Федеральне агентство за освітою РФ
Державний технологічний університет
«Московський інститут сталі та сплавів»
Російська олімпіада школярів
«Інноваційні технологій і матеріалознавство»
>II-й етап:Научно-творческий конкурс
Напрям (профіль):
Матеріалознавство і технології нових матеріалів»
>РЕФЕРАТ
на задану тему:
Властивості алюмінію й області застосування у промисловості і побуті »
Роботу виконав:
Зайцев Віктор Владиславович
Москва, 2009
Зміст
1. Запровадження
1.1 Загальне визначення алюмінію
1.2 Історія отримання алюмінію
2. Класифікація алюмінію за рівнем чистоти і порядку його механічні властивості
3. Основнілегирующие елементи в алюмінієвих сплавах та його функції
4. Застосування алюмінію та її сплавів у промисловості і побуті
4.1 Авіація
4.2Судостроение
4.3 Залізничний транспорт
4.4 Автомобільний транспорт
4.5 Будівництво
4.6 Нафтова та хімічна промисловості
4.7Алюминевая посуд
5. Укладання
5.1. Алюміній — матеріал майбутнього
6. Список використовуваної літератури
1. Запровадження
У своєму рефераті на задану тему ”Властивості алюмінію й області застосування у промисловості і побуті” хотів би зазначити особливість цього металу та її перевага над іншими. Весь мій текст є доказом те, що алюміній метав майбутньої України і ж без нього буде важким наше розвиток.
1.1 Загальне визначення алюмінію
Алюміній ( латів.Aluminium, відalumen — галун) — хімічний елемент III грн. періодичної системи, атомний номер 13, атомна маса 26,98154.Серебристо-белий метал, легкий, пластичний, із високим електропровідністю,tпл = 660 °З.Химически активний (надворі покривається захисноїоксидной плівкою).
По поширеності у природі займає третє місце серед елементів і 1-е серед металів (8,8% від безлічі земної кори).
По електропровідності алюміній — на 4-му місці, поступившись лише сріблу (воно першому місці), міді золоту, що з дешевизні алюмінію має величезну практичного значення. Алюмінію ще більше, ніж заліза, й у 350 разів більше, ніж міді, цинку, хрому, олова і свинцю разом узятих. Його щільність дорівнює всього 2,7*103 >кг/м 3 . Алюміній має гратигранецентрированного куба, стійкий при високих температурах від — 269 °З до точки плавлення (660 °З).Теплопроводность становить при24°С 2,37Втсм-1 >К-1 .Электросопротивление алюмінію високої чистоти (99,99%) при 20° С становить2,654810-8 >Омм, чи 65% електроопору міжнародного еталона зотожженной міді.Отражательная здатність полірованої поверхні становить понад 90%.
Технології галузей легкої промисловості
... та ін. Віскозне волокно в текстильній промисловості переробляється у вигляді штапелю. Це короткі ... діях накопичують статичні заряди. 1. 2 Технологія одержання пряжі Після первинної обробки на ... - пітканні. їх властивості і способи підготовки до ткацького виробництва ... сітков'язальна, текстильно-галантерейна, трикотажна, валяльно-повстяна галузі (підгалузі і виробництва). Текстильна промисловість виробляє ...
