Aluminium | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pronunciation |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Alternative name | aluminum (U.S., Canada) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Appearance | silvery gray metallic | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standard atomic weight Ar°(Al) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Aluminium in the periodic table | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomic number (Z) | 13 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Group | group 13 (boron group) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Period | period 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Block | p-block | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electron configuration | [Ne] 3s2 3p1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electrons per shell | 2, 8, 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Physical properties | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Phase at STP | solid | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Melting point | 933.47 K (660.32 °C, 1220.58 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Boiling point | 2743 K (2470 °C, 4478 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Density (near r.t.) | 2.70 g/cm3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
when liquid (at m.p.) | 2.375 g/cm3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Heat of fusion | 10.71 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Heat of vaporization | 284 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molar heat capacity | 24.20 J/(mol·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vapor pressure
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomic properties | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxidation states | −2, −1, 0,[3] +1,[4] +2,[5] +3 (an amphoteric oxide) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electronegativity | Pauling scale: 1.61 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ionization energies |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomic radius | empirical: 143 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Covalent radius | 121±4 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Van der Waals radius | 184 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Spectral lines of aluminium | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Other properties | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Natural occurrence | primordial | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Crystal structure | face-centered cubic (fcc) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Speed of sound thin rod | (rolled) 5000 m/s (at r.t.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Thermal expansion | 23.1 µm/(m⋅K) (at 25 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Thermal conductivity | 237 W/(m⋅K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electrical resistivity | 26.5 nΩ⋅m (at 20 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Magnetic ordering | paramagnetic[6] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molar magnetic susceptibility | +16.5×10−6 cm3/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Young’s modulus | 70 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Shear modulus | 26 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Bulk modulus | 76 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Poisson ratio | 0.35 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mohs hardness | 2.75 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vickers hardness | 160–350 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Brinell hardness | 160–550 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CAS Number | 7429-90-5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
History | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Naming | from alumine, obsolete name for alumina | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Prediction | Antoine Lavoisier (1782) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Discovery | Hans Christian Ørsted (1824) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Named by | Humphry Davy (1812[a]) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Main isotopes of aluminium
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Category: Aluminium
| references |
Aluminium (aluminum in North American English) is a chemical element with the symbol Al and atomic number 13. Aluminium has a density lower than those of other common metals, at approximately one third that of steel. It has a great affinity towards oxygen, and forms a protective layer of oxide on the surface when exposed to air. Aluminium visually resembles silver, both in its color and in its great ability to reflect light. It is soft, non-magnetic and ductile. It has one stable isotope, 27Al; this isotope is very common, making aluminium the twelfth most common element in the Universe. The radioactivity of 26Al is used in radiodating.
Chemically, aluminium is a post-transition metal in the boron group; as is common for the group, aluminium forms compounds primarily in the +3 oxidation state. The aluminium cation Al3+ is small and highly charged; as such, it is polarizing, and bonds aluminium forms tend towards covalency. The strong affinity towards oxygen leads to aluminium’s common association with oxygen in nature in the form of oxides; for this reason, aluminium is found on Earth primarily in rocks in the crust, where it is the third most abundant element after oxygen and silicon, rather than in the mantle, and virtually never as the free metal.
The discovery of aluminium was announced in 1825 by Danish physicist Hans Christian Ørsted. The first industrial production of aluminium was initiated by French chemist Henri Étienne Sainte-Claire Deville in 1856. Aluminium became much more available to the public with the Hall–Héroult process developed independently by French engineer Paul Héroult and American engineer Charles Martin Hall in 1886, and the mass production of aluminium led to its extensive use in industry and everyday life. In World Wars I and II, aluminium was a crucial strategic resource for aviation. In 1954, aluminium became the most produced non-ferrous metal, surpassing copper. In the 21st century, most aluminium was consumed in transportation, engineering, construction, and packaging in the United States, Western Europe, and Japan.
Despite its prevalence in the environment, no living organism is known to use aluminium salts metabolically, but aluminium is well tolerated by plants and animals. Because of the abundance of these salts, the potential for a biological role for them is of interest, and studies continue.
Physical characteristics
Isotopes
Of aluminium isotopes, only 27
Al
is stable. This situation is common for elements with an odd atomic number.[b] It is the only primordial aluminium isotope, i.e. the only one that has existed on Earth in its current form since the formation of the planet. Nearly all aluminium on Earth is present as this isotope, which makes it a mononuclidic element and means that its standard atomic weight is virtually the same as that of the isotope. This makes aluminium very useful in nuclear magnetic resonance (NMR), as its single stable isotope has a high NMR sensitivity.[8] The standard atomic weight of aluminium is low in comparison with many other metals.[c]
All other isotopes of aluminium are radioactive. The most stable of these is 26Al: while it was present along with stable 27Al in the interstellar medium from which the Solar System formed, having been produced by stellar nucleosynthesis as well, its half-life is only 717,000 years and therefore a detectable amount has not survived since the formation of the planet.[10] However, minute traces of 26Al are produced from argon in the atmosphere by spallation caused by cosmic ray protons. The ratio of 26Al to 10Be has been used for radiodating of geological processes over 105 to 106 year time scales, in particular transport, deposition, sediment storage, burial times, and erosion.[11] Most meteorite scientists believe that the energy released by the decay of 26Al was responsible for the melting and differentiation of some asteroids after their formation 4.55 billion years ago.[12]
The remaining isotopes of aluminium, with mass numbers ranging from 22 to 43, all have half-lives well under an hour. Three metastable states are known, all with half-lives under a minute.[7]
Electron shell
An aluminium atom has 13 electrons, arranged in an electron configuration of [Ne] 3s2 3p1,[13] with three electrons beyond a stable noble gas configuration. Accordingly, the combined first three ionization energies of aluminium are far lower than the fourth ionization energy alone.[14] Such an electron configuration is shared with the other well-characterized members of its group, boron, gallium, indium, and thallium; it is also expected for nihonium. Aluminium can surrender its three outermost electrons in many chemical reactions (see below). The electronegativity of aluminium is 1.61 (Pauling scale).[15]
High-resolution STEM-HAADF micrograph of Al atoms viewed along the [001] zone axis.
A free aluminium atom has a radius of 143 pm.[16] With the three outermost electrons removed, the radius shrinks to 39 pm for a 4-coordinated atom or 53.5 pm for a 6-coordinated atom.[16] At standard temperature and pressure, aluminium atoms (when not affected by atoms of other elements) form a face-centered cubic crystal system bound by metallic bonding provided by atoms’ outermost electrons; hence aluminium (at these conditions) is a metal.[17] This crystal system is shared by many other metals, such as lead and copper; the size of a unit cell of aluminium is comparable to that of those other metals.[17] The system, however, is not shared by the other members of its group; boron has ionization energies too high to allow metallization, thallium has a hexagonal close-packed structure, and gallium and indium have unusual structures that are not close-packed like those of aluminium and thallium. The few electrons that are available for metallic bonding in aluminium metal are a probable cause for it being soft with a low melting point and low electrical resistivity.[18]
Bulk
Aluminium metal has an appearance ranging from silvery white to dull gray, depending on the surface roughness.[d] Aluminium mirrors are the most reflective of all metal mirrors for the near ultraviolet and far infrared light, and one of the most reflective in the visible spectrum, nearly on par with silver, and the two therefore look similar. Aluminium is also good at reflecting solar radiation, although prolonged exposure to sunlight in air adds wear to the surface of the metal; this may be prevented if aluminium is anodized, which adds a protective layer of oxide on the surface.
The density of aluminium is 2.70 g/cm3, about 1/3 that of steel, much lower than other commonly encountered metals, making aluminium parts easily identifiable through their lightness.[21] Aluminium’s low density compared to most other metals arises from the fact that its nuclei are much lighter, while difference in the unit cell size does not compensate for this difference. The only lighter metals are the metals of groups 1 and 2, which apart from beryllium and magnesium are too reactive for structural use (and beryllium is very toxic).[22] Aluminium is not as strong or stiff as steel, but the low density makes up for this in the aerospace industry and for many other applications where light weight and relatively high strength are crucial.[23]
Pure aluminium is quite soft and lacking in strength. In most applications various aluminium alloys are used instead because of their higher strength and hardness.[24] The yield strength of pure aluminium is 7–11 MPa, while aluminium alloys have yield strengths ranging from 200 MPa to 600 MPa.[25] Aluminium is ductile, with a percent elongation of 50-70%,[26] and malleable allowing it to be easily drawn and extruded.[27] It is also easily machined and cast.[27]
Aluminium is an excellent thermal and electrical conductor, having around 60% the conductivity of copper, both thermal and electrical, while having only 30% of copper’s density.[28] Aluminium is capable of superconductivity, with a superconducting critical temperature of 1.2 kelvin and a critical magnetic field of about 100 gauss (10 milliteslas).[29] It is paramagnetic and thus essentially unaffected by static magnetic fields.[30] The high electrical conductivity, however, means that it is strongly affected by alternating magnetic fields through the induction of eddy currents.[31]
Chemistry
Aluminium combines characteristics of pre- and post-transition metals. Since it has few available electrons for metallic bonding, like its heavier group 13 congeners, it has the characteristic physical properties of a post-transition metal, with longer-than-expected interatomic distances.[18] Furthermore, as Al3+ is a small and highly charged cation, it is strongly polarizing and bonding in aluminium compounds tends towards covalency;[32] this behavior is similar to that of beryllium (Be2+), and the two display an example of a diagonal relationship.[33]
The underlying core under aluminium’s valence shell is that of the preceding noble gas, whereas those of its heavier congeners gallium, indium, thallium, and nihonium also include a filled d-subshell and in some cases a filled f-subshell. Hence, the inner electrons of aluminium shield the valence electrons almost completely, unlike those of aluminium’s heavier congeners. As such, aluminium is the most electropositive metal in its group, and its hydroxide is in fact more basic than that of gallium.[32][e] Aluminium also bears minor similarities to the metalloid boron in the same group: AlX3 compounds are valence isoelectronic to BX3 compounds (they have the same valence electronic structure), and both behave as Lewis acids and readily form adducts.[34] Additionally, one of the main motifs of boron chemistry is regular icosahedral structures, and aluminium forms an important part of many icosahedral quasicrystal alloys, including the Al–Zn–Mg class.[35]
Aluminium has a high chemical affinity to oxygen, which renders it suitable for use as a reducing agent in the thermite reaction. A fine powder of aluminium metal reacts explosively on contact with liquid oxygen; under normal conditions, however, aluminium forms a thin oxide layer (~5 nm at room temperature)[36] that protects the metal from further corrosion by oxygen, water, or dilute acid, a process termed passivation.[32][37] Because of its general resistance to corrosion, aluminium is one of the few metals that retains silvery reflectance in finely powdered form, making it an important component of silver-colored paints.[38] Aluminium is not attacked by oxidizing acids because of its passivation. This allows aluminium to be used to store reagents such as nitric acid, concentrated sulfuric acid, and some organic acids.[39]
In hot concentrated hydrochloric acid, aluminium reacts with water with evolution of hydrogen, and in aqueous sodium hydroxide or potassium hydroxide at room temperature to form aluminates—protective passivation under these conditions is negligible.[40] Aqua regia also dissolves aluminium.[39] Aluminium is corroded by dissolved chlorides, such as common sodium chloride, which is why household plumbing is never made from aluminium.[40] The oxide layer on aluminium is also destroyed by contact with mercury due to amalgamation or with salts of some electropositive metals.[32] As such, the strongest aluminium alloys are less corrosion-resistant due to galvanic reactions with alloyed copper,[25] and aluminium’s corrosion resistance is greatly reduced by aqueous salts, particularly in the presence of dissimilar metals.[18]
Aluminium reacts with most nonmetals upon heating, forming compounds such as aluminium nitride (AlN), aluminium sulfide (Al2S3), and the aluminium halides (AlX3). It also forms a wide range of intermetallic compounds involving metals from every group on the periodic table.[32]
Inorganic compounds
The vast majority of compounds, including all aluminium-containing minerals and all commercially significant aluminium compounds, feature aluminium in the oxidation state 3+. The coordination number of such compounds varies, but generally Al3+ is either six- or four-coordinate. Almost all compounds of aluminium(III) are colorless.[32]
Aluminium hydrolysis as a function of pH. Coordinated water molecules are omitted. (Data from Baes and Mesmer)[41]
In aqueous solution, Al3+ exists as the hexaaqua cation [Al(H2O)6]3+, which has an approximate Ka of 10−5.[8] Such solutions are acidic as this cation can act as a proton donor and progressively hydrolyze until a precipitate of aluminium hydroxide, Al(OH)3, forms. This is useful for clarification of water, as the precipitate nucleates on suspended particles in the water, hence removing them. Increasing the pH even further leads to the hydroxide dissolving again as aluminate, [Al(H2O)2(OH)4]−, is formed.
Aluminium hydroxide forms both salts and aluminates and dissolves in acid and alkali, as well as on fusion with acidic and basic oxides.[32] This behavior of Al(OH)3 is termed amphoterism and is characteristic of weakly basic cations that form insoluble hydroxides and whose hydrated species can also donate their protons. One effect of this is that aluminium salts with weak acids are hydrolyzed in water to the aquated hydroxide and the corresponding nonmetal hydride: for example, aluminium sulfide yields hydrogen sulfide. However, some salts like aluminium carbonate exist in aqueous solution but are unstable as such; and only incomplete hydrolysis takes place for salts with strong acids, such as the halides, nitrate, and sulfate. For similar reasons, anhydrous aluminium salts cannot be made by heating their «hydrates»: hydrated aluminium chloride is in fact not AlCl3·6H2O but [Al(H2O)6]Cl3, and the Al–O bonds are so strong that heating is not sufficient to break them and form Al–Cl bonds instead:[32]
- 2[Al(H2O)6]Cl3 heat→ Al2O3 + 6 HCl + 9 H2O
All four trihalides are well known. Unlike the structures of the three heavier trihalides, aluminium fluoride (AlF3) features six-coordinate aluminium, which explains its involatility and insolubility as well as high heat of formation. Each aluminium atom is surrounded by six fluorine atoms in a distorted octahedral arrangement, with each fluorine atom being shared between the corners of two octahedra. Such {AlF6} units also exist in complex fluorides such as cryolite, Na3AlF6.[f] AlF3 melts at 1,290 °C (2,354 °F) and is made by reaction of aluminium oxide with hydrogen fluoride gas at 700 °C (1,300 °F).[42]
With heavier halides, the coordination numbers are lower. The other trihalides are dimeric or polymeric with tetrahedral four-coordinate aluminium centers.[g] Aluminium trichloride (AlCl3) has a layered polymeric structure below its melting point of 192.4 °C (378 °F) but transforms on melting to Al2Cl6 dimers. At higher temperatures those increasingly dissociate into trigonal planar AlCl3 monomers similar to the structure of BCl3. Aluminium tribromide and aluminium triiodide form Al2X6 dimers in all three phases and hence do not show such significant changes of properties upon phase change.[42] These materials are prepared by treating aluminium metal with the halogen. The aluminium trihalides form many addition compounds or complexes; their Lewis acidic nature makes them useful as catalysts for the Friedel–Crafts reactions. Aluminium trichloride has major industrial uses involving this reaction, such as in the manufacture of anthraquinones and styrene; it is also often used as the precursor for many other aluminium compounds and as a reagent for converting nonmetal fluorides into the corresponding chlorides (a transhalogenation reaction).[42]
Aluminium forms one stable oxide with the chemical formula Al2O3, commonly called alumina.[43] It can be found in nature in the mineral corundum, α-alumina;[44] there is also a γ-alumina phase.[8] Its crystalline form, corundum, is very hard (Mohs hardness 9), has a high melting point of 2,045 °C (3,713 °F), has very low volatility, is chemically inert, and a good electrical insulator, it is often used in abrasives (such as toothpaste), as a refractory material, and in ceramics, as well as being the starting material for the electrolytic production of aluminium metal. Sapphire and ruby are impure corundum contaminated with trace amounts of other metals.[8] The two main oxide-hydroxides, AlO(OH), are boehmite and diaspore. There are three main trihydroxides: bayerite, gibbsite, and nordstrandite, which differ in their crystalline structure (polymorphs). Many other intermediate and related structures are also known.[8] Most are produced from ores by a variety of wet processes using acid and base. Heating the hydroxides leads to formation of corundum. These materials are of central importance to the production of aluminium and are themselves extremely useful. Some mixed oxide phases are also very useful, such as spinel (MgAl2O4), Na-β-alumina (NaAl11O17), and tricalcium aluminate (Ca3Al2O6, an important mineral phase in Portland cement).[8]
The only stable chalcogenides under normal conditions are aluminium sulfide (Al2S3), selenide (Al2Se3), and telluride (Al2Te3). All three are prepared by direct reaction of their elements at about 1,000 °C (1,800 °F) and quickly hydrolyze completely in water to yield aluminium hydroxide and the respective hydrogen chalcogenide. As aluminium is a small atom relative to these chalcogens, these have four-coordinate tetrahedral aluminium with various polymorphs having structures related to wurtzite, with two-thirds of the possible metal sites occupied either in an orderly (α) or random (β) fashion; the sulfide also has a γ form related to γ-alumina, and an unusual high-temperature hexagonal form where half the aluminium atoms have tetrahedral four-coordination and the other half have trigonal bipyramidal five-coordination. [45]
Four pnictides – aluminium nitride (AlN), aluminium phosphide (AlP), aluminium arsenide (AlAs), and aluminium antimonide (AlSb) – are known. They are all III-V semiconductors isoelectronic to silicon and germanium, all of which but AlN have the zinc blende structure. All four can be made by high-temperature (and possibly high-pressure) direct reaction of their component elements.[45]
Aluminium alloys well with most other metals (with the exception of most alkali metals and group 13 metals) and over 150 intermetallics with other metals are known. Preparation involves heating fixed metals together in certain proportion, followed by gradual cooling and annealing. Bonding in them is predominantly metallic and the crystal structure primarily depends on efficiency of packing.[46]
There are few compounds with lower oxidation states. A few aluminium(I) compounds exist: AlF, AlCl, AlBr, and AlI exist in the gaseous phase when the respective trihalide is heated with aluminium, and at cryogenic temperatures.[42] A stable derivative of aluminium monoiodide is the cyclic adduct formed with triethylamine, Al4I4(NEt3)4. Al2O and Al2S also exist but are very unstable.[47] Very simple aluminium(II) compounds are invoked or observed in the reactions of Al metal with oxidants. For example, aluminium monoxide, AlO, has been detected in the gas phase after explosion[48] and in stellar absorption spectra.[49] More thoroughly investigated are compounds of the formula R4Al2 which contain an Al–Al bond and where R is a large organic ligand.[50]
Organoaluminium compounds and related hydrides
A variety of compounds of empirical formula AlR3 and AlR1.5Cl1.5 exist.[51] The aluminium trialkyls and triaryls are reactive, volatile, and colorless liquids or low-melting solids. They catch fire spontaneously in air and react with water, thus necessitating precautions when handling them. They often form dimers, unlike their boron analogues, but this tendency diminishes for branched-chain alkyls (e.g. Pri, Bui, Me3CCH2); for example, triisobutylaluminium exists as an equilibrium mixture of the monomer and dimer.[52][53] These dimers, such as trimethylaluminium (Al2Me6), usually feature tetrahedral Al centers formed by dimerization with some alkyl group bridging between both aluminium atoms. They are hard acids and react readily with ligands, forming adducts. In industry, they are mostly used in alkene insertion reactions, as discovered by Karl Ziegler, most importantly in «growth reactions» that form long-chain unbranched primary alkenes and alcohols, and in the low-pressure polymerization of ethene and propene. There are also some heterocyclic and cluster organoaluminium compounds involving Al–N bonds.[52]
The industrially most important aluminium hydride is lithium aluminium hydride (LiAlH4), which is used in as a reducing agent in organic chemistry. It can be produced from lithium hydride and aluminium trichloride.[54] The simplest hydride, aluminium hydride or alane, is not as important. It is a polymer with the formula (AlH3)n, in contrast to the corresponding boron hydride that is a dimer with the formula (BH3)2.[54]
Natural occurrence
Space
Aluminium’s per-particle abundance in the Solar System is 3.15 ppm (parts per million).[55][h] It is the twelfth most abundant of all elements and third most abundant among the elements that have odd atomic numbers, after hydrogen and nitrogen.[55] The only stable isotope of aluminium, 27Al, is the eighteenth most abundant nucleus in the Universe. It is created almost entirely after fusion of carbon in massive stars that will later become Type II supernovas: this fusion creates 26Mg, which, upon capturing free protons and neutrons becomes aluminium. Some smaller quantities of 27Al are created in hydrogen burning shells of evolved stars, where 26Mg can capture free protons.[56] Essentially all aluminium now in existence is 27Al. 26Al was present in the early Solar System with abundance of 0.005% relative to 27Al but its half-life of 728,000 years is too short for any original nuclei to survive; 26Al is therefore extinct.[56] Unlike for 27Al, hydrogen burning is the primary source of 26Al, with the nuclide emerging after a nucleus of 25Mg catches a free proton. However, the trace quantities of 26Al that do exist are the most common gamma ray emitter in the interstellar gas;[56] if the original 26Al were still present, gamma ray maps of the Milky Way would be brighter.[56]
Earth
Bauxite, a major aluminium ore. The red-brown color is due to the presence of iron oxide minerals.
