0-7167-1456-6
^ S Venetski (Juli 1969). "" Zilver " van klei " (vertaald). Metallurg 13 (7): 451–453. doi:10.1007/BF00741130.
^ Pagina 14 van Oktober 1990 van ChemMatters
^ De Smeltovens van het aluminium. Minerale Economie AME. teruggewonnen 2008-04-17.
^ Voordelen om Te recycleren. Het Ministerie van Ohio van Natuurlijke rijkdommen.
^ Australische Industrie. De Australische Raad van het Aluminium. teruggewonnen 2007-08-11.
^ Australisch Bauxiet. De Australische Raad van het Aluminium. teruggewonnen 2007-08-11.
^ De Universiteit van Eberly van Wetenschap (13 Januari 2005). "Clusters van de Atomen van het Aluminium die worden gevonden om Eigenschappen van Andere Elementen te hebben een Nieuwe Vorm van Chemie openbaren". Persmededeling.
^ "aluminium". Encyclopædia Britannica.
^ L E Hetherington, Bruin T J, J Benham, P Lusty J, N.O. Idoine (2007). De Minerale Productie van de wereld: 2001 - 2005 (beschikbare online), Brits Geologisch Onderzoek. ISBN 978-0-85272-592-4.
^ L. S. Millberg. De Folie van het aluminium. Hoe de Producten worden gemaakt. teruggewonnen 2007-08-11.
^ Aluminium in Horlogemakerij
^ Yinon Bentor. Periodieke Lijst: Aluminium. ChemicalElements.com. teruggewonnen 2007-08-11.
^ Pierre Berthier. Vandaag in de Geschiedenis van de Wetenschap. teruggewonnen 2007-08-11.
^ George J. Binczewski (1995). "Het punt van een Monument: Een geschiedenis van het Aluminium GLB van het Monument van Washington". JOM 47 (11): 20–25.
^ "De Legeringen van het Aluminium van Cowles„(Januari 1886). De fabrikant en de Bouwer 18 (1): 13. New York: Westelijk en Bedrijf, via Cornell Universitaire Bibliotheek. en McMillan, Walter George (1891). Een verhandeling op elektro-Metallurgie. Londen, Philadelphia: Charles Griffin en Bedrijf, J.B. Het Bedrijf van Lippincott, via het aftasten van Boeken Google van exemplaar van de Openbare Bibliotheek van New York, 302-305. teruggewonnen 2007-10-26. en Sackett, William Edgar, John James Scannell en Mary Eleanor Watson (1917/1918). De Eerste Burgers van New Jersey. New Jersey: J.J. Scannell via het aftasten van Boeken Google van exemplaar van de Openbare Bibliotheek van New York, 103-105. teruggewonnen 2007-10-25.
^ ^a ^B US400,664 (Versie PDF) (1889-04-02) Charles Martin Hall Proces om Aluminium van zijn Zouten van het Fluoride door Elektrolyse Te verminderen
^ Donald Holmes Wallace [1937] (1977). De Controle van de markt in Industrie van het Aluminium. Beperkte de Universitaire Pers van Harvard via het Publiceren Ayer via Boeken Google mening, 6. ISBN 0-4050-9786-7. teruggewonnen 2007-10-27.
^ De prijzen van het aluminium
^ „alumium“, Het Engelse Woordenboek van Oxford. ED. J.A. Simpson en ESC. Weiner, tweede uitgave Oxford: De Pers van Clarendon, 1989. De Online Oxford Universitaire Pers van OED. Betreden 29 oktober, 2006. Het citaat is dat als „1808 de HEER H. wordt vermeld. DAVY in Phil. Trans. XCVIII. 353". De ellips in het citaat is aangezien het in verschijnt OED citaat.
^ „aluminium“, ibid. Het citaat is dat als „1812 de HEER H. wordt vermeld. DAVY Chem. Philos. I. 355"
^ „aluminium“, ibid. Het citaat is vermeld als „1812 Q. Toer. VIII. 72"
^ Peter Meiers. Vervaardiging van Aluminium. De geschiedenis van Fluor, Fluoride en Fluoridering.
^ Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. (1997). Chemie van de Elementen, 2de Uitgave, Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.
^ John Bremner, Woorden op Woorden: Een woordenboek voor Schrijvers en anderen Who Zorg over Woorden, pagina 22-23. ISBN 0-231-04493-3
^ Periodieke Lijst IUPAC van de Elementen
^ IUPAC Het onderzoek van de websitepublicatie naar „aluminium“
^ Banken, W.A.; Kastin, A.J. (1989). „Aluminium-veroorzaakte neurotoxiciteit: wijzigingen in membraanfunctie bij de blood-brain barrière. „. Omwenteling van Biobehav van Neurosci 13 (1): 47–53. doi:10.1016/S0149-7634 (89) 80051-x.
^ Metalloestrogens: een nieuwe klasse van anorganische xenoestrogens met potentieel om aan de oestrogenic last van de menselijke borst toe te voegen J Appl Toxicol. 2006 mei-Jun; 26 (3): 191-7
^ De Ziekte en het Aluminium van Alzheimer. Nationaal Instituut van de Wetenschappen van de Milieuhygiëne (Oktober 2005).
^ Michael Hopkin. De „dood van het slachtoffer van Alzheimer verbond met aluminiumverontreiniging“, nieuws @ nature.com, 21 April 2006.