1.2 Історія отримання алюмінію
Документально зафіксоване відкриття алюмінію відбулося 1825. Вперше цей метал отримав датський фізик Ганс ХристиянЭрстед, коли виділив його за дії амальгами калію на безводний хлорид алюмінію (отриманий при пропущенні хлору через розпечену суміш оксиду алюмінію з вугіллям).Отогнав ртуть,Эрстед отримав алюміній, щоправда, забруднений домішками. У 1827 німецький хімік ФрідріхВелер отримав алюміній як порошку відновленнямгексафторалюмината калієм. Сучасний спосіб отримання алюмінію було відкрито 1886 молодим американським дослідником Чарльзом МартіномХоллом. (З 1855 до 1890 було одержано лише 200 тонн алюмінію, а й за наступне десятиліття методом Голла в усьому світі отримали вже28000т. цього металу) Алюміній чистотою понад 99,99% уперше був в отримано електроліз в1920г. 1925-го р. у роботі Едвардса опубліковані деякі дані про фізичних і механічних властивості такого алюмінію. У1938г. Тейлор,Уиллей, Сміт і Едвардс опублікували статтю, у якій подано деякі властивості алюмінію чистотою 99,996%, отриманого мови у Франції також електроліз. Перше видання монографії про властивості алюмінію побачило світ в1967г. Ще донедавна вважалося, що алюміній як дуже активний метал неспроможна зустрічатися у природі у вільному стані, однак у1978г. в породах Сибірській платформи виявили самородний алюміній — як ниткоподібних кристалів завдовжки лише 0,5 мм (при товщині ниток кілька мікрометрів).
У місячному грунті, доставлену на Землю з районів морів Криз іИзобилия, також вдалося знайти самородний алюміній. Припускають, що металевий алюміній може утворитися конденсацією з газу. При сильному підвищенні температуригалогениди алюмінію розкладаються, переходячи у стан із нижчоювалентностью металу, наприклад,AlCl. Коли при зниженні температури та не кисню таке з’єднання вони вбирають, у твердій фазі відбувається реакціядиспропорционирования: частина атомів алюмінію окислюється і у звичнетрехвалентное стан, а частина — відновлюється.Восстановиться жодновалентний алюміній може лише до металу:3AlCl >2Al +AlCl 3 . На користь цього припущення свідчить інитевидная форма кристалів самородного алюмінію. Зазвичай кристали такого будівлі утворюються внаслідок швидкого зростання з газової фази. Мабуть, мікроскопічні самородки алюмінію місячному грунті утворилися аналогічним чином.
2. Класифікація алюмінію за рівнем чистоти і порядку його механічні властивості
У наступні роки завдяки порівняльної простоті отримання й привабливим властивостями опубліковано багато робіт про властивості алюмінію. Чистий алюміній знайшов широке використання у основному електроніці — від електролітичних конденсаторів до вершини електронної інженерії — мікропроцесорів; вкриоелектронике,криомагнетике. Більше новими способами отримання чистого алюмінію є метод зонної очищення, кристалізація замальгам (сплавів алюмінію зі ртуттю) і виділення зщелочних розчинів. Ступінь чистоти алюмінію контролюється величиною електроопору при низьких температурах. Нині використовується наступна класифікація алюмінію за рівнем чистоти:
Споживчі властивості лікарських засобів
... так i закордонними лiкарськими засобами. Цiни на медикаменти iноземного виробництва порiвняно з вiтчизняними аналогами значно вищi: ... роботи становить 32 сторінки. 1. Споживчі властивості лікарських засобів При вивчені ліків розрізняють ... роботу серед населення про шкідливість, самолікування, приймати участь в боротьбі з наркоманією. 2. Формування якості лікарських засобів 2.1 Вплив сировини на ...
- >Механические властивості алюмінію при кімнатної температурі:
3. Основнілегирующие елементи в алюмінієвих сплавах та його функції
Чистий алюміній — досить м’який метал — майже втричі м’якше міді, тому навіть порівняно товсті алюмінієві платівки і стрижні легко зігнути, але алюміній утворює сплави (їх відомо безліч), його твердість може підвищитися вдесятеро. Найширше застосовуються:
- >Бериллий додається зменшення окислення при підвищених температурах. Невеликі добавки берилію (0,01 — 0,05%) застосовують у алюмінієвих ливарних сплавах підвищення плинності у виробництві деталей двигунів внутрішнього згоряння (поршнів і головок циліндрів).
Бор вводять підвищенняелектропроводимости як ірафинирующую добавку. Бор вводять у алюмінієві сплави, використовувані в атомної енергетики (крім деталей реакторів),т.к він поглинає нейтрони, перешкоджаючи поширенню радіації. Бор вводять у середньому у кількості 0,095 — 0,1%.