Overall, the Earth is about 1.59% aluminium by mass (seventh in abundance by mass).[57] Aluminium occurs in greater proportion in the Earth’s crust than in the Universe at large, because aluminium easily forms the oxide and becomes bound into rocks and stays in the Earth’s crust, while less reactive metals sink to the core.[56] In the Earth’s crust, aluminium is the most abundant metallic element (8.23% by mass[26]) and the third most abundant of all elements (after oxygen and silicon).[58] A large number of silicates in the Earth’s crust contain aluminium.[59] In contrast, the Earth’s mantle is only 2.38% aluminium by mass.[60] Aluminium also occurs in seawater at a concentration of 2 μg/kg.[26]
Because of its strong affinity for oxygen, aluminium is almost never found in the elemental state; instead it is found in oxides or silicates. Feldspars, the most common group of minerals in the Earth’s crust, are aluminosilicates. Aluminium also occurs in the minerals beryl, cryolite, garnet, spinel, and turquoise.[61] Impurities in Al2O3, such as chromium and iron, yield the gemstones ruby and sapphire, respectively.[62] Native aluminium metal is extremely rare and can only be found as a minor phase in low oxygen fugacity environments, such as the interiors of certain volcanoes.[63] Native aluminium has been reported in cold seeps in the northeastern continental slope of the South China Sea. It is possible that these deposits resulted from bacterial reduction of tetrahydroxoaluminate Al(OH)4−.[64]
Although aluminium is a common and widespread element, not all aluminium minerals are economically viable sources of the metal. Almost all metallic aluminium is produced from the ore bauxite (AlOx(OH)3–2x). Bauxite occurs as a weathering product of low iron and silica bedrock in tropical climatic conditions.[65] In 2017, most bauxite was mined in Australia, China, Guinea, and India.[66]
History
Friedrich Wöhler, the chemist who first thoroughly described metallic elemental aluminium
The history of aluminium has been shaped by usage of alum. The first written record of alum, made by Greek historian Herodotus, dates back to the 5th century BCE.[67] The ancients are known to have used alum as a dyeing mordant and for city defense.[67] After the Crusades, alum, an indispensable good in the European fabric industry,[68] was a subject of international commerce;[69] it was imported to Europe from the eastern Mediterranean until the mid-15th century.[70]
The nature of alum remained unknown. Around 1530, Swiss physician Paracelsus suggested alum was a salt of an earth of alum.[71] In 1595, German doctor and chemist Andreas Libavius experimentally confirmed this.[72] In 1722, German chemist Friedrich Hoffmann announced his belief that the base of alum was a distinct earth.[73] In 1754, German chemist Andreas Sigismund Marggraf synthesized alumina by boiling clay in sulfuric acid and subsequently adding potash.[73]
Attempts to produce aluminium metal date back to 1760.[74] The first successful attempt, however, was completed in 1824 by Danish physicist and chemist Hans Christian Ørsted. He reacted anhydrous aluminium chloride with potassium amalgam, yielding a lump of metal looking similar to tin.[75][76][77] He presented his results and demonstrated a sample of the new metal in 1825.[78][79] In 1827, German chemist Friedrich Wöhler repeated Ørsted’s experiments but did not identify any aluminium.[80] (The reason for this inconsistency was only discovered in 1921.)[81] He conducted a similar experiment in the same year by mixing anhydrous aluminium chloride with potassium and produced a powder of aluminium.[77] In 1845, he was able to produce small pieces of the metal and described some physical properties of this metal.[81] For many years thereafter, Wöhler was credited as the discoverer of aluminium.[82]
As Wöhler’s method could not yield great quantities of aluminium, the metal remained rare; its cost exceeded that of gold.[80] The first industrial production of aluminium was established in 1856 by French chemist Henri Etienne Sainte-Claire Deville and companions.[83] Deville had discovered that aluminium trichloride could be reduced by sodium, which was more convenient and less expensive than potassium, which Wöhler had used.[84] Even then, aluminium was still not of great purity and produced aluminium differed in properties by sample.[85] Because of its electricity-conducting capacity, aluminium was used as the cap of the Washington Monument, completed in 1885. The tallest building in the world at the time, the non-corroding metal cap was intended to serve as a lightning rod peak.
The first industrial large-scale production method was independently developed in 1886 by French engineer Paul Héroult and American engineer Charles Martin Hall; it is now known as the Hall–Héroult process.[86] The Hall–Héroult process converts alumina into metal. Austrian chemist Carl Joseph Bayer discovered a way of purifying bauxite to yield alumina, now known as the Bayer process, in 1889.[87] Modern production of the aluminium metal is based on the Bayer and Hall–Héroult processes.[88]
Prices of aluminium dropped and aluminium became widely used in jewelry, everyday items, eyeglass frames, optical instruments, tableware, and foil in the 1890s and early 20th century. Aluminium’s ability to form hard yet light alloys with other metals provided the metal with many uses at the time.[89] During World War I, major governments demanded large shipments of aluminium for light strong airframes;[90] during World War II, demand by major governments for aviation was even higher.[91][92][93]
By the mid-20th century, aluminium had become a part of everyday life and an essential component of housewares.[94] In 1954, production of aluminium surpassed that of copper,[i] historically second in production only to iron,[97] making it the most produced non-ferrous metal. During the mid-20th century, aluminium emerged as a civil engineering material, with building applications in both basic construction and interior finish work,[98] and increasingly being used in military engineering, for both airplanes and land armor vehicle engines.[99] Earth’s first artificial satellite, launched in 1957, consisted of two separate aluminium semi-spheres joined and all subsequent space vehicles have used aluminium to some extent.[88] The aluminium can was invented in 1956 and employed as a storage for drinks in 1958.[100]
World production of aluminium since 1900
Throughout the 20th century, the production of aluminium rose rapidly: while the world production of aluminium in 1900 was 6,800 metric tons, the annual production first exceeded 100,000 metric tons in 1916; 1,000,000 tons in 1941; 10,000,000 tons in 1971.[95] In the 1970s, the increased demand for aluminium made it an exchange commodity; it entered the London Metal Exchange, the oldest industrial metal exchange in the world, in 1978.[88] The output continued to grow: the annual production of aluminium exceeded 50,000,000 metric tons in 2013.[95]
The real price for aluminium declined from $14,000 per metric ton in 1900 to $2,340 in 1948 (in 1998 United States dollars).[95] Extraction and processing costs were lowered over technological progress and the scale of the economies. However, the need to exploit lower-grade poorer quality deposits and the use of fast increasing input costs (above all, energy) increased the net cost of aluminium;[101] the real price began to grow in the 1970s with the rise of energy cost.[102] Production moved from the industrialized countries to countries where production was cheaper.[103] Production costs in the late 20th century changed because of advances in technology, lower energy prices, exchange rates of the United States dollar, and alumina prices.[104] The BRIC countries’ combined share in primary production and primary consumption grew substantially in the first decade of the 21st century.[105] China is accumulating an especially large share of the world’s production thanks to an abundance of resources, cheap energy, and governmental stimuli;[106] it also increased its consumption share from 2% in 1972 to 40% in 2010.[107] In the United States, Western Europe, and Japan, most aluminium was consumed in transportation, engineering, construction, and packaging.[108] In 2021, prices for industrial metals such as aluminium have soared to near-record levels as energy shortages in China drive up costs for electricity.[109]
Etymology
The names aluminium and aluminum are derived from the word alumine, an obsolete term for alumina,[j] a naturally occurring oxide of aluminium.[111] Alumine was borrowed from French, which in turn derived it from alumen, the classical Latin name for alum, the mineral from which it was collected.[112] The Latin word alumen stems from the Proto-Indo-European root *alu- meaning «bitter» or «beer».[113]
1897 American advertisement featuring the aluminum spelling
Origins
British chemist Humphry Davy, who performed a number of experiments aimed to isolate the metal, is credited as the person who named the element. The first name proposed for the metal to be isolated from alum was alumium, which Davy suggested in an 1808 article on his electrochemical research, published in Philosophical Transactions of the Royal Society.[114] It appeared that the name was created from the English word alum and the Latin suffix -ium; but it was customary then to give elements names originating in Latin, so that this name was not adopted universally. This name was criticized by contemporary chemists from France, Germany, and Sweden, who insisted the metal should be named for the oxide, alumina, from which it would be isolated.[115] The English name alum does not come directly from Latin, whereas alumine/alumina obviously comes from the Latin word alumen (upon declension, alumen changes to alumin-).
One example was Essai sur la Nomenclature chimique (July 1811), written in French by a Swedish chemist, Jöns Jacob Berzelius, in which the name aluminium is given to the element that would be synthesized from alum.[116][k] (Another article in the same journal issue also gives the name aluminium to the metal whose oxide is the basis of sapphire.)[118] A January 1811 summary of one of Davy’s lectures at the Royal Society mentioned the name aluminium as a possibility.[119] The next year, Davy published a chemistry textbook in which he used the spelling aluminum.[120] Both spellings have coexisted since. Their usage is regional: aluminum dominates in the United States and Canada; aluminium, in the rest of the English-speaking world.[121]
Spelling
In 1812, a British scientist, Thomas Young,[122] wrote an anonymous review of Davy’s book, in which he proposed the name aluminium instead of aluminum, which he thought had a «less classical sound».[123] This name did catch on: although the -um spelling was occasionally used in Britain, the American scientific language used -ium from the start.[124] Most scientists throughout the world used -ium in the 19th century;[121] and it was entrenched in many other European languages, such as French, German, and Dutch.[l] In 1828, an American lexicographer, Noah Webster, entered only the aluminum spelling in his American Dictionary of the English Language.[125] In the 1830s, the -um spelling gained usage in the United States; by the 1860s, it had become the more common spelling there outside science.[124] In 1892, Hall used the -um spelling in his advertising handbill for his new electrolytic method of producing the metal, despite his constant use of the -ium spelling in all the patents he filed between 1886 and 1903: it is unknown whether this spelling was introduced by mistake or intentionally; but Hall preferred aluminum since its introduction because it resembled platinum, the name of a prestigious metal.[126] By 1890, both spellings had been common in the United States, the -ium spelling being slightly more common; by 1895, the situation had reversed; by 1900, aluminum had become twice as common as aluminium; in the next decade, the -um spelling dominated American usage. In 1925, the American Chemical Society adopted this spelling.[121]
The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) adopted aluminium as the standard international name for the element in 1990.[127] In 1993, they recognized aluminum as an acceptable variant;[127] the most recent 2005 edition of the IUPAC nomenclature of inorganic chemistry also acknowledges this spelling.[128] IUPAC official publications use the -ium spelling as primary, and they list both where it is appropriate.[m]
Production and refinement
The production of aluminium starts with the extraction of bauxite rock from the ground. The bauxite is processed and transformed using the Bayer process into alumina, which is then processed using the Hall–Héroult process, resulting in the final aluminium metal.
Aluminium production is highly energy-consuming, and so the producers tend to locate smelters in places where electric power is both plentiful and inexpensive.[130] As of 2019, the world’s largest smelters of aluminium are located in China, India, Russia, Canada, and the United Arab Emirates,[131] while China is by far the top producer of aluminium with a world share of fifty-five percent.
According to the International Resource Panel’s Metal Stocks in Society report, the global per capita stock of aluminium in use in society (i.e. in cars, buildings, electronics, etc.) is 80 kg (180 lb). Much of this is in more-developed countries (350–500 kg (770–1,100 lb) per capita) rather than less-developed countries (35 kg (77 lb) per capita).[132]
Bayer process
Bauxite is converted to alumina by the Bayer process. Bauxite is blended for uniform composition and then is ground. The resulting slurry is mixed with a hot solution of sodium hydroxide; the mixture is then treated in a digester vessel at a pressure well above atmospheric, dissolving the aluminium hydroxide in bauxite while converting impurities into relatively insoluble compounds:[133]
Al(OH)3 + Na+ + OH− → Na+ + [Al(OH)4]−
After this reaction, the slurry is at a temperature above its atmospheric boiling point. It is cooled by removing steam as pressure is reduced. The bauxite residue is separated from the solution and discarded. The solution, free of solids, is seeded with small crystals of aluminium hydroxide; this causes decomposition of the [Al(OH)4]− ions to aluminium hydroxide. After about half of aluminium has precipitated, the mixture is sent to classifiers. Small crystals of aluminium hydroxide are collected to serve as seeding agents; coarse particles are converted to alumina by heating; the excess solution is removed by evaporation, (if needed) purified, and recycled.[133]
Hall–Héroult process
The conversion of alumina to aluminium metal is achieved by the Hall–Héroult process. In this energy-intensive process, a solution of alumina in a molten (950 and 980 °C (1,740 and 1,800 °F)) mixture of cryolite (Na3AlF6) with calcium fluoride is electrolyzed to produce metallic aluminium. The liquid aluminium metal sinks to the bottom of the solution and is tapped off, and usually cast into large blocks called aluminium billets for further processing.[39]
Anodes of the electrolysis cell are made of carbon—the most resistant material against fluoride corrosion—and either bake at the process or are prebaked. The former, also called Söderberg anodes, are less power-efficient and fumes released during baking are costly to collect, which is why they are being replaced by prebaked anodes even though they save the power, energy, and labor to prebake the cathodes. Carbon for anodes should be preferably pure so that neither aluminium nor the electrolyte is contaminated with ash. Despite carbon’s resistivity against corrosion, it is still consumed at a rate of 0.4–0.5 kg per each kilogram of produced aluminium. Cathodes are made of anthracite; high purity for them is not required because impurities leach only very slowly. The cathode is consumed at a rate of 0.02–0.04 kg per each kilogram of produced aluminium. A cell is usually terminated after 2–6 years following a failure of the cathode.[39]
The Hall–Heroult process produces aluminium with a purity of above 99%. Further purification can be done by the Hoopes process. This process involves the electrolysis of molten aluminium with a sodium, barium, and aluminium fluoride electrolyte. The resulting aluminium has a purity of 99.99%.[39][134]
Electric power represents about 20 to 40% of the cost of producing aluminium, depending on the location of the smelter. Aluminium production consumes roughly 5% of electricity generated in the United States.[127] Because of this, alternatives to the Hall–Héroult process have been researched, but none has turned out to be economically feasible.[39]
Recycling
Common bins for recyclable waste along with a bin for unrecyclable waste. The bin with a yellow top is labeled «aluminum». Rhodes, Greece.
Recovery of the metal through recycling has become an important task of the aluminium industry. Recycling was a low-profile activity until the late 1960s, when the growing use of aluminium beverage cans brought it to public awareness.[135] Recycling involves melting the scrap, a process that requires only 5% of the energy used to produce aluminium from ore, though a significant part (up to 15% of the input material) is lost as dross (ash-like oxide).[136] An aluminium stack melter produces significantly less dross, with values reported below 1%.[137]
White dross from primary aluminium production and from secondary recycling operations still contains useful quantities of aluminium that can be extracted industrially. The process produces aluminium billets, together with a highly complex waste material. This waste is difficult to manage. It reacts with water, releasing a mixture of gases (including, among others, hydrogen, acetylene, and ammonia), which spontaneously ignites on contact with air;[138] contact with damp air results in the release of copious quantities of ammonia gas. Despite these difficulties, the waste is used as a filler in asphalt and concrete.[139]
Applications
Metal
The global production of aluminium in 2016 was 58.8 million metric tons. It exceeded that of any other metal except iron (1,231 million metric tons).[140][141]
Aluminium is almost always alloyed, which markedly improves its mechanical properties, especially when tempered. For example, the common aluminium foils and beverage cans are alloys of 92% to 99% aluminium.[142] The main alloying agents are copper, zinc, magnesium, manganese, and silicon (e.g., duralumin) with the levels of other metals in a few percent by weight.[143] Aluminium, both wrought and cast, has been alloyed with: manganese, silicon, magnesium, copper and zinc among others.[144] For example, the Kynal family of alloys was developed by the British chemical manufacturer Imperial Chemical Industries.
The major uses for aluminium metal are in:[145]
- Transportation (automobiles, aircraft, trucks, railway cars, marine vessels, bicycles, spacecraft, etc.). Aluminium is used because of its low density;
- Packaging (cans, foil, frame, etc.). Aluminium is used because it is non-toxic (see below), non-adsorptive, and splinter-proof;
- Building and construction (windows, doors, siding, building wire, sheathing, roofing, etc.). Since steel is cheaper, aluminium is used when lightness, corrosion resistance, or engineering features are important;
- Electricity-related uses (conductor alloys, motors, and generators, transformers, capacitors, etc.). Aluminium is used because it is relatively cheap, highly conductive, has adequate mechanical strength and low density, and resists corrosion;
- A wide range of household items, from cooking utensils to furniture. Low density, good appearance, ease of fabrication, and durability are the key factors of aluminium usage;
- Machinery and equipment (processing equipment, pipes, tools). Aluminium is used because of its corrosion resistance, non-pyrophoricity, and mechanical strength.
- Portable computer cases. Currently rarely used without alloying,[146] but aluminium can be recycled and clean aluminium has residual market value: for example, the used beverage can (UBC) material was used to encase the electronic components of MacBook Air laptop, Pixel 5 smartphone or Summit Lite smartwatch.[147][148][149]
Compounds
The great majority (about 90%) of aluminium oxide is converted to metallic aluminium.[133] Being a very hard material (Mohs hardness 9),[150] alumina is widely used as an abrasive;[151] being extraordinarily chemically inert, it is useful in highly reactive environments such as high pressure sodium lamps.[152] Aluminium oxide is commonly used as a catalyst for industrial processes;[133] e.g. the Claus process to convert hydrogen sulfide to sulfur in refineries and to alkylate amines.[153][154] Many industrial catalysts are supported by alumina, meaning that the expensive catalyst material is dispersed over a surface of the inert alumina.[155] Another principal use is as a drying agent or absorbent.[133][156]
Laser deposition of alumina on a substrate
Several sulfates of aluminium have industrial and commercial application. Aluminium sulfate (in its hydrate form) is produced on the annual scale of several millions of metric tons.[157] About two-thirds is consumed in water treatment.[157] The next major application is in the manufacture of paper.[157] It is also used as a mordant in dyeing, in pickling seeds, deodorizing of mineral oils, in leather tanning, and in production of other aluminium compounds.[157] Two kinds of alum, ammonium alum and potassium alum, were formerly used as mordants and in leather tanning, but their use has significantly declined following availability of high-purity aluminium sulfate.[157] Anhydrous aluminium chloride is used as a catalyst in chemical and petrochemical industries, the dyeing industry, and in synthesis of various inorganic and organic compounds.[157] Aluminium hydroxychlorides are used in purifying water, in the paper industry, and as antiperspirants.[157] Sodium aluminate is used in treating water and as an accelerator of solidification of cement.[157]
Many aluminium compounds have niche applications, for example:
- Aluminium acetate in solution is used as an astringent.[158]
- Aluminium phosphate is used in the manufacture of glass, ceramic, pulp and paper products, cosmetics, paints, varnishes, and in dental cement.[159]
- Aluminium hydroxide is used as an antacid, and mordant; it is used also in water purification, the manufacture of glass and ceramics, and in the waterproofing of fabrics.[160][161]
- Lithium aluminium hydride is a powerful reducing agent used in organic chemistry.[162][163]
- Organoaluminiums are used as Lewis acids and co-catalysts.[164]
- Methylaluminoxane is a co-catalyst for Ziegler–Natta olefin polymerization to produce vinyl polymers such as polyethene.[165]
- Aqueous aluminium ions (such as aqueous aluminium sulfate) are used to treat against fish parasites such as Gyrodactylus salaris.[166]
- In many vaccines, certain aluminium salts serve as an immune adjuvant (immune response booster) to allow the protein in the vaccine to achieve sufficient potency as an immune stimulant.[167]
Aluminized substrates
Aluminizing is the process of coating a structure or material with a thin layer of aluminium. It is done to impart specific traits that the underlying substrate lacks, such as a certain chemical or physical property. Aluminized materials include:
- Aluminized steel, for corrosion resistance and other properties
- Aluminized screen, for display devices
- Aluminized cloth, to reflect heat
- Aluminized mylar, to reflect heat
Biology
Schematic of aluminium absorption by human skin.[168]
Despite its widespread occurrence in the Earth’s crust, aluminium has no known function in biology.[39] At pH 6–9 (relevant for most natural waters), aluminium precipitates out of water as the hydroxide and is hence not available; most elements behaving this way have no biological role or are toxic.[169] Aluminium sulfate has an LD50 of 6207 mg/kg (oral, mouse), which corresponds to 435 grams for an 70 kg (150 lb) person.[39]
Toxicity
Aluminium is classified as a non-carcinogen by the United States Department of Health and Human Services.[170][n] A review published in 1988 said that there was little evidence that normal exposure to aluminium presents a risk to healthy adult,[173] and a 2014 multi-element toxicology review was unable to find deleterious effects of aluminium consumed in amounts not greater than 40 mg/day per kg of body mass.[170] Most aluminium consumed will leave the body in feces; most of the small part of it that enters the bloodstream, will be excreted via urine;[174] nevertheless some aluminium does pass the blood-brain barrier and is lodged preferentially in the brains of Alzheimer’s patients.[175][176] Evidence published in 1989 indicates that, for Alzheimer’s patients, aluminium may act by electrostatically crosslinking proteins, thus down-regulating genes in the superior temporal gyrus.[177]
Effects
Aluminium, although rarely, can cause vitamin D-resistant osteomalacia, erythropoietin-resistant microcytic anemia, and central nervous system alterations. People with kidney insufficiency are especially at a risk.[170] Chronic ingestion of hydrated aluminium silicates (for excess gastric acidity control) may result in aluminium binding to intestinal contents and increased elimination of other metals, such as iron or zinc; sufficiently high doses (>50 g/day) can cause anemia.[170]
There are five major aluminium forms absorbed by human body: the free solvated trivalent cation (Al3+(aq)); low-molecular-weight, neutral, soluble complexes (LMW-Al0(aq)); high-molecular-weight, neutral, soluble complexes (HMW-Al0(aq)); low-molecular-weight, charged, soluble complexes (LMW-Al(L)n+/−(aq)); nano and micro-particulates (Al(L)n(s)). They are transported across cell membranes or cell epi-/endothelia through five major routes: (1) paracellular; (2) transcellular; (3) active transport; (4) channels; (5) adsorptive or receptor-mediated endocytosis.[168]
During the 1988 Camelford water pollution incident people in Camelford had their drinking water contaminated with aluminium sulfate for several weeks. A final report into the incident in 2013 concluded it was unlikely that this had caused long-term health problems.[178]
Aluminium has been suspected of being a possible cause of Alzheimer’s disease,[179] but research into this for over 40 years has found, as of 2018, no good evidence of causal effect.[180][181]
Aluminium increases estrogen-related gene expression in human breast cancer cells cultured in the laboratory.[182] In very high doses, aluminium is associated with altered function of the blood–brain barrier.[183] A small percentage of people have contact allergies to aluminium and experience itchy red rashes, headache, muscle pain, joint pain, poor memory, insomnia, depression, asthma, irritable bowel syndrome, or other symptoms upon contact with products containing aluminium.[185]
Exposure to powdered aluminium or aluminium welding fumes can cause pulmonary fibrosis.[186] Fine aluminium powder can ignite or explode, posing another workplace hazard.[187][188]
Exposure routes
Food is the main source of aluminium. Drinking water contains more aluminium than solid food;[170] however, aluminium in food may be absorbed more than aluminium from water.[189] Major sources of human oral exposure to aluminium include food (due to its use in food additives, food and beverage packaging, and cooking utensils), drinking water (due to its use in municipal water treatment), and aluminium-containing medications (particularly antacid/antiulcer and buffered aspirin formulations).[190] Dietary exposure in Europeans averages to 0.2–1.5 mg/kg/week but can be as high as 2.3 mg/kg/week.[170] Higher exposure levels of aluminium are mostly limited to miners, aluminium production workers, and dialysis patients.[191]
Consumption of antacids, antiperspirants, vaccines, and cosmetics provide possible routes of exposure.[192] Consumption of acidic foods or liquids with aluminium enhances aluminium absorption,[193] and maltol has been shown to increase the accumulation of aluminium in nerve and bone tissues.[194]
Treatment
In case of suspected sudden intake of a large amount of aluminium, the only treatment is deferoxamine mesylate which may be given to help eliminate aluminium from the body by chelation.[195][196] However, this should be applied with caution as this reduces not only aluminium body levels, but also those of other metals such as copper or iron.[195]
Environmental effects
«Bauxite tailings» storage facility in Stade, Germany. The aluminium industry generates about 70 million tons of this waste annually.
High levels of aluminium occur near mining sites; small amounts of aluminium are released to the environment at the coal-fired power plants or incinerators.[197] Aluminium in the air is washed out by the rain or normally settles down but small particles of aluminium remain in the air for a long time.[197]
Acidic precipitation is the main natural factor to mobilize aluminium from natural sources[170] and the main reason for the environmental effects of aluminium;[198] however, the main factor of presence of aluminium in salt and freshwater are the industrial processes that also release aluminium into air.[170]
In water, aluminium acts as a toxiс agent on gill-breathing animals such as fish when the water is acidic, in which aluminium may precipitate on gills,[199] which causes loss of plasma- and hemolymph ions leading to osmoregulatory failure.[198] Organic complexes of aluminium may be easily absorbed and interfere with metabolism in mammals and birds, even though this rarely happens in practice.[198]
Aluminium is primary among the factors that reduce plant growth on acidic soils. Although it is generally harmless to plant growth in pH-neutral soils, in acid soils the concentration of toxic Al3+ cations increases and disturbs root growth and function.[200][201][202][203] Wheat has developed a tolerance to aluminium, releasing organic compounds that bind to harmful aluminium cations. Sorghum is believed to have the same tolerance mechanism.[204]
Aluminium production possesses its own challenges to the environment on each step of the production process. The major challenge is the greenhouse gas emissions.[191] These gases result from electrical consumption of the smelters and the byproducts of processing. The most potent of these gases are perfluorocarbons from the smelting process.[191] Released sulfur dioxide is one of the primary precursors of acid rain.[191]
Biodegradation of metallic aluminium is extremely rare; most aluminium-corroding organisms do not directly attack or consume the aluminium, but instead produce corrosive wastes.[205][206] The fungus Geotrichum candidum can consume the aluminium in compact discs.[207][208][209] The bacterium Pseudomonas aeruginosa and the fungus Cladosporium resinae are commonly detected in aircraft fuel tanks that use kerosene-based fuels (not avgas), and laboratory cultures can degrade aluminium.[210]
See also
- Aluminium granules
- Aluminium joining
- Aluminium–air battery
- Panel edge staining
- Quantum clock
Notes
- ^ Davy’s 1812 written usage of the word aluminum was predated by other authors’ usage of aluminium. However, Davy is often mentioned as the person who named the element; he was the first to coin a name for aluminium: he used alumium in 1808. Other authors did not accept that name, choosing aluminium instead. See below for more details.
- ^ No elements with odd atomic numbers have more than two stable isotopes; even-numbered elements have multiple stable isotopes, with tin (element 50) having the highest number of stable isotopes of all elements, ten. The single exception is beryllium which is even-numbered but has only one stable isotope.[7] See Even and odd atomic nuclei for more details.
- ^ Most other metals have greater standard atomic weights: for instance, that of iron is 55.8; copper 63.5; lead 207.2.[9] which has consequences for the element’s properties (see below)
- ^ The two sides of aluminium foil differ in their luster: one is shiny and the other is dull. The difference is due to the small mechanical damage on the surface of dull side arising from the technological process of aluminium foil manufacturing.[19] Both sides reflect similar amounts of visible light, but the shiny side reflects a far greater share of visible light specularly whereas the dull side almost exclusively diffuses light. Both sides of aluminium foil serve as good reflectors (approximately 86%) of visible light and an excellent reflector (as much as 97%) of medium and far infrared radiation.[20]
- ^ In fact, aluminium’s electropositive behavior, high affinity for oxygen, and highly negative standard electrode potential are all better aligned with those of scandium, yttrium, lanthanum, and actinium, which like aluminium have three valence electrons outside a noble gas core; this series shows continuous trends whereas those of group 13 is broken by the first added d-subshell in gallium and the resulting d-block contraction and the first added f-subshell in thallium and the resulting lanthanide contraction.[32]
- ^ These should not be considered as [AlF6]3− complex anions as the Al–F bonds are not significantly different in type from the other M–F bonds.[42]
- ^ Such differences in coordination between the fluorides and heavier halides are not unusual, occurring in SnIV and BiIII, for example; even bigger differences occur between CO2 and SiO2.[42]
- ^ Abundances in the source are listed relative to silicon rather than in per-particle notation. The sum of all elements per 106 parts of silicon is 2.6682×1010 parts; aluminium comprises 8.410×104 parts.
- ^ Compare annual statistics of aluminium[95] and copper[96] production by USGS.
- ^ The spelling alumine comes from French, whereas the spelling alumina comes from Latin.[110]
- ^ Davy discovered several other elements, including those he named sodium and potassium, after the English words soda and potash. Berzelius referred to them as to natrium and kalium. Berzelius’s suggestion was expanded in 1814[117] with his proposed system of one or two-letter chemical symbols, which are used up to the present day; sodium and potassium have the symbols Na and K, respectively, after their Latin names.
- ^ Some European languages, like Spanish or Italian, use a different suffix from the Latin -um/-ium to form a name of a metal, some, like Polish or Czech, have a different base for the name of the element, and some, like Russian or Greek, don’t use the Latin script altogether.
- ^ For instance, see the November–December 2013 issue of Chemistry International: in a table of (some) elements, the element is listed as «aluminium (aluminum)».[129]
- ^ While aluminium per se is not carcinogenic, Söderberg aluminium production is, as is noted by the International Agency for Research on Cancer,[171] likely due to exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons.[172]
References
- ^ «aluminum». Oxford English Dictionary (Online ed.). Oxford University Press. (Subscription or participating institution membership required.)
- ^ «Standard Atomic Weights: Aluminium». CIAAW. 2017.
- ^ Unstable carbonyl of Al(0) has been detected in reaction of Al2(CH3)6 with carbon monoxide; see Sanchez, Ramiro; Arrington, Caleb; Arrington Jr., C. A. (1 December 1989). «Reaction of trimethylaluminum with carbon monoxide in low-temperature matrixes». American Chemical Society. 111 (25): 9110-9111. doi:10.1021/ja00207a023.
- ^ Dohmeier, C.; Loos, D.; Schnöckel, H. (1996). «Aluminum(I) and Gallium(I) Compounds: Syntheses, Structures, and Reactions». Angewandte Chemie International Edition. 35 (2): 129–149. doi:10.1002/anie.199601291.
- ^ D. C. Tyte (1964). «Red (B2Π–A2σ) Band System of Aluminium Monoxide». Nature. 202 (4930): 383. Bibcode:1964Natur.202..383T. doi:10.1038/202383a0. S2CID 4163250.
- ^
Lide, D. R. (2000). «Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds» (PDF). CRC Handbook of Chemistry and Physics (81st ed.). CRC Press. ISBN 0849304814. - ^ a b IAEA – Nuclear Data Section (2017). «Livechart – Table of Nuclides – Nuclear structure and decay data». www-nds.iaea.org. International Atomic Energy Agency. Archived from the original on 23 March 2019. Retrieved 31 March 2017.
- ^ a b c d e f Greenwood & Earnshaw 1997, pp. 242–252.
- ^ Meija, Juris; et al. (2016). «Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)». Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
- ^ «Aluminium». The Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights. Archived from the original on 23 September 2020. Retrieved 20 October 2020.
- ^ Dickin, A.P. (2005). «In situ Cosmogenic Isotopes». Radiogenic Isotope Geology. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-53017-0. Archived from the original on 6 December 2008. Retrieved 16 July 2008.
- ^ Dodd, R.T. (1986). Thunderstones and Shooting Stars. Harvard University Press. pp. 89–90. ISBN 978-0-674-89137-1.
- ^ Dean 1999, p. 4.2.
- ^ Dean 1999, p. 4.6.
- ^ Dean 1999, p. 4.29.
- ^ a b Dean 1999, p. 4.30.
- ^ a b Enghag, Per (2008). Encyclopedia of the Elements: Technical Data – History – Processing – Applications. John Wiley & Sons. pp. 139, 819, 949. ISBN 978-3-527-61234-5. Archived from the original on 25 December 2019. Retrieved 7 December 2017.
- ^ a b c Greenwood and Earnshaw, pp. 222–4
- ^ «Heavy Duty Foil». Reynolds Kitchens. Archived from the original on 23 September 2020. Retrieved 20 September 2020.
- ^ Pozzobon, V.; Levasseur, W.; Do, Kh.-V.; et al. (2020). «Household aluminum foil matte and bright side reflectivity measurements: Application to a photobioreactor light concentrator design». Biotechnology Reports. 25: e00399. doi:10.1016/j.btre.2019.e00399. PMC 6906702. PMID 31867227.
- ^ Lide 2004, p. 4-3.
- ^ Puchta, Ralph (2011). «A brighter beryllium». Nature Chemistry. 3 (5): 416. Bibcode:2011NatCh…3..416P. doi:10.1038/nchem.1033. PMID 21505503.
- ^ Davis 1999, pp. 1–3.
- ^ Davis 1999, p. 2.
- ^ a b Polmear, I.J. (1995). Light Alloys: Metallurgy of the Light Metals (3 ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-340-63207-9.
- ^ a b c Cardarelli, François (2008). Materials handbook : a concise desktop reference (2nd ed.). London: Springer. pp. 158–163. ISBN 978-1-84628-669-8. OCLC 261324602.
- ^ a b Davis 1999, p. 4.
- ^ Davis 1999, pp. 2–3.
- ^
Cochran, J.F.; Mapother, D.E. (1958). «Superconducting Transition in Aluminum». Physical Review. 111 (1): 132–142. Bibcode:1958PhRv..111..132C. doi:10.1103/PhysRev.111.132. - ^ Schmitz 2006, p. 6.
- ^ Schmitz 2006, p. 161.
- ^ a b c d e f g h i Greenwood & Earnshaw 1997, pp. 224–227.
- ^ Greenwood & Earnshaw 1997, pp. 112–113.
- ^ King 1995, p. 241.
- ^ King 1995, pp. 235–236.