Вісмут. Метали з низькою температурою плавлення, такі як вісмут, свинець, олово, кадмій вводять у алюмінієві сплави підвищенняобрабативаемости різанням. Ці елементи утворюють м’якілегкоплавкие фази, що сприяють ламкості стружки і змазування різця.
>Галлий додається у кількості 0,01 — 0,1% в сплави, у тому числі далі виготовляються витрачені аноди.
Залізо. У малих кількостях (»0,04%) вводиться під час виробництва дротів збільшення міці й покращує характеристики повзучості. Також залізо зменшує прилипання до стінок форм при лиття в кокіль.
Індій. Добавка 0,05 — 0,2%упрочняют сплави алюмінію при старінні, особливо в низькому змісті міді.Индиевие добавки використовують уалюминиево-кадмиевих підшипникових сплавах.
Приблизно 0,3% кадмію вводять підвищення міці й поліпшеннякоррозионних властивостей сплавів.
>Кальций саме й надає пластичність. При змісті кальцію 5% сплав має ефектомсверхпластичности.
Кремній є найбільш використовуваної добавкою в ливарних сплавах. У кількості 0,5 — 4% зменшує схильність дотрещинообразованию. Поєднання кремнію з на магній дають можливістьтермоуплотнение сплаву.
>Магний. Добавка магнію значно підвищує міцність без зниження пластичності, підвищуєсвариваемость збільшуєкоррозионную стійкість сплаву.
Мідьупрочняет сплави, максимальне зміцнення характеризується змісті міді 4 — 6%.Сплави з міддю використовують у виробництві поршнів двигунів внутрішнього згоряння, високоякісних литих деталей літальних апаратів.
>Олово покращує обробку різанням.
Титан. Основне завдання титану в сплавах — здрібнення збіжжя уотливках і зливках, що дуже підвищує міцність і рівномірність властивостей в усьому обсязі.
Алюміній — одне із найбільш поширених і дешевих металів. Без неї важко уявити собі сучасну життя. Недарма алюміній називають металом 20 століття. Він дуже добре піддається обробці: куванню, штампування, прокату,волочению,прессованию. Чистий алюміній — досить м’який метал; потім із нього роблять електричні дроти, деталі конструкцій, фольгу для продуктів харчування, кухонну посуд і «срібну» фарбу. Цей хороший і легкий метал широко використав будівництві та авіаційної техніці. Алюміній дуже добре відбиває світло. Тому його використовують із виготовлення дзеркал — методом напилювання металу у вакуумі.
Проектування, розробка технологій та виготовлення лавок
... піде мова в цій роботі. Об'єкт роботи - виготовлення лавок. Предметом дослідження є конструктивні особливості та технологічна послідовність виготовлення лавки. Мета курсової роботи: удосконалити набуті знання, ... використання матеріалів. РОЗДІЛ ІІ. КОНСТРУКТОРСЬКИЙ ЕТАП 2.1 Вихідні дані для виготовлення виробу конструктивний технологічний лавка економічний Підбір матеріалів для роботи залежить від ...
У авіа — і машинобудуванні, під час виготовлення будівельних конструкцій, використовують значно більше тверді сплави алюмінію,т.к вони мають високимипрочностними характеристиками. Одна з найбільш відомих — сплав алюмінію з міддю і на магній (>дуралюмин, чи навіть «дюраль»; назва походить від німецького містаДюрена).Дуралюмини мають хорошим поєднанням міці й пластичності, але мають у своїй не високукоррозионную стійкість Типовим представникомдуралюмина є сплавД16 у якому 4,3%Сu.1.5%Mg.0.6%Mn. Цей сплав після гарту набуває особливу твердість і невдовзі стає приблизно 7 раз міцніше чистого алюмінію. У той самий короткий час він майже втричі легше заліза. Його отримують, сплавляючи алюміній з невеликими добавками міді, магнію, марганцю, кремнію і заліза. Широко поширенісилумини — ливарні сплави алюмінію з кремнієм. Виробляються такожвисокопрочние, кріогенні (стійкі до морозам) і жароміцні сплави. На вироби з алюмінієвих сплавів легко наносяться захисні і декоративні покриття. Порівняно дешева алюмінієва бронза (до 11%Al) має високими механічними властивостями, вона стійка у морській води та навіть у розведеною соляної кислоті. З алюмінієвої бронзи у СРСР з 1926 по 1957 карбувалися монети гідністю 1, 2, 3 і п’яти копійок.