- ^ Hatch, John E. (1984). Aluminum : properties and physical metallurgy. Metals Park, Ohio: American Society for Metals, Aluminum Association. p. 242. ISBN 978-1-61503-169-6. OCLC 759213422.
- ^ Vargel, Christian (2004) [French edition published 1999]. Corrosion of Aluminium. Elsevier. ISBN 978-0-08-044495-6. Archived from the original on 21 May 2016.
- ^ Macleod, H.A. (2001). Thin-film optical filters. CRC Press. p. 158159. ISBN 978-0-7503-0688-1.
- ^ a b c d e f g h Frank, W.B. (2009). «Aluminum». Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a01_459.pub2. ISBN 978-3-527-30673-2.
- ^ a b Beal, Roy E. (1999). Engine Coolant Testing : Fourth Volume. ASTM International. p. 90. ISBN 978-0-8031-2610-7. Archived from the original on 24 April 2016.
- ^ *Baes, C. F.; Mesmer, R. E. (1986) [1976]. The Hydrolysis of Cations. Robert E. Krieger. ISBN 978-0-89874-892-5.
- ^ a b c d e f Greenwood & Earnshaw 1997, pp. 233–237.
- ^ Eastaugh, Nicholas; Walsh, Valentine; Chaplin, Tracey; Siddall, Ruth (2008). Pigment Compendium. Routledge. ISBN 978-1-136-37393-0. Archived from the original on 15 April 2021. Retrieved 1 October 2020.
- ^ Roscoe, Henry Enfield; Schorlemmer, Carl (1913). A treatise on chemistry. Macmillan. Archived from the original on 15 April 2021. Retrieved 1 October 2020.
- ^ a b Greenwood & Earnshaw 1997, pp. 252–257.
- ^ Downs, A. J. (1993). Chemistry of Aluminium, Gallium, Indium and Thallium. Springer Science & Business Media. p. 218. ISBN 978-0-7514-0103-5. Archived from the original on 15 April 2021. Retrieved 1 October 2020.
- ^ Dohmeier, C.; Loos, D.; Schnöckel, H. (1996). «Aluminum(I) and Gallium(I) Compounds: Syntheses, Structures, and Reactions». Angewandte Chemie International Edition. 35 (2): 129–149. doi:10.1002/anie.199601291.
- ^ Tyte, D.C. (1964). «Red (B2Π–A2σ) Band System of Aluminium Monoxide». Nature. 202 (4930): 383–384. Bibcode:1964Natur.202..383T. doi:10.1038/202383a0. S2CID 4163250.
- ^ Merrill, P.W.; Deutsch, A.J.; Keenan, P.C. (1962). «Absorption Spectra of M-Type Mira Variables». The Astrophysical Journal. 136: 21. Bibcode:1962ApJ…136…21M. doi:10.1086/147348.
- ^ Uhl, W. (2004). «Organoelement Compounds Possessing Al–Al, Ga–Ga, In–In, and Tl–Tl Single Bonds». Organoelement Compounds Possessing Al–Al, Ga–Ga, In–In, and Tl–Tl Single Bonds. Advances in Organometallic Chemistry. Vol. 51. pp. 53–108. doi:10.1016/S0065-3055(03)51002-4. ISBN 978-0-12-031151-4.
- ^ Elschenbroich, C. (2006). Organometallics. Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-29390-2.
- ^ a b Greenwood & Earnshaw 1997, pp. 257–67.
- ^ Smith, Martin B. (1970). «The monomer-dimer equilibria of liquid aluminum alkyls». Journal of Organometallic Chemistry. 22 (2): 273–281. doi:10.1016/S0022-328X(00)86043-X.
- ^ a b Greenwood & Earnshaw 1997, pp. 227–232.
- ^ a b Lodders, K. (2003). «Solar System abundances and condensation temperatures of the elements» (PDF). The Astrophysical Journal. 591 (2): 1220–1247. Bibcode:2003ApJ…591.1220L. doi:10.1086/375492. ISSN 0004-637X. S2CID 42498829. Archived (PDF) from the original on 12 April 2019. Retrieved 15 June 2018.
- ^ a b c d e Clayton, D. (2003). Handbook of Isotopes in the Cosmos : Hydrogen to Gallium. Leiden: Cambridge University Press. pp. 129–137. ISBN 978-0-511-67305-4. OCLC 609856530. Archived from the original on 11 June 2021. Retrieved 13 September 2020.
- ^ William F McDonough The composition of the Earth. quake.mit.edu, archived by the Internet Archive Wayback Machine.
- ^ Greenwood and Earnshaw, pp. 217–9
- ^ Wade, K.; Banister, A.J. (2016). The Chemistry of Aluminium, Gallium, Indium and Thallium: Comprehensive Inorganic Chemistry. Elsevier. p. 1049. ISBN 978-1-4831-5322-3. Archived from the original on 30 November 2019. Retrieved 17 June 2018.
- ^ Palme, H.; O’Neill, Hugh St. C. (2005). «Cosmochemical Estimates of Mantle Composition» (PDF). In Carlson, Richard W. (ed.). The Mantle and Core. Elseiver. p. 14. Archived (PDF) from the original on 3 April 2021. Retrieved 11 June 2021.
- ^ Downs, A.J. (1993). Chemistry of Aluminium, Gallium, Indium and Thallium. Springer Science & Business Media. ISBN 978-0-7514-0103-5. Archived from the original on 25 July 2020. Retrieved 14 June 2017.
- ^ Kotz, John C.; Treichel, Paul M.; Townsend, John (2012). Chemistry and Chemical Reactivity. Cengage Learning. p. 300. ISBN 978-1-133-42007-1. Archived from the original on 22 December 2019. Retrieved 17 June 2018.
- ^ Barthelmy, D. «Aluminum Mineral Data». Mineralogy Database. Archived from the original on 4 July 2008. Retrieved 9 July 2008.
- ^ Chen, Z.; Huang, Chi-Yue; Zhao, Meixun; Yan, Wen; Chien, Chih-Wei; Chen, Muhong; Yang, Huaping; Machiyama, Hideaki; Lin, Saulwood (2011). «Characteristics and possible origin of native aluminum in cold seep sediments from the northeastern South China Sea». Journal of Asian Earth Sciences. 40 (1): 363–370. Bibcode:2011JAESc..40..363C. doi:10.1016/j.jseaes.2010.06.006.
- ^ Guilbert, J.F.; Park, C.F. (1986). The Geology of Ore Deposits. W.H. Freeman. pp. 774–795. ISBN 978-0-7167-1456-9.
- ^ United States Geological Survey (2018). «Bauxite and alumina» (PDF). Mineral Commodities Summaries. Archived (PDF) from the original on 11 March 2018. Retrieved 17 June 2018.
- ^ a b Drozdov 2007, p. 12.
- ^ Clapham, John Harold; Power, Eileen Edna (1941). The Cambridge Economic History of Europe: From the Decline of the Roman Empire. CUP Archive. p. 207. ISBN 978-0-521-08710-0.
- ^ Drozdov 2007, p. 16.
- ^ Setton, Kenneth M. (1976). The papacy and the Levant: 1204-1571. 1 The thirteenth and fourteenth centuries. American Philosophical Society. ISBN 978-0-87169-127-9. OCLC 165383496.
- ^ Drozdov 2007, p. 25.
- ^ Weeks, Mary Elvira (1968). Discovery of the elements. Vol. 1 (7 ed.). Journal of chemical education. p. 187. ISBN 9780608300177.
- ^ a b Richards 1896, p. 2.
- ^ Richards 1896, p. 3.
- ^ Örsted, H. C. (1825). Oversigt over det Kongelige Danske Videnskabernes Selskabs Forhanlingar og dets Medlemmerz Arbeider, fra 31 Mai 1824 til 31 Mai 1825 [Overview of the Royal Danish Science Society’s Proceedings and the Work of its Members, from 31 May 1824 to 31 May 1825] (in Danish). pp. 15–16. Archived from the original on 16 March 2020. Retrieved 27 February 2020.
- ^ Royal Danish Academy of Sciences and Letters (1827). Det Kongelige Danske Videnskabernes Selskabs philosophiske og historiske afhandlinger [The philosophical and historical dissertations of the Royal Danish Science Society] (in Danish). Popp. pp. xxv–xxvi. Archived from the original on 24 March 2017. Retrieved 11 March 2016.
- ^ a b Wöhler, Friedrich (1827). «Ueber das Aluminium». Annalen der Physik und Chemie. 2. 11 (9): 146–161. Bibcode:1828AnP….87..146W. doi:10.1002/andp.18270870912. S2CID 122170259. Archived from the original on 11 June 2021. Retrieved 11 March 2016.
- ^ Drozdov 2007, p. 36.
- ^ Fontani, Marco; Costa, Mariagrazia; Orna, Mary Virginia (2014). The Lost Elements: The Periodic Table’s Shadow Side. Oxford University Press. p. 30. ISBN 978-0-19-938334-4.
- ^ a b Venetski, S. (1969). «‘Silver’ from clay». Metallurgist. 13 (7): 451–453. doi:10.1007/BF00741130. S2CID 137541986.
- ^ a b Drozdov 2007, p. 38.
- ^ Holmes, Harry N. (1936). «Fifty Years of Industrial Aluminum». The Scientific Monthly. 42 (3): 236–239. Bibcode:1936SciMo..42..236H. JSTOR 15938.
- ^ Drozdov 2007, p. 39.
- ^ Sainte-Claire Deville, H.E. (1859). De l’aluminium, ses propriétés, sa fabrication. Paris: Mallet-Bachelier. Archived from the original on 30 April 2016.
- ^ Drozdov 2007, p. 46.
- ^ Drozdov 2007, pp. 55–61.
- ^ Drozdov 2007, p. 74.
- ^ a b c «Aluminium history». All about aluminium. Archived from the original on 7 November 2017. Retrieved 7 November 2017.
- ^ Drozdov 2007, pp. 64–69.
- ^ Ingulstad, Mats (2012). «‘We Want Aluminum, No Excuses’: Business-Government Relations in the American Aluminum Industry, 1917–1957″. In Ingulstad, Mats; Frøland, Hans Otto (eds.). From Warfare to Welfare: Business-Government Relations in the Aluminium Industry. Tapir Academic Press. pp. 33–68. ISBN 978-82-321-0049-1. Archived from the original on 25 July 2020. Retrieved 7 May 2020.
- ^ Seldes, George (1943). Facts and Fascism (5 ed.). In Fact, Inc. p. 261.
- ^ Thorsheim, Peter (2015). Waste into Weapons. Cambridge University Press. pp. 66–69. ISBN 978-1-107-09935-7. Archived from the original on 6 April 2020. Retrieved 7 January 2021.
- ^ Weeks, Albert Loren (2004). Russia’s Life-saver: Lend-lease Aid to the U.S.S.R. in World War II. Lexington Books. p. 135. ISBN 978-0-7391-0736-2. Archived from the original on 6 April 2020. Retrieved 7 January 2021.
- ^ Drozdov 2007, pp. 69–70.
- ^ a b c d «Aluminum». Historical Statistics for Mineral Commodities in the United States (Report). United States Geological Survey. 2017. Archived from the original on 8 March 2018. Retrieved 9 November 2017.
- ^ «Copper. Supply-Demand Statistics». Historical Statistics for Mineral Commodities in the United States (Report). United States Geological Survey. 2017. Archived from the original on 8 March 2018. Retrieved 4 June 2019.
- ^ Gregersen, Erik. «Copper». Encyclopedia Britannica. Archived from the original on 22 June 2019. Retrieved 4 June 2019.
- ^ Drozdov 2007, pp. 165–166.
- ^ Drozdov 2007, p. 85.
- ^ Drozdov 2007, p. 135.
- ^ Nappi 2013, p. 9.
- ^ Nappi 2013, pp. 9–10.
- ^ Nappi 2013, p. 10.
- ^ Nappi 2013, pp. 14–15.
- ^ Nappi 2013, p. 17.
- ^ Nappi 2013, p. 20.
- ^ Nappi 2013, p. 22.
- ^ Nappi 2013, p. 23.
- ^ «Aluminum prices hit 13-year high amid power shortage in China». Nikkei Asia. 22 September 2021.
- ^ Black, J. (1806). Lectures on the elements of chemistry: delivered in the University of Edinburgh. Vol. 2. Graves, B. p. 291.
The French chemists have given a new name to this pure earth; alumine in French, and alumina in Latin. I confess I do not like this alumina.
- ^ «aluminium, n.» Oxford English Dictionary, third edition. Oxford University Press. December 2011. Archived from the original on 11 June 2021. Retrieved 30 December 2020.
Origin: Formed within English, by derivation. Etymons: aluminen., -ium suffix, aluminum n.
- ^ «alumine, n.» Oxford English Dictionary, third edition. Oxford University Press. December 2011. Archived from the original on 11 June 2021. Retrieved 30 December 2020.
Etymology: < French alumine (L. B. Guyton de Morveau 1782, Observ. sur la Physique 19 378) < classical Latin alūmin-, alūmen alum n.1, after French -ine -ine suffix4.
- ^ Pokorny, Julius (1959). «alu- (-d-, -t-)». Indogermanisches etymologisches Wörterbuch [Indo-European etymological dictionary] (in German). A. Francke Verlag. pp. 33–34. Archived from the original on 23 November 2017. Retrieved 13 November 2017.
- ^ Davy, Humphry (1808). «Electro Chemical Researches, on the Decomposition of the Earths; with Observations on the Metals obtained from the alkaline Earths, and on the Amalgam procured from Ammonia». Philosophical Transactions of the Royal Society. 98: 353. Bibcode:1808RSPT…98..333D. doi:10.1098/rstl.1808.0023. Archived from the original on 15 April 2021. Retrieved 10 December 2009.
- ^ Richards 1896, pp. 3–4.
- ^ Berzelius, J. J. (1811). «Essai sur la nomenclature chimique». Journal de Physique. 73: 253–286. Archived from the original on 15 April 2021. Retrieved 27 December 2020..
- ^ Berzelius, J. (1814). Thomson, Th. (ed.). «Essay on the Cause of Chemical Proportions, and on some Circumstances relating to them: together with a short and easy Method of expressing them». Annals of Philosophy. Baldwin, R. III: 51–62. Archived from the original on 15 July 2014. Retrieved 13 December 2014.
- ^ Delaméntherie, J.-C. (1811). «Leçonse de minéralogie. Données au collége de France». Journal de Physique. 73: 469–470. Archived from the original on 15 April 2021. Retrieved 27 December 2020..
- ^ «Philosophical Transactions of the Royal Society of London. For the Year 1810. — Part I». The Critical Review: Or, Annals of Literature. The Third. XXII: 9. January 1811. hdl:2027/chi.36013662.
Potassium, acting upon alumine and glucine, produces pyrophoric substances of a dark grey colour, which burnt, throwing off brilliant sparks, and leaving behind alkali and earth, and which, when thrown into water, decomposed it with great violence. The result of this experiment is not wholly decisive as to the existence of what might be called aluminium and glucinium
- ^ Davy, Humphry (1812). «Of metals; their primary compositions with other uncompounded bodies, and with each other». Elements of Chemical Philosophy: Part 1. Vol. 1. Bradford and Inskeep. p. 201. Archived from the original on 14 March 2020. Retrieved 4 March 2020.
- ^ a b c «aluminium, n.» Oxford English Dictionary, third edition. Oxford University Press. December 2011. Archived from the original on 11 June 2021. Retrieved 30 December 2020.
aluminium n. coexisted with its synonym aluminum n. throughout the 19th cent. From the beginning of the 20th cent., aluminum gradually became the predominant form in North America; it was adopted as the official name of the metal in the United States by the American Chemical Society in 1925. Elsewhere, aluminum was gradually superseded by aluminium, which was accepted as international standard by IUPAC in 1990.
- ^ Cutmore, Jonathan (February 2005). «Quarterly Review Archive». Romantic Circles. University of Maryland. Archived from the original on 1 March 2017. Retrieved 28 February 2017.
- ^ Young, Thomas (1812). Elements of Chemical Philosophy By Sir Humphry Davy. Quarterly Review. Vol. VIII. p. 72. ISBN 978-0-217-88947-6. 210. Archived from the original on 25 July 2020. Retrieved 10 December 2009.
- ^ a b Quinion, Michael (2005). Port Out, Starboard Home: The Fascinating Stories We Tell About the words We Use. Penguin Books Limited. pp. 23–24. ISBN 978-0-14-190904-2.
- ^ Webster, Noah (1828). «aluminum». American Dictionary of the English Language. Archived from the original on 13 November 2017. Retrieved 13 November 2017.
- ^ Kean, S. (2018). «Elements as money». The Disappearing Spoon: And Other True Tales of Rivalry, Adventure, and the History of the World from the Periodic Table of the Elements (Young Readers ed.). Little, Brown Books for Young Readers. ISBN 978-0-316-38825-2. Archived from the original on 15 April 2021. Retrieved 14 January 2021.
- ^ a b c Emsley, John (2011). Nature’s Building Blocks: An A–Z Guide to the Elements. OUP Oxford. pp. 24–30. ISBN 978-0-19-960563-7. Archived from the original on 22 December 2019. Retrieved 16 November 2017.
- ^ Connelly, Neil G.; Damhus, Ture, eds. (2005). Nomenclature of inorganic chemistry. IUPAC Recommendations 2005 (PDF). RSC Publishing. p. 249. ISBN 978-0-85404-438-2. Archived from the original (PDF) on 22 December 2014.
- ^ «Standard Atomic Weights Revised» (PDF). Chemistry International. 35 (6): 17–18. ISSN 0193-6484. Archived from the original (PDF) on 11 February 2014.
- ^ Brown, T.J. (2009). World Mineral Production 2003–2007. British Geological Survey. Archived from the original on 13 July 2019. Retrieved 1 December 2014.
- ^ «USGS Minerals Information: Mineral Commodity Summaries» (PDF). minerals.usgs.gov. doi:10.3133/70194932. Archived (PDF) from the original on 22 January 2021. Retrieved 17 December 2020.
- ^ Graedel, T.E.; et al. (2010). Metal stocks in Society – Scientific Synthesis (PDF) (Report). International Resource Panel. p. 17. ISBN 978-92-807-3082-1. Archived (PDF) from the original on 26 April 2018. Retrieved 18 April 2017.
- ^ a b c d e Hudson, L. Keith; Misra, Chanakya; Perrotta, Anthony J.; et al. (2005). «Aluminum Oxide». Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH.
- ^ Totten, G.E.; Mackenzie, D.S. (2003). Handbook of Aluminum. Marcel Dekker. p. 40. ISBN 978-0-8247-4843-2. Archived from the original on 15 June 2016.
- ^ Schlesinger, Mark (2006). Aluminum Recycling. CRC Press. p. 248. ISBN 978-0-8493-9662-5. Archived from the original on 15 February 2017. Retrieved 25 June 2018.
- ^ «Benefits of Recycling». Ohio Department of Natural Resources. Archived from the original on 24 June 2003.
- ^ «Theoretical/Best Practice Energy Use in Metalcasting Operations» (PDF). Archived from the original (PDF) on 31 October 2013. Retrieved 28 October 2013.
- ^ «Why are dross & saltcake a concern?». www.experts123.com. Archived from the original on 14 November 2012.
- ^ Dunster, A.M.; et al. (2005). «Added value of using new industrial waste streams as secondary aggregates in both concrete and asphalt» (PDF). Waste & Resources Action Programme. Archived from the original on 2 April 2010.
- ^ Brown, T.J.; Idoine, N.E.; Raycraft, E.R.; et al. (2018). World Mineral Production: 2012–2016. British Geological Survey. ISBN 978-0-85272-882-6. Archived from the original on 16 May 2020. Retrieved 10 July 2018.
- ^ «Aluminum». Encyclopædia Britannica. Archived from the original on 12 March 2012. Retrieved 6 March 2012.
- ^ Millberg, L.S. «Aluminum Foil». How Products are Made. Archived from the original on 13 July 2007. Retrieved 11 August 2007.
- ^ Lyle, J.P.; Granger, D.A.; Sanders, R.E. (2005). «Aluminum Alloys». Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a01_481. ISBN 978-3-527-30673-2.
- ^ Ross, R.B. (2013). Metallic Materials Specification Handbook. Springer Science & Business Media. ISBN 9781461534822. Archived from the original on 11 June 2021. Retrieved 3 June 2021.
- ^ Davis 1999, pp. 17–24.
- ^ May 2016, Avram Piltch 27 (27 May 2016). «Gadget Materials Guide: Aluminum vs Carbon Fiber, Plastic and Glass». Tom’s Guide. Retrieved 1 July 2021.
- ^ «Apple Patents reveal how the Aluminum Unibody MacBook Enclosure is made from Recycled Pop and Beer Cans & more». Patenly Apple. March 2021. Archived from the original on 24 May 2021. Retrieved 24 May 2021.
- ^ «Google Pixel 5 Review — A flagship chip isn’t needed for a flagship phone». xda-developers. 14 October 2020. Retrieved 1 July 2021.
- ^ «Fitness-focused Montblanc Summit Lite features recycled aluminum case». dlmag. 26 April 2021. Retrieved 1 July 2021.
- ^ Lumley, Roger (2010). Fundamentals of Aluminium Metallurgy: Production, Processing and Applications. Elsevier Science. p. 42. ISBN 978-0-85709-025-6. Archived from the original on 22 December 2019. Retrieved 13 July 2018.
- ^ Mortensen, Andreas (2006). Concise Encyclopedia of Composite Materials. Elsevier. p. 281. ISBN 978-0-08-052462-7. Archived from the original on 20 December 2019. Retrieved 13 July 2018.
- ^ The Ceramic Society of Japan (2012). Advanced Ceramic Technologies & Products. Springer Science & Business Media. p. 541. ISBN 978-4-431-54108-0. Archived from the original on 29 November 2019. Retrieved 13 July 2018.
- ^ Slesser, Malcolm (1988). Dictionary of Energy. Palgrave Macmillan UK. p. 138. ISBN 978-1-349-19476-6. Archived from the original on 11 June 2021. Retrieved 13 July 2018.
- ^ Supp, Emil (2013). How to Produce Methanol from Coal. Springer Science & Business Media. pp. 164–165. ISBN 978-3-662-00895-9. Archived from the original on 26 December 2019. Retrieved 13 July 2018.
- ^ Ertl, Gerhard; Knözinger, Helmut; Weitkamp, Jens (2008). Preparation of Solid Catalysts. John Wiley & Sons. p. 80. ISBN 978-3-527-62068-5. Archived from the original on 24 December 2019. Retrieved 13 July 2018.
- ^ Armarego, W.L.F.; Chai, Christina (2009). Purification of Laboratory Chemicals. Butterworth-Heinemann. pp. 73, 109, 116, 155. ISBN 978-0-08-087824-9. Archived from the original on 22 December 2019. Retrieved 13 July 2018.
- ^ a b c d e f g h Helmboldt, O. (2007). «Aluminum Compounds, Inorganic». Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH. pp. 1–17. doi:10.1002/14356007.a01_527.pub2. ISBN 978-3-527-30673-2.
- ^ World Health Organization (2009). Stuart MC, Kouimtzi M, Hill SR (eds.). WHO Model Formulary 2008. World Health Organization. hdl:10665/44053. ISBN 9789241547659.
- ^ Occupational Skin Disease. Grune & Stratton. 1983. ISBN 978-0-8089-1494-5. Archived from the original on 15 April 2021. Retrieved 14 June 2017.
- ^ Galbraith, A; Bullock, S; Manias, E; Hunt, B; Richards, A (1999). Fundamentals of pharmacology: a text for nurses and health professionals. Harlow: Pearson. p. 482.
- ^ Papich, Mark G. (2007). «Aluminum Hydroxide and Aluminum Carbonate». Saunders Handbook of Veterinary Drugs (2nd ed.). St. Louis, Mo: Saunders/Elsevier. pp. 15–16. ISBN 978-1-4160-2888-8.
- ^ Brown, Weldon G. (15 March 2011), John Wiley & Sons, Inc. (ed.), «Reductions by Lithium Aluminum Hydride», Organic Reactions, Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc., pp. 469–510, doi:10.1002/0471264180.or006.10, ISBN 978-0-471-26418-7, archived from the original on 11 June 2021, retrieved 22 May 2021
- ^ Gerrans, G.C.; Hartmann-Petersen, P. (2007). «Lithium Aluminium Hydride». SASOL Encyclopaedia of Science and Technology. New Africa Books. p. 143. ISBN 978-1-86928-384-1. Archived from the original on 23 August 2017. Retrieved 6 September 2017.
- ^ M. Witt; H.W. Roesky (2000). «Organoaluminum chemistry at the forefront of research and development» (PDF). Curr. Sci. 78 (4): 410. Archived from the original (PDF) on 6 October 2014.
- ^ A. Andresen; H.G. Cordes; J. Herwig; W. Kaminsky; A. Merck; R. Mottweiler; J. Pein; H. Sinn; H.J. Vollmer (1976). «Halogen-free Soluble Ziegler-Catalysts for the Polymerization of Ethylene». Angew. Chem. Int. Ed. 15 (10): 630–632. doi:10.1002/anie.197606301.
- ^ Aas, Øystein; Klemetsen, Anders; Einum, Sigurd; et al. (2011). Atlantic Salmon Ecology. John Wiley & Sons. p. 240. ISBN 978-1-4443-4819-4. Archived from the original on 21 December 2019. Retrieved 14 July 2018.
- ^ Singh, Manmohan (2007). Vaccine Adjuvants and Delivery Systems. John Wiley & Sons. pp. 81–109. ISBN 978-0-470-13492-4. Archived from the original on 20 December 2019. Retrieved 14 July 2018.
- ^ a b Exley, C. (2013). «Human exposure to aluminium». Environmental Science: Processes & Impacts. 15 (10): 1807–1816. doi:10.1039/C3EM00374D. PMID 23982047.
- ^ «Environmental Applications. Part I. Common Forms of the Elements in Water». Western Oregon University. Western Oregon University. Archived from the original on 11 December 2018. Retrieved 30 September 2019.
- ^ a b c d e f g h Dolara, Piero (21 July 2014). «Occurrence, exposure, effects, recommended intake and possible dietary use of selected trace compounds (aluminium, bismuth, cobalt, gold, lithium, nickel, silver)». International Journal of Food Sciences and Nutrition. 65 (8): 911–924. doi:10.3109/09637486.2014.937801. ISSN 1465-3478. PMID 25045935. S2CID 43779869.
- ^ Polynuclear aromatic compounds. part 3, Industrial exposures in aluminium production, coal gasification, coke production, and iron and steel founding. International Agency for Research on Cancer. 1984. pp. 51–59. ISBN 92-832-1534-6. OCLC 11527472. Archived from the original on 11 June 2021. Retrieved 7 January 2021.
- ^ Wesdock, J. C.; Arnold, I. M. F. (2014). «Occupational and Environmental Health in the Aluminum Industry». Journal of Occupational and Environmental Medicine. 56 (5 Suppl): S5–S11. doi:10.1097/JOM.0000000000000071. ISSN 1076-2752. PMC 4131940. PMID 24806726.
- ^ Physiology of Aluminum in Man. Aluminum and Health. CRC Press. 1988. p. 90. ISBN 0-8247-8026-4. Archived from the original on 19 May 2016.
- ^ «ATSDR – Public Health Statement: Aluminum». www.atsdr.cdc.gov. Archived from the original on 12 December 2016. Retrieved 18 July 2018.
- ^ Xu, N.; Majidi, V.; Markesbery, W. R.; Ehmann, W. D. (1992). «Brain aluminum in Alzheimer’s disease using an improved GFAAS method». Neurotoxicology. 13 (4): 735–743. PMID 1302300.
- ^ Yumoto, Sakae; Kakimi, Shigeo; Ohsaki, Akihiro; Ishikawa, Akira (2009). «Demonstration of aluminum in amyloid fibers in the cores of senile plaques in the brains of patients with Alzheimer’s disease». Journal of Inorganic Biochemistry. 103 (11): 1579–1584. doi:10.1016/j.jinorgbio.2009.07.023. PMID 19744735.
- ^ Crapper Mclachlan, D.R.; Lukiw, W.J.; Kruck, T.P.A. (1989). «New Evidence for an Active Role of Aluminum in Alzheimer’s Disease». Canadian Journal of Neurological Sciences. 16 (4 Suppl): 490–497. doi:10.1017/S0317167100029826. PMID 2680008.
- ^ «Lowermoor Water Pollution incident «unlikely» to have caused long term health effects» (PDF). Committee on Toxicity of Chemicals in Food, Consumer Products and the Environment. 18 April 2013. Archived (PDF) from the original on 21 December 2019. Retrieved 21 December 2019.
- ^ Tomljenovic, Lucija (21 March 2011). «Aluminum and Alzheimer’s Disease: After a Century of Controversy, Is there a Plausible Link?». Journal of Alzheimer’s Disease. 23 (4): 567–598. doi:10.3233/JAD-2010-101494. PMID 21157018. Archived from the original on 11 June 2021. Retrieved 11 June 2021.
- ^ «Aluminum and dementia: Is there a link?». Alzheimer Society Canada. 24 August 2018. Archived from the original on 21 December 2019. Retrieved 21 December 2019.
- ^ Santibáñez, Miguel; Bolumar, Francisco; García, Ana M (2007). «Occupational risk factors in Alzheimer’s disease: a review assessing the quality of published epidemiological studies». Occupational and Environmental Medicine. 64 (11): 723–732. doi:10.1136/oem.2006.028209. ISSN 1351-0711. PMC 2078415. PMID 17525096.
- ^ Darbre, P.D. (2006). «Metalloestrogens: an emerging class of inorganic xenoestrogens with potential to add to the oestrogenic burden of the human breast». Journal of Applied Toxicology. 26 (3): 191–197. doi:10.1002/jat.1135. PMID 16489580. S2CID 26291680.
- ^ Banks, W.A.; Kastin, A.J. (1989). «Aluminum-induced neurotoxicity: alterations in membrane function at the blood–brain barrier». Neurosci Biobehav Rev. 13 (1): 47–53. doi:10.1016/S0149-7634(89)80051-X. PMID 2671833. S2CID 46507895.
- ^ «Aluminum Allergy Symptoms and Diagnosis». Allergy-symptoms.org. 20 September 2016. Archived from the original on 23 July 2018. Retrieved 23 July 2018.
- ^ al-Masalkhi, A.; Walton, S.P. (1994). «Pulmonary fibrosis and occupational exposure to aluminum». The Journal of the Kentucky Medical Association. 92 (2): 59–61. ISSN 0023-0294. PMID 8163901.
- ^ «CDC – NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards – Aluminum». www.cdc.gov. Archived from the original on 30 May 2015. Retrieved 11 June 2015.
- ^ «CDC – NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards – Aluminum (pyro powders and welding fumes, as Al)». www.cdc.gov. Archived from the original on 30 May 2015. Retrieved 11 June 2015.
- ^ Yokel R.A.; Hicks C.L.; Florence R.L. (2008). «Aluminum bioavailability from basic sodium aluminum phosphate, an approved food additive emulsifying agent, incorporated in cheese». Food and Chemical Toxicology. 46 (6): 2261–2266. doi:10.1016/j.fct.2008.03.004. PMC 2449821. PMID 18436363.
- ^ United States Department of Health and Human Services (1999). Toxicological profile for aluminum (PDF) (Report). Archived (PDF) from the original on 9 May 2020. Retrieved 3 August 2018.
- ^ a b c d «Aluminum». The Environmental Literacy Council. Archived from the original on 27 October 2020. Retrieved 29 July 2018.
- ^ Chen, Jennifer K.; Thyssen, Jacob P. (2018). Metal Allergy: From Dermatitis to Implant and Device Failure. Springer. p. 333. ISBN 978-3-319-58503-1. Archived from the original on 26 December 2019. Retrieved 23 July 2018.
- ^ Slanina, P.; French, W.; Ekström, L.G.; Lööf, L.; Slorach, S.; Cedergren, A. (1986). «Dietary citric acid enhances absorption of aluminum in antacids». Clinical Chemistry. 32 (3): 539–541. doi:10.1093/clinchem/32.3.539. PMID 3948402.
- ^ Van Ginkel, M.F.; Van Der Voet, G.B.; D’haese, P.C.; De Broe, M.E.; De Wolff, F.A. (1993). «Effect of citric acid and maltol on the accumulation of aluminum in rat brain and bone». The Journal of Laboratory and Clinical Medicine. 121 (3): 453–460. PMID 8445293.
- ^ a b «ARL: Aluminum Toxicity». www.arltma.com. Archived from the original on 31 August 2019. Retrieved 24 July 2018.
- ^ Aluminum Toxicity Archived 3 February 2014 at the Wayback Machine from NYU Langone Medical Center. Last reviewed November 2012 by Igor Puzanov, MD
- ^ a b «ATSDR – Public Health Statement: Aluminum». www.atsdr.cdc.gov. Archived from the original on 12 December 2016. Retrieved 28 July 2018.
- ^ a b c Rosseland, B.O.; Eldhuset, T.D.; Staurnes, M. (1990). «Environmental effects of aluminium». Environmental Geochemistry and Health. 12 (1–2): 17–27. doi:10.1007/BF01734045. ISSN 0269-4042. PMID 24202562. S2CID 23714684.
- ^ Baker, Joan P.; Schofield, Carl L. (1982). «Aluminum toxicity to fish in acidic waters». Water, Air, and Soil Pollution. 18 (1–3): 289–309. Bibcode:1982WASP…18..289B. doi:10.1007/BF02419419. ISSN 0049-6979. S2CID 98363768. Archived from the original on 11 June 2021. Retrieved 27 December 2020.
- ^ Belmonte Pereira, Luciane; Aimed Tabaldi, Luciane; Fabbrin Gonçalves, Jamile; Jucoski, Gladis Oliveira; Pauletto, Mareni Maria; Nardin Weis, Simone; Texeira Nicoloso, Fernando; Brother, Denise; Batista Teixeira Rocha, João; Chitolina Schetinger, Maria Rosa Chitolina (2006). «Effect of aluminum on δ-aminolevulinic acid dehydratase (ALA-D) and the development of cucumber (Cucumis sativus)». Environmental and Experimental Botany. 57 (1–2): 106–115. doi:10.1016/j.envexpbot.2005.05.004.
- ^ Andersson, Maud (1988). «Toxicity and tolerance of aluminium in vascular plants». Water, Air, & Soil Pollution. 39 (3–4): 439–462. Bibcode:1988WASP…39..439A. doi:10.1007/BF00279487. S2CID 82896081. Archived from the original on 28 February 2020. Retrieved 28 February 2020.
- ^ Horst, Walter J. (1995). «The role of the apoplast in aluminium toxicity and resistance of higher plants: A review». Zeitschrift für Pflanzenernährung und Bodenkunde. 158 (5): 419–428. doi:10.1002/jpln.19951580503.
- ^ Ma, Jian Feng; Ryan, P.R.; Delhaize, E. (2001). «Aluminium tolerance in plants and the complexing role of organic acids». Trends in Plant Science. 6 (6): 273–278. doi:10.1016/S1360-1385(01)01961-6. PMID 11378470.
- ^ Magalhaes, J.V.; Garvin, D.F.; Wang, Y.; Sorrells, M.E.; Klein, P.E.; Schaffert, R.E.; Li, L.; Kochian, L.V. (2004). «Comparative Mapping of a Major Aluminum Tolerance Gene in Sorghum and Other Species in the Poaceae». Genetics. 167 (4): 1905–1914. doi:10.1534/genetics.103.023580. PMC 1471010. PMID 15342528.
- ^ «Fuel System Contamination & Starvation». Duncan Aviation. 2011. Archived from the original on 25 February 2015.
- ^ Romero, Elvira; Ferreira, Patricia; Martínez, Ángel T.; Jesús Martínez, María (April 2009). «New oxidase from Bjerkandera arthroconidial anamorph that oxidizes both phenolic and nonphenolic benzyl alcohols». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Proteins and Proteomics. Proteins and Proteomics 1794 (4): 689–697. doi:10.1016/j.bbapap.2008.11.013. PMID 19110079.
A Geotrichum-type arthroconidial fungus was isolated by the authors from a deteriorated compact disc found in Belize (Central America)….In the present paper, we report the purification and characterization of an H2O2-generating extracellular oxidase produced by this fungus, which shares catalytic properties with both P. eryngii AAO and P. simplicissimum VAO.
See also the abstract of Romero et al. 2007. - ^ Bosch, Xavier (27 June 2001). «Fungus eats CD». Nature: news010628–11. doi:10.1038/news010628-11. Archived from the original on 31 December 2010.
- ^ Garcia-Guinea, Javier; Cárdenes, Victor; Martínez, Angel T.; Jesús Martínez, Maria (2001). «Fungal bioturbation paths in a compact disk». Short Communication. Naturwissenschaften. 88 (8): 351–354. Bibcode:2001NW…..88..351G. doi:10.1007/s001140100249. PMID 11572018. S2CID 7599290.