4. Застосування алюмінію та її сплавів у промисловості і побуті
4.1 Авіація
Сучасна авіаційна техніка — це техніка для тривалої експлуатації (понад 40000 льотних годин).
Її вироби перебувають під впливом циклічних навантажень, температури і атмосферної середовища. Через сильного аеродинамічного нагріву матеріал обшивки й окремі елементи розігріваються до дуже високим температури при надзвукових швидкостях до 153 З повагою та пригиперзвукових — до 390 З. Останнім часом не безпідставно віддають перевагу матеріалам середньої міцності при високих значеннях їх пластичності.
При виборі матеріалу однією з найважливіших експлуатаційних характеристик для політних конструкцій є статистична витривалість іусталостная міцність. Невисокі значенняусталостной міцності алюмінієвих сплавів — одна з основних недоліків під час використання в деталях, підтверджених високим динамічним навантажень.
Матеріали, застосовувані в літакобудуванні, мають також мати високимикоррозионними властивостями: у своїй контакт матеріалу з довкіллям (атмосферою) слід розглядати з урахуваннямтемпературно-временного чинника.Сверхзвуковая авіація, поруч із переліченими, висуває додаткові, жорсткіші вимоги до матеріалів: працездатність при підвищених акустичних навантаженнях, повзучість і її вплив зміну геометричних розмірів конструкції у процесі експлуатації (з урахуванням тривалості ресурсу), рівень температурних іусталостних напруг, які творяться у конструкції під час польоту на надзвукових швидкостях.
Технологія виготовлення дерев’яної іграшки
... губернії". 1.2 Аналіз програми варіативного модуля «Технологія виготовлення деревяної іграшки» Работа Навчання - это светлая тема, которая ... реалізацію принципу варіативності, який передбачає планування навчального матеріалу відповідно до віково-статевих особливостей учнів, ... декоративного искусства, развития таких видов, как обработка дерева. С экстравагантным мистическим смехом украинских игр ...
У Росії її під час виготовлення авіаційної техніки успішно використовуютьсяупрочняемие термічної обробкоювисокопрочние алюмінієві сплавиAl-Zn-Mg-Cu і сплави середній і підвищеної міцностіAl-Mg-Cu. Вони є конструкційним матеріалом для обшивки і внутрішнього сплавного набору елементів планера літака (фюзеляж, крило, кіль та інших.).
При виготовленні гідролітаків передбачено застосуваннясвариваемихкоррозионно-стойких магнолієвих сплавів (>AМг 5,Амг 6) і сплавівAl-Zn-Mg (1915,В92, 1420).Планер легкого літака (фюзеляж, крильця і хвостове оперення), зазвичай, виготовляються з алюмінієвого сплавуД16.
У конструкції літаків громадянського флоту використав основному сплавиД16,Д19,В95,В96 як матеріалів для фюзеляжу, даху і кола.Обшивка верхньої поверхні крила виконується з сплавів типуВ95, добре працівників стиснення. Деталі розтягнутої зони крила і обшивка фюзеляжу, допоміжнілонжерони інеровори виготовляються із високоміцного сплаву типуД16,В95.Сплави ці рекомендуються для силових деталей, котрі сприймають великі експлуатаційні навантаження.Прессованние напівфабрикати з сплавівВ95 іВ96 надходять на виготовлення кола великогабаритних літаків.Обшивка у зоні двигуна,подвергающаяся нагріванню, переважно, виготовляються з сплавівД16,Д19.