- ^ Romero, Elvira; Speranza, Mariela; García-Guinea, Javier; Martínez, Ángel T.; Jesús Martínez, María (8 August 2007). Prior, Bernard (ed.). «An anamorph of the white-rot fungus Bjerkandera adusta capable of colonizing and degrading compact disc components». FEMS Microbiol Lett. Blackwell Publishing Ltd. 275 (1): 122–129. doi:10.1111/j.1574-6968.2007.00876.x. PMID 17854471.
- ^ Sheridan, J.E.; Nelson, Jan; Tan, Y.L. «Studies on the «Kerosene Fungus» Cladosporium resinae (Lindau) De Vries: Part I. The Problem of Microbial Contamination of Aviation Fuels». Tuatara. 19 (1): 29. Archived from the original on 13 December 2013.
Bibliography
- Davis, J. R. (1999). Corrosion of Aluminum and Aluminum Alloys. ASM International. ISBN 978-1-61503-238-9.
- Dean, J. A. (1999). Lange’s handbook of chemistry (15 ed.). McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-016384-3. OCLC 40213725.
- Drozdov, A. (2007). Aluminium: The Thirteenth Element. RUSAL Library. ISBN 978-5-91523-002-5.
- Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
- King, R. B. (1995). Inorganic Chemistry of Main Group Elements. Wiley-VCH. ISBN 978-0-471-18602-1.
- Lide, D. R., ed. (2004). Handbook of Chemistry and Physics (84 ed.). CRC Press. ISBN 978-0-8493-0566-5.
- Nappi, C. (2013). The global aluminium industry 40 years from 1972 (PDF) (Report). International Aluminium Institute. Archived (PDF) from the original on 9 October 2022.
- Richards, J. W. (1896). Aluminium: Its history, occurrence, properties, metallurgy and applications, including its alloys (3 ed.). Henry Carey Baird & Co.
- Schmitz, C. (2006). Handbook of Aluminium Recycling. Vulkan-Verlag GmbH. ISBN 978-3-8027-2936-2.
Further reading
- Mimi Sheller, Aluminum Dream: The Making of Light Modernity. Cambridge, Mass.: Massachusetts Institute of Technology Press, 2014.
External links
- Aluminium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
- Toxic Substances Portal – Aluminum – from the Agency for Toxic Substances and Disease Registry, United States Department of Health and Human Services
- CDC – NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards – Aluminum
- World production of primary aluminium, by country
- Price history of aluminum, according to the IMF
- History of Aluminium – from the website of the International Aluminium Institute
- Emedicine – Aluminium
- The short film Aluminum is available for free download at the Internet Archive.
Aluminium | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pronunciation |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Alternative name | aluminum (U.S., Canada) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Appearance | silvery gray metallic | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standard atomic weight Ar°(Al) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Aluminium in the periodic table | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomic number (Z) | 13 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Group | group 13 (boron group) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Period | period 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Block | p-block | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electron configuration | [Ne] 3s2 3p1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electrons per shell | 2, 8, 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Physical properties | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Phase at STP | solid | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Melting point | 933.47 K (660.32 °C, 1220.58 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Boiling point | 2743 K (2470 °C, 4478 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Density (near r.t.) | 2.70 g/cm3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
when liquid (at m.p.) | 2.375 g/cm3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Heat of fusion | 10.71 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Heat of vaporization | 284 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molar heat capacity | 24.20 J/(mol·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vapor pressure
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomic properties | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxidation states | −2, −1, 0,[3] +1,[4] +2,[5] +3 (an amphoteric oxide) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electronegativity | Pauling scale: 1.61 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ionization energies |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomic radius | empirical: 143 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Covalent radius | 121±4 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Van der Waals radius | 184 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Spectral lines of aluminium | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Other properties | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Natural occurrence | primordial | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Crystal structure | face-centered cubic (fcc) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Speed of sound thin rod | (rolled) 5000 m/s (at r.t.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Thermal expansion | 23.1 µm/(m⋅K) (at 25 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Thermal conductivity | 237 W/(m⋅K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electrical resistivity | 26.5 nΩ⋅m (at 20 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Magnetic ordering | paramagnetic[6] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molar magnetic susceptibility | +16.5×10−6 cm3/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Young’s modulus | 70 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Shear modulus | 26 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Bulk modulus | 76 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Poisson ratio | 0.35 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mohs hardness | 2.75 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vickers hardness | 160–350 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Brinell hardness | 160–550 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CAS Number | 7429-90-5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
History | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Naming | from alumine, obsolete name for alumina | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Prediction | Antoine Lavoisier (1782) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Discovery | Hans Christian Ørsted (1824) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Named by | Humphry Davy (1812[a]) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Main isotopes of aluminium
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Category: Aluminium
| references |
Aluminium (aluminum in North American English) is a chemical element with the symbol Al and atomic number 13. Aluminium has a density lower than those of other common metals, at approximately one third that of steel. It has a great affinity towards oxygen, and forms a protective layer of oxide on the surface when exposed to air. Aluminium visually resembles silver, both in its color and in its great ability to reflect light. It is soft, non-magnetic and ductile. It has one stable isotope, 27Al; this isotope is very common, making aluminium the twelfth most common element in the Universe. The radioactivity of 26Al is used in radiodating.
Chemically, aluminium is a post-transition metal in the boron group; as is common for the group, aluminium forms compounds primarily in the +3 oxidation state. The aluminium cation Al3+ is small and highly charged; as such, it is polarizing, and bonds aluminium forms tend towards covalency. The strong affinity towards oxygen leads to aluminium’s common association with oxygen in nature in the form of oxides; for this reason, aluminium is found on Earth primarily in rocks in the crust, where it is the third most abundant element after oxygen and silicon, rather than in the mantle, and virtually never as the free metal.
The discovery of aluminium was announced in 1825 by Danish physicist Hans Christian Ørsted. The first industrial production of aluminium was initiated by French chemist Henri Étienne Sainte-Claire Deville in 1856. Aluminium became much more available to the public with the Hall–Héroult process developed independently by French engineer Paul Héroult and American engineer Charles Martin Hall in 1886, and the mass production of aluminium led to its extensive use in industry and everyday life. In World Wars I and II, aluminium was a crucial strategic resource for aviation. In 1954, aluminium became the most produced non-ferrous metal, surpassing copper. In the 21st century, most aluminium was consumed in transportation, engineering, construction, and packaging in the United States, Western Europe, and Japan.
Despite its prevalence in the environment, no living organism is known to use aluminium salts metabolically, but aluminium is well tolerated by plants and animals. Because of the abundance of these salts, the potential for a biological role for them is of interest, and studies continue.
Physical characteristics
Isotopes
Of aluminium isotopes, only 27
Al
is stable. This situation is common for elements with an odd atomic number.[b] It is the only primordial aluminium isotope, i.e. the only one that has existed on Earth in its current form since the formation of the planet. Nearly all aluminium on Earth is present as this isotope, which makes it a mononuclidic element and means that its standard atomic weight is virtually the same as that of the isotope. This makes aluminium very useful in nuclear magnetic resonance (NMR), as its single stable isotope has a high NMR sensitivity.[8] The standard atomic weight of aluminium is low in comparison with many other metals.[c]
All other isotopes of aluminium are radioactive. The most stable of these is 26Al: while it was present along with stable 27Al in the interstellar medium from which the Solar System formed, having been produced by stellar nucleosynthesis as well, its half-life is only 717,000 years and therefore a detectable amount has not survived since the formation of the planet.[10] However, minute traces of 26Al are produced from argon in the atmosphere by spallation caused by cosmic ray protons. The ratio of 26Al to 10Be has been used for radiodating of geological processes over 105 to 106 year time scales, in particular transport, deposition, sediment storage, burial times, and erosion.[11] Most meteorite scientists believe that the energy released by the decay of 26Al was responsible for the melting and differentiation of some asteroids after their formation 4.55 billion years ago.[12]
The remaining isotopes of aluminium, with mass numbers ranging from 22 to 43, all have half-lives well under an hour. Three metastable states are known, all with half-lives under a minute.[7]
Electron shell
An aluminium atom has 13 electrons, arranged in an electron configuration of [Ne] 3s2 3p1,[13] with three electrons beyond a stable noble gas configuration. Accordingly, the combined first three ionization energies of aluminium are far lower than the fourth ionization energy alone.[14] Such an electron configuration is shared with the other well-characterized members of its group, boron, gallium, indium, and thallium; it is also expected for nihonium. Aluminium can surrender its three outermost electrons in many chemical reactions (see below). The electronegativity of aluminium is 1.61 (Pauling scale).[15]
High-resolution STEM-HAADF micrograph of Al atoms viewed along the [001] zone axis.
A free aluminium atom has a radius of 143 pm.[16] With the three outermost electrons removed, the radius shrinks to 39 pm for a 4-coordinated atom or 53.5 pm for a 6-coordinated atom.[16] At standard temperature and pressure, aluminium atoms (when not affected by atoms of other elements) form a face-centered cubic crystal system bound by metallic bonding provided by atoms’ outermost electrons; hence aluminium (at these conditions) is a metal.[17] This crystal system is shared by many other metals, such as lead and copper; the size of a unit cell of aluminium is comparable to that of those other metals.[17] The system, however, is not shared by the other members of its group; boron has ionization energies too high to allow metallization, thallium has a hexagonal close-packed structure, and gallium and indium have unusual structures that are not close-packed like those of aluminium and thallium. The few electrons that are available for metallic bonding in aluminium metal are a probable cause for it being soft with a low melting point and low electrical resistivity.[18]
Bulk
Aluminium metal has an appearance ranging from silvery white to dull gray, depending on the surface roughness.[d] Aluminium mirrors are the most reflective of all metal mirrors for the near ultraviolet and far infrared light, and one of the most reflective in the visible spectrum, nearly on par with silver, and the two therefore look similar. Aluminium is also good at reflecting solar radiation, although prolonged exposure to sunlight in air adds wear to the surface of the metal; this may be prevented if aluminium is anodized, which adds a protective layer of oxide on the surface.
The density of aluminium is 2.70 g/cm3, about 1/3 that of steel, much lower than other commonly encountered metals, making aluminium parts easily identifiable through their lightness.[21] Aluminium’s low density compared to most other metals arises from the fact that its nuclei are much lighter, while difference in the unit cell size does not compensate for this difference. The only lighter metals are the metals of groups 1 and 2, which apart from beryllium and magnesium are too reactive for structural use (and beryllium is very toxic).[22] Aluminium is not as strong or stiff as steel, but the low density makes up for this in the aerospace industry and for many other applications where light weight and relatively high strength are crucial.[23]
Pure aluminium is quite soft and lacking in strength. In most applications various aluminium alloys are used instead because of their higher strength and hardness.[24] The yield strength of pure aluminium is 7–11 MPa, while aluminium alloys have yield strengths ranging from 200 MPa to 600 MPa.[25] Aluminium is ductile, with a percent elongation of 50-70%,[26] and malleable allowing it to be easily drawn and extruded.[27] It is also easily machined and cast.[27]
Aluminium is an excellent thermal and electrical conductor, having around 60% the conductivity of copper, both thermal and electrical, while having only 30% of copper’s density.[28] Aluminium is capable of superconductivity, with a superconducting critical temperature of 1.2 kelvin and a critical magnetic field of about 100 gauss (10 milliteslas).[29] It is paramagnetic and thus essentially unaffected by static magnetic fields.[30] The high electrical conductivity, however, means that it is strongly affected by alternating magnetic fields through the induction of eddy currents.[31]
Chemistry
Aluminium combines characteristics of pre- and post-transition metals. Since it has few available electrons for metallic bonding, like its heavier group 13 congeners, it has the characteristic physical properties of a post-transition metal, with longer-than-expected interatomic distances.[18] Furthermore, as Al3+ is a small and highly charged cation, it is strongly polarizing and bonding in aluminium compounds tends towards covalency;[32] this behavior is similar to that of beryllium (Be2+), and the two display an example of a diagonal relationship.[33]
The underlying core under aluminium’s valence shell is that of the preceding noble gas, whereas those of its heavier congeners gallium, indium, thallium, and nihonium also include a filled d-subshell and in some cases a filled f-subshell. Hence, the inner electrons of aluminium shield the valence electrons almost completely, unlike those of aluminium’s heavier congeners. As such, aluminium is the most electropositive metal in its group, and its hydroxide is in fact more basic than that of gallium.[32][e] Aluminium also bears minor similarities to the metalloid boron in the same group: AlX3 compounds are valence isoelectronic to BX3 compounds (they have the same valence electronic structure), and both behave as Lewis acids and readily form adducts.[34] Additionally, one of the main motifs of boron chemistry is regular icosahedral structures, and aluminium forms an important part of many icosahedral quasicrystal alloys, including the Al–Zn–Mg class.[35]
Aluminium has a high chemical affinity to oxygen, which renders it suitable for use as a reducing agent in the thermite reaction. A fine powder of aluminium metal reacts explosively on contact with liquid oxygen; under normal conditions, however, aluminium forms a thin oxide layer (~5 nm at room temperature)[36] that protects the metal from further corrosion by oxygen, water, or dilute acid, a process termed passivation.[32][37] Because of its general resistance to corrosion, aluminium is one of the few metals that retains silvery reflectance in finely powdered form, making it an important component of silver-colored paints.[38] Aluminium is not attacked by oxidizing acids because of its passivation. This allows aluminium to be used to store reagents such as nitric acid, concentrated sulfuric acid, and some organic acids.[39]
In hot concentrated hydrochloric acid, aluminium reacts with water with evolution of hydrogen, and in aqueous sodium hydroxide or potassium hydroxide at room temperature to form aluminates—protective passivation under these conditions is negligible.[40] Aqua regia also dissolves aluminium.[39] Aluminium is corroded by dissolved chlorides, such as common sodium chloride, which is why household plumbing is never made from aluminium.[40] The oxide layer on aluminium is also destroyed by contact with mercury due to amalgamation or with salts of some electropositive metals.[32] As such, the strongest aluminium alloys are less corrosion-resistant due to galvanic reactions with alloyed copper,[25] and aluminium’s corrosion resistance is greatly reduced by aqueous salts, particularly in the presence of dissimilar metals.[18]
Aluminium reacts with most nonmetals upon heating, forming compounds such as aluminium nitride (AlN), aluminium sulfide (Al2S3), and the aluminium halides (AlX3). It also forms a wide range of intermetallic compounds involving metals from every group on the periodic table.[32]
Inorganic compounds
The vast majority of compounds, including all aluminium-containing minerals and all commercially significant aluminium compounds, feature aluminium in the oxidation state 3+. The coordination number of such compounds varies, but generally Al3+ is either six- or four-coordinate. Almost all compounds of aluminium(III) are colorless.[32]
Aluminium hydrolysis as a function of pH. Coordinated water molecules are omitted. (Data from Baes and Mesmer)[41]
In aqueous solution, Al3+ exists as the hexaaqua cation [Al(H2O)6]3+, which has an approximate Ka of 10−5.[8] Such solutions are acidic as this cation can act as a proton donor and progressively hydrolyze until a precipitate of aluminium hydroxide, Al(OH)3, forms. This is useful for clarification of water, as the precipitate nucleates on suspended particles in the water, hence removing them. Increasing the pH even further leads to the hydroxide dissolving again as aluminate, [Al(H2O)2(OH)4]−, is formed.
Aluminium hydroxide forms both salts and aluminates and dissolves in acid and alkali, as well as on fusion with acidic and basic oxides.[32] This behavior of Al(OH)3 is termed amphoterism and is characteristic of weakly basic cations that form insoluble hydroxides and whose hydrated species can also donate their protons. One effect of this is that aluminium salts with weak acids are hydrolyzed in water to the aquated hydroxide and the corresponding nonmetal hydride: for example, aluminium sulfide yields hydrogen sulfide. However, some salts like aluminium carbonate exist in aqueous solution but are unstable as such; and only incomplete hydrolysis takes place for salts with strong acids, such as the halides, nitrate, and sulfate. For similar reasons, anhydrous aluminium salts cannot be made by heating their «hydrates»: hydrated aluminium chloride is in fact not AlCl3·6H2O but [Al(H2O)6]Cl3, and the Al–O bonds are so strong that heating is not sufficient to break them and form Al–Cl bonds instead:[32]
- 2[Al(H2O)6]Cl3 heat→ Al2O3 + 6 HCl + 9 H2O
All four trihalides are well known. Unlike the structures of the three heavier trihalides, aluminium fluoride (AlF3) features six-coordinate aluminium, which explains its involatility and insolubility as well as high heat of formation. Each aluminium atom is surrounded by six fluorine atoms in a distorted octahedral arrangement, with each fluorine atom being shared between the corners of two octahedra. Such {AlF6} units also exist in complex fluorides such as cryolite, Na3AlF6.[f] AlF3 melts at 1,290 °C (2,354 °F) and is made by reaction of aluminium oxide with hydrogen fluoride gas at 700 °C (1,300 °F).[42]
With heavier halides, the coordination numbers are lower. The other trihalides are dimeric or polymeric with tetrahedral four-coordinate aluminium centers.[g] Aluminium trichloride (AlCl3) has a layered polymeric structure below its melting point of 192.4 °C (378 °F) but transforms on melting to Al2Cl6 dimers. At higher temperatures those increasingly dissociate into trigonal planar AlCl3 monomers similar to the structure of BCl3. Aluminium tribromide and aluminium triiodide form Al2X6 dimers in all three phases and hence do not show such significant changes of properties upon phase change.[42] These materials are prepared by treating aluminium metal with the halogen. The aluminium trihalides form many addition compounds or complexes; their Lewis acidic nature makes them useful as catalysts for the Friedel–Crafts reactions. Aluminium trichloride has major industrial uses involving this reaction, such as in the manufacture of anthraquinones and styrene; it is also often used as the precursor for many other aluminium compounds and as a reagent for converting nonmetal fluorides into the corresponding chlorides (a transhalogenation reaction).[42]
Aluminium forms one stable oxide with the chemical formula Al2O3, commonly called alumina.[43] It can be found in nature in the mineral corundum, α-alumina;[44] there is also a γ-alumina phase.[8] Its crystalline form, corundum, is very hard (Mohs hardness 9), has a high melting point of 2,045 °C (3,713 °F), has very low volatility, is chemically inert, and a good electrical insulator, it is often used in abrasives (such as toothpaste), as a refractory material, and in ceramics, as well as being the starting material for the electrolytic production of aluminium metal. Sapphire and ruby are impure corundum contaminated with trace amounts of other metals.[8] The two main oxide-hydroxides, AlO(OH), are boehmite and diaspore. There are three main trihydroxides: bayerite, gibbsite, and nordstrandite, which differ in their crystalline structure (polymorphs). Many other intermediate and related structures are also known.[8] Most are produced from ores by a variety of wet processes using acid and base. Heating the hydroxides leads to formation of corundum. These materials are of central importance to the production of aluminium and are themselves extremely useful. Some mixed oxide phases are also very useful, such as spinel (MgAl2O4), Na-β-alumina (NaAl11O17), and tricalcium aluminate (Ca3Al2O6, an important mineral phase in Portland cement).[8]
The only stable chalcogenides under normal conditions are aluminium sulfide (Al2S3), selenide (Al2Se3), and telluride (Al2Te3). All three are prepared by direct reaction of their elements at about 1,000 °C (1,800 °F) and quickly hydrolyze completely in water to yield aluminium hydroxide and the respective hydrogen chalcogenide. As aluminium is a small atom relative to these chalcogens, these have four-coordinate tetrahedral aluminium with various polymorphs having structures related to wurtzite, with two-thirds of the possible metal sites occupied either in an orderly (α) or random (β) fashion; the sulfide also has a γ form related to γ-alumina, and an unusual high-temperature hexagonal form where half the aluminium atoms have tetrahedral four-coordination and the other half have trigonal bipyramidal five-coordination. [45]
Four pnictides – aluminium nitride (AlN), aluminium phosphide (AlP), aluminium arsenide (AlAs), and aluminium antimonide (AlSb) – are known. They are all III-V semiconductors isoelectronic to silicon and germanium, all of which but AlN have the zinc blende structure. All four can be made by high-temperature (and possibly high-pressure) direct reaction of their component elements.[45]
Aluminium alloys well with most other metals (with the exception of most alkali metals and group 13 metals) and over 150 intermetallics with other metals are known. Preparation involves heating fixed metals together in certain proportion, followed by gradual cooling and annealing. Bonding in them is predominantly metallic and the crystal structure primarily depends on efficiency of packing.[46]
There are few compounds with lower oxidation states. A few aluminium(I) compounds exist: AlF, AlCl, AlBr, and AlI exist in the gaseous phase when the respective trihalide is heated with aluminium, and at cryogenic temperatures.[42] A stable derivative of aluminium monoiodide is the cyclic adduct formed with triethylamine, Al4I4(NEt3)4. Al2O and Al2S also exist but are very unstable.[47] Very simple aluminium(II) compounds are invoked or observed in the reactions of Al metal with oxidants. For example, aluminium monoxide, AlO, has been detected in the gas phase after explosion[48] and in stellar absorption spectra.[49] More thoroughly investigated are compounds of the formula R4Al2 which contain an Al–Al bond and where R is a large organic ligand.[50]
Organoaluminium compounds and related hydrides
A variety of compounds of empirical formula AlR3 and AlR1.5Cl1.5 exist.[51] The aluminium trialkyls and triaryls are reactive, volatile, and colorless liquids or low-melting solids. They catch fire spontaneously in air and react with water, thus necessitating precautions when handling them. They often form dimers, unlike their boron analogues, but this tendency diminishes for branched-chain alkyls (e.g. Pri, Bui, Me3CCH2); for example, triisobutylaluminium exists as an equilibrium mixture of the monomer and dimer.[52][53] These dimers, such as trimethylaluminium (Al2Me6), usually feature tetrahedral Al centers formed by dimerization with some alkyl group bridging between both aluminium atoms. They are hard acids and react readily with ligands, forming adducts. In industry, they are mostly used in alkene insertion reactions, as discovered by Karl Ziegler, most importantly in «growth reactions» that form long-chain unbranched primary alkenes and alcohols, and in the low-pressure polymerization of ethene and propene. There are also some heterocyclic and cluster organoaluminium compounds involving Al–N bonds.[52]
The industrially most important aluminium hydride is lithium aluminium hydride (LiAlH4), which is used in as a reducing agent in organic chemistry. It can be produced from lithium hydride and aluminium trichloride.[54] The simplest hydride, aluminium hydride or alane, is not as important. It is a polymer with the formula (AlH3)n, in contrast to the corresponding boron hydride that is a dimer with the formula (BH3)2.[54]
Natural occurrence
Space
Aluminium’s per-particle abundance in the Solar System is 3.15 ppm (parts per million).[55][h] It is the twelfth most abundant of all elements and third most abundant among the elements that have odd atomic numbers, after hydrogen and nitrogen.[55] The only stable isotope of aluminium, 27Al, is the eighteenth most abundant nucleus in the Universe. It is created almost entirely after fusion of carbon in massive stars that will later become Type II supernovas: this fusion creates 26Mg, which, upon capturing free protons and neutrons becomes aluminium. Some smaller quantities of 27Al are created in hydrogen burning shells of evolved stars, where 26Mg can capture free protons.[56] Essentially all aluminium now in existence is 27Al. 26Al was present in the early Solar System with abundance of 0.005% relative to 27Al but its half-life of 728,000 years is too short for any original nuclei to survive; 26Al is therefore extinct.[56] Unlike for 27Al, hydrogen burning is the primary source of 26Al, with the nuclide emerging after a nucleus of 25Mg catches a free proton. However, the trace quantities of 26Al that do exist are the most common gamma ray emitter in the interstellar gas;[56] if the original 26Al were still present, gamma ray maps of the Milky Way would be brighter.[56]
Earth
Bauxite, a major aluminium ore. The red-brown color is due to the presence of iron oxide minerals.
Overall, the Earth is about 1.59% aluminium by mass (seventh in abundance by mass).[57] Aluminium occurs in greater proportion in the Earth’s crust than in the Universe at large, because aluminium easily forms the oxide and becomes bound into rocks and stays in the Earth’s crust, while less reactive metals sink to the core.[56] In the Earth’s crust, aluminium is the most abundant metallic element (8.23% by mass[26]) and the third most abundant of all elements (after oxygen and silicon).[58] A large number of silicates in the Earth’s crust contain aluminium.[59] In contrast, the Earth’s mantle is only 2.38% aluminium by mass.[60] Aluminium also occurs in seawater at a concentration of 2 μg/kg.[26]
Because of its strong affinity for oxygen, aluminium is almost never found in the elemental state; instead it is found in oxides or silicates. Feldspars, the most common group of minerals in the Earth’s crust, are aluminosilicates. Aluminium also occurs in the minerals beryl, cryolite, garnet, spinel, and turquoise.[61] Impurities in Al2O3, such as chromium and iron, yield the gemstones ruby and sapphire, respectively.[62] Native aluminium metal is extremely rare and can only be found as a minor phase in low oxygen fugacity environments, such as the interiors of certain volcanoes.[63] Native aluminium has been reported in cold seeps in the northeastern continental slope of the South China Sea. It is possible that these deposits resulted from bacterial reduction of tetrahydroxoaluminate Al(OH)4−.[64]
Although aluminium is a common and widespread element, not all aluminium minerals are economically viable sources of the metal. Almost all metallic aluminium is produced from the ore bauxite (AlOx(OH)3–2x). Bauxite occurs as a weathering product of low iron and silica bedrock in tropical climatic conditions.[65] In 2017, most bauxite was mined in Australia, China, Guinea, and India.[66]
History
Friedrich Wöhler, the chemist who first thoroughly described metallic elemental aluminium
The history of aluminium has been shaped by usage of alum. The first written record of alum, made by Greek historian Herodotus, dates back to the 5th century BCE.[67] The ancients are known to have used alum as a dyeing mordant and for city defense.[67] After the Crusades, alum, an indispensable good in the European fabric industry,[68] was a subject of international commerce;[69] it was imported to Europe from the eastern Mediterranean until the mid-15th century.[70]
The nature of alum remained unknown. Around 1530, Swiss physician Paracelsus suggested alum was a salt of an earth of alum.[71] In 1595, German doctor and chemist Andreas Libavius experimentally confirmed this.[72] In 1722, German chemist Friedrich Hoffmann announced his belief that the base of alum was a distinct earth.[73] In 1754, German chemist Andreas Sigismund Marggraf synthesized alumina by boiling clay in sulfuric acid and subsequently adding potash.[73]
Attempts to produce aluminium metal date back to 1760.[74] The first successful attempt, however, was completed in 1824 by Danish physicist and chemist Hans Christian Ørsted. He reacted anhydrous aluminium chloride with potassium amalgam, yielding a lump of metal looking similar to tin.[75][76][77] He presented his results and demonstrated a sample of the new metal in 1825.[78][79] In 1827, German chemist Friedrich Wöhler repeated Ørsted’s experiments but did not identify any aluminium.[80] (The reason for this inconsistency was only discovered in 1921.)[81] He conducted a similar experiment in the same year by mixing anhydrous aluminium chloride with potassium and produced a powder of aluminium.[77] In 1845, he was able to produce small pieces of the metal and described some physical properties of this metal.[81] For many years thereafter, Wöhler was credited as the discoverer of aluminium.[82]
As Wöhler’s method could not yield great quantities of aluminium, the metal remained rare; its cost exceeded that of gold.[80] The first industrial production of aluminium was established in 1856 by French chemist Henri Etienne Sainte-Claire Deville and companions.[83] Deville had discovered that aluminium trichloride could be reduced by sodium, which was more convenient and less expensive than potassium, which Wöhler had used.[84] Even then, aluminium was still not of great purity and produced aluminium differed in properties by sample.[85] Because of its electricity-conducting capacity, aluminium was used as the cap of the Washington Monument, completed in 1885. The tallest building in the world at the time, the non-corroding metal cap was intended to serve as a lightning rod peak.
The first industrial large-scale production method was independently developed in 1886 by French engineer Paul Héroult and American engineer Charles Martin Hall; it is now known as the Hall–Héroult process.[86] The Hall–Héroult process converts alumina into metal. Austrian chemist Carl Joseph Bayer discovered a way of purifying bauxite to yield alumina, now known as the Bayer process, in 1889.[87] Modern production of the aluminium metal is based on the Bayer and Hall–Héroult processes.[88]
Prices of aluminium dropped and aluminium became widely used in jewelry, everyday items, eyeglass frames, optical instruments, tableware, and foil in the 1890s and early 20th century. Aluminium’s ability to form hard yet light alloys with other metals provided the metal with many uses at the time.[89] During World War I, major governments demanded large shipments of aluminium for light strong airframes;[90] during World War II, demand by major governments for aviation was even higher.[91][92][93]
By the mid-20th century, aluminium had become a part of everyday life and an essential component of housewares.[94] In 1954, production of aluminium surpassed that of copper,[i] historically second in production only to iron,[97] making it the most produced non-ferrous metal. During the mid-20th century, aluminium emerged as a civil engineering material, with building applications in both basic construction and interior finish work,[98] and increasingly being used in military engineering, for both airplanes and land armor vehicle engines.[99] Earth’s first artificial satellite, launched in 1957, consisted of two separate aluminium semi-spheres joined and all subsequent space vehicles have used aluminium to some extent.[88] The aluminium can was invented in 1956 and employed as a storage for drinks in 1958.[100]
World production of aluminium since 1900
Throughout the 20th century, the production of aluminium rose rapidly: while the world production of aluminium in 1900 was 6,800 metric tons, the annual production first exceeded 100,000 metric tons in 1916; 1,000,000 tons in 1941; 10,000,000 tons in 1971.[95] In the 1970s, the increased demand for aluminium made it an exchange commodity; it entered the London Metal Exchange, the oldest industrial metal exchange in the world, in 1978.[88] The output continued to grow: the annual production of aluminium exceeded 50,000,000 metric tons in 2013.[95]
The real price for aluminium declined from $14,000 per metric ton in 1900 to $2,340 in 1948 (in 1998 United States dollars).[95] Extraction and processing costs were lowered over technological progress and the scale of the economies. However, the need to exploit lower-grade poorer quality deposits and the use of fast increasing input costs (above all, energy) increased the net cost of aluminium;[101] the real price began to grow in the 1970s with the rise of energy cost.[102] Production moved from the industrialized countries to countries where production was cheaper.[103] Production costs in the late 20th century changed because of advances in technology, lower energy prices, exchange rates of the United States dollar, and alumina prices.[104] The BRIC countries’ combined share in primary production and primary consumption grew substantially in the first decade of the 21st century.[105] China is accumulating an especially large share of the world’s production thanks to an abundance of resources, cheap energy, and governmental stimuli;[106] it also increased its consumption share from 2% in 1972 to 40% in 2010.[107] In the United States, Western Europe, and Japan, most aluminium was consumed in transportation, engineering, construction, and packaging.[108] In 2021, prices for industrial metals such as aluminium have soared to near-record levels as energy shortages in China drive up costs for electricity.[109]
Etymology
The names aluminium and aluminum are derived from the word alumine, an obsolete term for alumina,[j] a naturally occurring oxide of aluminium.[111] Alumine was borrowed from French, which in turn derived it from alumen, the classical Latin name for alum, the mineral from which it was collected.[112] The Latin word alumen stems from the Proto-Indo-European root *alu- meaning «bitter» or «beer».[113]
1897 American advertisement featuring the aluminum spelling
Origins
British chemist Humphry Davy, who performed a number of experiments aimed to isolate the metal, is credited as the person who named the element. The first name proposed for the metal to be isolated from alum was alumium, which Davy suggested in an 1808 article on his electrochemical research, published in Philosophical Transactions of the Royal Society.[114] It appeared that the name was created from the English word alum and the Latin suffix -ium; but it was customary then to give elements names originating in Latin, so that this name was not adopted universally. This name was criticized by contemporary chemists from France, Germany, and Sweden, who insisted the metal should be named for the oxide, alumina, from which it would be isolated.[115] The English name alum does not come directly from Latin, whereas alumine/alumina obviously comes from the Latin word alumen (upon declension, alumen changes to alumin-).
One example was Essai sur la Nomenclature chimique (July 1811), written in French by a Swedish chemist, Jöns Jacob Berzelius, in which the name aluminium is given to the element that would be synthesized from alum.[116][k] (Another article in the same journal issue also gives the name aluminium to the metal whose oxide is the basis of sapphire.)[118] A January 1811 summary of one of Davy’s lectures at the Royal Society mentioned the name aluminium as a possibility.[119] The next year, Davy published a chemistry textbook in which he used the spelling aluminum.[120] Both spellings have coexisted since. Their usage is regional: aluminum dominates in the United States and Canada; aluminium, in the rest of the English-speaking world.[121]
Spelling
In 1812, a British scientist, Thomas Young,[122] wrote an anonymous review of Davy’s book, in which he proposed the name aluminium instead of aluminum, which he thought had a «less classical sound».[123] This name did catch on: although the -um spelling was occasionally used in Britain, the American scientific language used -ium from the start.[124] Most scientists throughout the world used -ium in the 19th century;[121] and it was entrenched in many other European languages, such as French, German, and Dutch.[l] In 1828, an American lexicographer, Noah Webster, entered only the aluminum spelling in his American Dictionary of the English Language.[125] In the 1830s, the -um spelling gained usage in the United States; by the 1860s, it had become the more common spelling there outside science.[124] In 1892, Hall used the -um spelling in his advertising handbill for his new electrolytic method of producing the metal, despite his constant use of the -ium spelling in all the patents he filed between 1886 and 1903: it is unknown whether this spelling was introduced by mistake or intentionally; but Hall preferred aluminum since its introduction because it resembled platinum, the name of a prestigious metal.[126] By 1890, both spellings had been common in the United States, the -ium spelling being slightly more common; by 1895, the situation had reversed; by 1900, aluminum had become twice as common as aluminium; in the next decade, the -um spelling dominated American usage. In 1925, the American Chemical Society adopted this spelling.[121]
The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) adopted aluminium as the standard international name for the element in 1990.[127] In 1993, they recognized aluminum as an acceptable variant;[127] the most recent 2005 edition of the IUPAC nomenclature of inorganic chemistry also acknowledges this spelling.[128] IUPAC official publications use the -ium spelling as primary, and they list both where it is appropriate.[m]
Production and refinement
The production of aluminium starts with the extraction of bauxite rock from the ground. The bauxite is processed and transformed using the Bayer process into alumina, which is then processed using the Hall–Héroult process, resulting in the final aluminium metal.
Aluminium production is highly energy-consuming, and so the producers tend to locate smelters in places where electric power is both plentiful and inexpensive.[130] As of 2019, the world’s largest smelters of aluminium are located in China, India, Russia, Canada, and the United Arab Emirates,[131] while China is by far the top producer of aluminium with a world share of fifty-five percent.
According to the International Resource Panel’s Metal Stocks in Society report, the global per capita stock of aluminium in use in society (i.e. in cars, buildings, electronics, etc.) is 80 kg (180 lb). Much of this is in more-developed countries (350–500 kg (770–1,100 lb) per capita) rather than less-developed countries (35 kg (77 lb) per capita).[132]
Bayer process
Bauxite is converted to alumina by the Bayer process. Bauxite is blended for uniform composition and then is ground. The resulting slurry is mixed with a hot solution of sodium hydroxide; the mixture is then treated in a digester vessel at a pressure well above atmospheric, dissolving the aluminium hydroxide in bauxite while converting impurities into relatively insoluble compounds:[133]
Al(OH)3 + Na+ + OH− → Na+ + [Al(OH)4]−
After this reaction, the slurry is at a temperature above its atmospheric boiling point. It is cooled by removing steam as pressure is reduced. The bauxite residue is separated from the solution and discarded. The solution, free of solids, is seeded with small crystals of aluminium hydroxide; this causes decomposition of the [Al(OH)4]− ions to aluminium hydroxide. After about half of aluminium has precipitated, the mixture is sent to classifiers. Small crystals of aluminium hydroxide are collected to serve as seeding agents; coarse particles are converted to alumina by heating; the excess solution is removed by evaporation, (if needed) purified, and recycled.[133]
Hall–Héroult process
The conversion of alumina to aluminium metal is achieved by the Hall–Héroult process. In this energy-intensive process, a solution of alumina in a molten (950 and 980 °C (1,740 and 1,800 °F)) mixture of cryolite (Na3AlF6) with calcium fluoride is electrolyzed to produce metallic aluminium. The liquid aluminium metal sinks to the bottom of the solution and is tapped off, and usually cast into large blocks called aluminium billets for further processing.[39]
Anodes of the electrolysis cell are made of carbon—the most resistant material against fluoride corrosion—and either bake at the process or are prebaked. The former, also called Söderberg anodes, are less power-efficient and fumes released during baking are costly to collect, which is why they are being replaced by prebaked anodes even though they save the power, energy, and labor to prebake the cathodes. Carbon for anodes should be preferably pure so that neither aluminium nor the electrolyte is contaminated with ash. Despite carbon’s resistivity against corrosion, it is still consumed at a rate of 0.4–0.5 kg per each kilogram of produced aluminium. Cathodes are made of anthracite; high purity for them is not required because impurities leach only very slowly. The cathode is consumed at a rate of 0.02–0.04 kg per each kilogram of produced aluminium. A cell is usually terminated after 2–6 years following a failure of the cathode.[39]
The Hall–Heroult process produces aluminium with a purity of above 99%. Further purification can be done by the Hoopes process. This process involves the electrolysis of molten aluminium with a sodium, barium, and aluminium fluoride electrolyte. The resulting aluminium has a purity of 99.99%.[39][134]
Electric power represents about 20 to 40% of the cost of producing aluminium, depending on the location of the smelter. Aluminium production consumes roughly 5% of electricity generated in the United States.[127] Because of this, alternatives to the Hall–Héroult process have been researched, but none has turned out to be economically feasible.[39]
Recycling
Common bins for recyclable waste along with a bin for unrecyclable waste. The bin with a yellow top is labeled «aluminum». Rhodes, Greece.