Конструкція надзвукових літаків при швидкостях польоту більш2,2М піддаєтьсяаеродинамическому нагріванню до120оС і великим перевантажень. Основним матеріалом в конструкції літака такого типу є сплавАК4-1.
4.2Судостроение
Алюміній і сплави його основі знаходять дедалі ширше використання у суднобудуванні. З алюмінієвих сплавів виготовляють корпуси судів, палубні надбудови, комунікацію і різноманітних суднове устаткування.
Основне перевагу у впровадженні алюмінію та її сплавів порівняно з сталлю — зниження маси судів, яка може становити 50…60%. Через війну надають можливість підвищити вантажопідйомність судна чи поліпшити його тактико-технічні характеристики (маневреність, швидкість тощо.).
Найбільшого застосування серед алюмінієвих сплавів виготовлення конструкцій річкового і морського флоту знаходятьмагналиевие сплавиАМгЗ,АМг5,АМг61, і навіть сплавиАМц іД16. Корпус судна підвищеної вантажопідйомності виготовляють зі сталі, тоді як надбудови й те допоміжне обладнання з алюмінієвих сплавів. Наявне виготовлення риболовецьких баркасів з сплавуАМг5 (обшивка).
Широке використання у суднобудуванні США знаходятьсвариваемие сплави серії5ххх і6ххх. Там, де необхідна висока міцність (500МПа), використовуються напівфабрикати з сплавів серії2xxx і7ххх.
4.3 Залізничний транспорт
Важкі умови експлуатації рухомого складу залізниці (термін служби й здатність витримувати ударні навантаження) висувають особливі вимоги до конструкційним матеріалам.
До основних рис алюмінію та її сплавів, котрі розкривають доцільність застосування в залізничному транспорті, висока питома міцність, невеличка сила інерції,коррозионная стійкість. Впровадження алюмінієвих сплавів під час виготовлення зварних ємностей підвищує їх довговічність під час перевезення низки продуктів хімічної та нафтохімічної промисловості.
Алюміній та її сплави використовуються під час виготовлення кузова і рами вагона. Для вагона рекомендованісвариваемие сплави середньої міцності марокАМг3,AMr5,Амг6 і 1915 [96-100]. Перспективними сплавами для рефрижераторних вагонів є алюмінієві сплави. Залежно від продуктів хімічної промисловості вибирається маркасвариваемого матеріалу для котлів цистерни.
Технологія виготовлення сиру
... 2.1 Технологічний процес виготовлення даного виробу Окрема технологія вивчає технологічний процес виготовлення окремих видів сирів, ... особливості технологічного процесу, котрі визначають різноманітність сирів, фізико-хімічні, органолептичні показники характеру готового продукту. Технологічний процес виготовлення сиру ...
У зсвариваемих сплавів серії6ххх, серії5ххх і сплаву 7005 виготовляють рухомий склад із отриманням оптимальнихпрочностних характеристик і високоїкоррозионной стійкості зварних елементів.
4.4 Автомобільний транспорт
Однією з основних вимог до матеріалів, що застосовуються у автомобільний транспорт, є мала маса кафе і досить високі показники міцності. Приймаються до уваги такожкоррозионная стійкість й добра декоративна поверхню матеріалу.
Висока питома міцність алюмінієвих сплавів збільшує вантажопідйомність зменшує експлуатаційних витрат пересувного транспорту. Високакоррозионная стійкість матеріалу продляє терміни експлуатації, розширює асортимент перевезених товарів, включаючи рідини і гази із високим агресивної концентрацією.
При виготовленні елементів каркаса, обшивки кузова напівпричепи автофургону, рефрижератора,скотовоза тощо. перспективним матеріалом є алюмінієві сплавиАД31, 1915