Recovery of the metal through recycling has become an important task of the aluminium industry. Recycling was a low-profile activity until the late 1960s, when the growing use of aluminium beverage cans brought it to public awareness.[135] Recycling involves melting the scrap, a process that requires only 5% of the energy used to produce aluminium from ore, though a significant part (up to 15% of the input material) is lost as dross (ash-like oxide).[136] An aluminium stack melter produces significantly less dross, with values reported below 1%.[137]
White dross from primary aluminium production and from secondary recycling operations still contains useful quantities of aluminium that can be extracted industrially. The process produces aluminium billets, together with a highly complex waste material. This waste is difficult to manage. It reacts with water, releasing a mixture of gases (including, among others, hydrogen, acetylene, and ammonia), which spontaneously ignites on contact with air;[138] contact with damp air results in the release of copious quantities of ammonia gas. Despite these difficulties, the waste is used as a filler in asphalt and concrete.[139]
Applications
Metal
The global production of aluminium in 2016 was 58.8 million metric tons. It exceeded that of any other metal except iron (1,231 million metric tons).[140][141]
Aluminium is almost always alloyed, which markedly improves its mechanical properties, especially when tempered. For example, the common aluminium foils and beverage cans are alloys of 92% to 99% aluminium.[142] The main alloying agents are copper, zinc, magnesium, manganese, and silicon (e.g., duralumin) with the levels of other metals in a few percent by weight.[143] Aluminium, both wrought and cast, has been alloyed with: manganese, silicon, magnesium, copper and zinc among others.[144] For example, the Kynal family of alloys was developed by the British chemical manufacturer Imperial Chemical Industries.
The major uses for aluminium metal are in:[145]
- Transportation (automobiles, aircraft, trucks, railway cars, marine vessels, bicycles, spacecraft, etc.). Aluminium is used because of its low density;
- Packaging (cans, foil, frame, etc.). Aluminium is used because it is non-toxic (see below), non-adsorptive, and splinter-proof;
- Building and construction (windows, doors, siding, building wire, sheathing, roofing, etc.). Since steel is cheaper, aluminium is used when lightness, corrosion resistance, or engineering features are important;
- Electricity-related uses (conductor alloys, motors, and generators, transformers, capacitors, etc.). Aluminium is used because it is relatively cheap, highly conductive, has adequate mechanical strength and low density, and resists corrosion;
- A wide range of household items, from cooking utensils to furniture. Low density, good appearance, ease of fabrication, and durability are the key factors of aluminium usage;
- Machinery and equipment (processing equipment, pipes, tools). Aluminium is used because of its corrosion resistance, non-pyrophoricity, and mechanical strength.
- Portable computer cases. Currently rarely used without alloying,[146] but aluminium can be recycled and clean aluminium has residual market value: for example, the used beverage can (UBC) material was used to encase the electronic components of MacBook Air laptop, Pixel 5 smartphone or Summit Lite smartwatch.[147][148][149]
Compounds
The great majority (about 90%) of aluminium oxide is converted to metallic aluminium.[133] Being a very hard material (Mohs hardness 9),[150] alumina is widely used as an abrasive;[151] being extraordinarily chemically inert, it is useful in highly reactive environments such as high pressure sodium lamps.[152] Aluminium oxide is commonly used as a catalyst for industrial processes;[133] e.g. the Claus process to convert hydrogen sulfide to sulfur in refineries and to alkylate amines.[153][154] Many industrial catalysts are supported by alumina, meaning that the expensive catalyst material is dispersed over a surface of the inert alumina.[155] Another principal use is as a drying agent or absorbent.[133][156]
Laser deposition of alumina on a substrate
Several sulfates of aluminium have industrial and commercial application. Aluminium sulfate (in its hydrate form) is produced on the annual scale of several millions of metric tons.[157] About two-thirds is consumed in water treatment.[157] The next major application is in the manufacture of paper.[157] It is also used as a mordant in dyeing, in pickling seeds, deodorizing of mineral oils, in leather tanning, and in production of other aluminium compounds.[157] Two kinds of alum, ammonium alum and potassium alum, were formerly used as mordants and in leather tanning, but their use has significantly declined following availability of high-purity aluminium sulfate.[157] Anhydrous aluminium chloride is used as a catalyst in chemical and petrochemical industries, the dyeing industry, and in synthesis of various inorganic and organic compounds.[157] Aluminium hydroxychlorides are used in purifying water, in the paper industry, and as antiperspirants.[157] Sodium aluminate is used in treating water and as an accelerator of solidification of cement.[157]
Many aluminium compounds have niche applications, for example:
- Aluminium acetate in solution is used as an astringent.[158]
- Aluminium phosphate is used in the manufacture of glass, ceramic, pulp and paper products, cosmetics, paints, varnishes, and in dental cement.[159]
- Aluminium hydroxide is used as an antacid, and mordant; it is used also in water purification, the manufacture of glass and ceramics, and in the waterproofing of fabrics.[160][161]
- Lithium aluminium hydride is a powerful reducing agent used in organic chemistry.[162][163]
- Organoaluminiums are used as Lewis acids and co-catalysts.[164]
- Methylaluminoxane is a co-catalyst for Ziegler–Natta olefin polymerization to produce vinyl polymers such as polyethene.[165]
- Aqueous aluminium ions (such as aqueous aluminium sulfate) are used to treat against fish parasites such as Gyrodactylus salaris.[166]
- In many vaccines, certain aluminium salts serve as an immune adjuvant (immune response booster) to allow the protein in the vaccine to achieve sufficient potency as an immune stimulant.[167]
Aluminized substrates
Aluminizing is the process of coating a structure or material with a thin layer of aluminium. It is done to impart specific traits that the underlying substrate lacks, such as a certain chemical or physical property. Aluminized materials include:
- Aluminized steel, for corrosion resistance and other properties
- Aluminized screen, for display devices
- Aluminized cloth, to reflect heat
- Aluminized mylar, to reflect heat
Biology
Schematic of aluminium absorption by human skin.[168]
Despite its widespread occurrence in the Earth’s crust, aluminium has no known function in biology.[39] At pH 6–9 (relevant for most natural waters), aluminium precipitates out of water as the hydroxide and is hence not available; most elements behaving this way have no biological role or are toxic.[169] Aluminium sulfate has an LD50 of 6207 mg/kg (oral, mouse), which corresponds to 435 grams for an 70 kg (150 lb) person.[39]
Toxicity
Aluminium is classified as a non-carcinogen by the United States Department of Health and Human Services.[170][n] A review published in 1988 said that there was little evidence that normal exposure to aluminium presents a risk to healthy adult,[173] and a 2014 multi-element toxicology review was unable to find deleterious effects of aluminium consumed in amounts not greater than 40 mg/day per kg of body mass.[170] Most aluminium consumed will leave the body in feces; most of the small part of it that enters the bloodstream, will be excreted via urine;[174] nevertheless some aluminium does pass the blood-brain barrier and is lodged preferentially in the brains of Alzheimer’s patients.[175][176] Evidence published in 1989 indicates that, for Alzheimer’s patients, aluminium may act by electrostatically crosslinking proteins, thus down-regulating genes in the superior temporal gyrus.[177]
Effects
Aluminium, although rarely, can cause vitamin D-resistant osteomalacia, erythropoietin-resistant microcytic anemia, and central nervous system alterations. People with kidney insufficiency are especially at a risk.[170] Chronic ingestion of hydrated aluminium silicates (for excess gastric acidity control) may result in aluminium binding to intestinal contents and increased elimination of other metals, such as iron or zinc; sufficiently high doses (>50 g/day) can cause anemia.[170]
There are five major aluminium forms absorbed by human body: the free solvated trivalent cation (Al3+(aq)); low-molecular-weight, neutral, soluble complexes (LMW-Al0(aq)); high-molecular-weight, neutral, soluble complexes (HMW-Al0(aq)); low-molecular-weight, charged, soluble complexes (LMW-Al(L)n+/−(aq)); nano and micro-particulates (Al(L)n(s)). They are transported across cell membranes or cell epi-/endothelia through five major routes: (1) paracellular; (2) transcellular; (3) active transport; (4) channels; (5) adsorptive or receptor-mediated endocytosis.[168]
During the 1988 Camelford water pollution incident people in Camelford had their drinking water contaminated with aluminium sulfate for several weeks. A final report into the incident in 2013 concluded it was unlikely that this had caused long-term health problems.[178]
Aluminium has been suspected of being a possible cause of Alzheimer’s disease,[179] but research into this for over 40 years has found, as of 2018, no good evidence of causal effect.[180][181]
Aluminium increases estrogen-related gene expression in human breast cancer cells cultured in the laboratory.[182] In very high doses, aluminium is associated with altered function of the blood–brain barrier.[183] A small percentage of people have contact allergies to aluminium and experience itchy red rashes, headache, muscle pain, joint pain, poor memory, insomnia, depression, asthma, irritable bowel syndrome, or other symptoms upon contact with products containing aluminium.[185]
Exposure to powdered aluminium or aluminium welding fumes can cause pulmonary fibrosis.[186] Fine aluminium powder can ignite or explode, posing another workplace hazard.[187][188]
Exposure routes
Food is the main source of aluminium. Drinking water contains more aluminium than solid food;[170] however, aluminium in food may be absorbed more than aluminium from water.[189] Major sources of human oral exposure to aluminium include food (due to its use in food additives, food and beverage packaging, and cooking utensils), drinking water (due to its use in municipal water treatment), and aluminium-containing medications (particularly antacid/antiulcer and buffered aspirin formulations).[190] Dietary exposure in Europeans averages to 0.2–1.5 mg/kg/week but can be as high as 2.3 mg/kg/week.[170] Higher exposure levels of aluminium are mostly limited to miners, aluminium production workers, and dialysis patients.[191]
Consumption of antacids, antiperspirants, vaccines, and cosmetics provide possible routes of exposure.[192] Consumption of acidic foods or liquids with aluminium enhances aluminium absorption,[193] and maltol has been shown to increase the accumulation of aluminium in nerve and bone tissues.[194]
Treatment
In case of suspected sudden intake of a large amount of aluminium, the only treatment is deferoxamine mesylate which may be given to help eliminate aluminium from the body by chelation.[195][196] However, this should be applied with caution as this reduces not only aluminium body levels, but also those of other metals such as copper or iron.[195]
Environmental effects
«Bauxite tailings» storage facility in Stade, Germany. The aluminium industry generates about 70 million tons of this waste annually.
High levels of aluminium occur near mining sites; small amounts of aluminium are released to the environment at the coal-fired power plants or incinerators.[197] Aluminium in the air is washed out by the rain or normally settles down but small particles of aluminium remain in the air for a long time.[197]
Acidic precipitation is the main natural factor to mobilize aluminium from natural sources[170] and the main reason for the environmental effects of aluminium;[198] however, the main factor of presence of aluminium in salt and freshwater are the industrial processes that also release aluminium into air.[170]
In water, aluminium acts as a toxiс agent on gill-breathing animals such as fish when the water is acidic, in which aluminium may precipitate on gills,[199] which causes loss of plasma- and hemolymph ions leading to osmoregulatory failure.[198] Organic complexes of aluminium may be easily absorbed and interfere with metabolism in mammals and birds, even though this rarely happens in practice.[198]
Aluminium is primary among the factors that reduce plant growth on acidic soils. Although it is generally harmless to plant growth in pH-neutral soils, in acid soils the concentration of toxic Al3+ cations increases and disturbs root growth and function.[200][201][202][203] Wheat has developed a tolerance to aluminium, releasing organic compounds that bind to harmful aluminium cations. Sorghum is believed to have the same tolerance mechanism.[204]
Aluminium production possesses its own challenges to the environment on each step of the production process. The major challenge is the greenhouse gas emissions.[191] These gases result from electrical consumption of the smelters and the byproducts of processing. The most potent of these gases are perfluorocarbons from the smelting process.[191] Released sulfur dioxide is one of the primary precursors of acid rain.[191]
Biodegradation of metallic aluminium is extremely rare; most aluminium-corroding organisms do not directly attack or consume the aluminium, but instead produce corrosive wastes.[205][206] The fungus Geotrichum candidum can consume the aluminium in compact discs.[207][208][209] The bacterium Pseudomonas aeruginosa and the fungus Cladosporium resinae are commonly detected in aircraft fuel tanks that use kerosene-based fuels (not avgas), and laboratory cultures can degrade aluminium.[210]
See also
- Aluminium granules
- Aluminium joining
- Aluminium–air battery
- Panel edge staining
- Quantum clock
Notes
- ^ Davy’s 1812 written usage of the word aluminum was predated by other authors’ usage of aluminium. However, Davy is often mentioned as the person who named the element; he was the first to coin a name for aluminium: he used alumium in 1808. Other authors did not accept that name, choosing aluminium instead. See below for more details.
- ^ No elements with odd atomic numbers have more than two stable isotopes; even-numbered elements have multiple stable isotopes, with tin (element 50) having the highest number of stable isotopes of all elements, ten. The single exception is beryllium which is even-numbered but has only one stable isotope.[7] See Even and odd atomic nuclei for more details.
- ^ Most other metals have greater standard atomic weights: for instance, that of iron is 55.8; copper 63.5; lead 207.2.[9] which has consequences for the element’s properties (see below)
- ^ The two sides of aluminium foil differ in their luster: one is shiny and the other is dull. The difference is due to the small mechanical damage on the surface of dull side arising from the technological process of aluminium foil manufacturing.[19] Both sides reflect similar amounts of visible light, but the shiny side reflects a far greater share of visible light specularly whereas the dull side almost exclusively diffuses light. Both sides of aluminium foil serve as good reflectors (approximately 86%) of visible light and an excellent reflector (as much as 97%) of medium and far infrared radiation.[20]
- ^ In fact, aluminium’s electropositive behavior, high affinity for oxygen, and highly negative standard electrode potential are all better aligned with those of scandium, yttrium, lanthanum, and actinium, which like aluminium have three valence electrons outside a noble gas core; this series shows continuous trends whereas those of group 13 is broken by the first added d-subshell in gallium and the resulting d-block contraction and the first added f-subshell in thallium and the resulting lanthanide contraction.[32]
- ^ These should not be considered as [AlF6]3− complex anions as the Al–F bonds are not significantly different in type from the other M–F bonds.[42]
- ^ Such differences in coordination between the fluorides and heavier halides are not unusual, occurring in SnIV and BiIII, for example; even bigger differences occur between CO2 and SiO2.[42]
- ^ Abundances in the source are listed relative to silicon rather than in per-particle notation. The sum of all elements per 106 parts of silicon is 2.6682×1010 parts; aluminium comprises 8.410×104 parts.
- ^ Compare annual statistics of aluminium[95] and copper[96] production by USGS.
- ^ The spelling alumine comes from French, whereas the spelling alumina comes from Latin.[110]
- ^ Davy discovered several other elements, including those he named sodium and potassium, after the English words soda and potash. Berzelius referred to them as to natrium and kalium. Berzelius’s suggestion was expanded in 1814[117] with his proposed system of one or two-letter chemical symbols, which are used up to the present day; sodium and potassium have the symbols Na and K, respectively, after their Latin names.
- ^ Some European languages, like Spanish or Italian, use a different suffix from the Latin -um/-ium to form a name of a metal, some, like Polish or Czech, have a different base for the name of the element, and some, like Russian or Greek, don’t use the Latin script altogether.
- ^ For instance, see the November–December 2013 issue of Chemistry International: in a table of (some) elements, the element is listed as «aluminium (aluminum)».[129]
- ^ While aluminium per se is not carcinogenic, Söderberg aluminium production is, as is noted by the International Agency for Research on Cancer,[171] likely due to exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons.[172]
References
- ^ «aluminum». Oxford English Dictionary (Online ed.). Oxford University Press. (Subscription or participating institution membership required.)
- ^ «Standard Atomic Weights: Aluminium». CIAAW. 2017.
- ^ Unstable carbonyl of Al(0) has been detected in reaction of Al2(CH3)6 with carbon monoxide; see Sanchez, Ramiro; Arrington, Caleb; Arrington Jr., C. A. (1 December 1989). «Reaction of trimethylaluminum with carbon monoxide in low-temperature matrixes». American Chemical Society. 111 (25): 9110-9111. doi:10.1021/ja00207a023.
- ^ Dohmeier, C.; Loos, D.; Schnöckel, H. (1996). «Aluminum(I) and Gallium(I) Compounds: Syntheses, Structures, and Reactions». Angewandte Chemie International Edition. 35 (2): 129–149. doi:10.1002/anie.199601291.
- ^ D. C. Tyte (1964). «Red (B2Π–A2σ) Band System of Aluminium Monoxide». Nature. 202 (4930): 383. Bibcode:1964Natur.202..383T. doi:10.1038/202383a0. S2CID 4163250.
- ^
Lide, D. R. (2000). «Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds» (PDF). CRC Handbook of Chemistry and Physics (81st ed.). CRC Press. ISBN 0849304814. - ^ a b IAEA – Nuclear Data Section (2017). «Livechart – Table of Nuclides – Nuclear structure and decay data». www-nds.iaea.org. International Atomic Energy Agency. Archived from the original on 23 March 2019. Retrieved 31 March 2017.
- ^ a b c d e f Greenwood & Earnshaw 1997, pp. 242–252.
- ^ Meija, Juris; et al. (2016). «Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)». Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
- ^ «Aluminium». The Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights. Archived from the original on 23 September 2020. Retrieved 20 October 2020.
- ^ Dickin, A.P. (2005). «In situ Cosmogenic Isotopes». Radiogenic Isotope Geology. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-53017-0. Archived from the original on 6 December 2008. Retrieved 16 July 2008.
- ^ Dodd, R.T. (1986). Thunderstones and Shooting Stars. Harvard University Press. pp. 89–90. ISBN 978-0-674-89137-1.
- ^ Dean 1999, p. 4.2.
- ^ Dean 1999, p. 4.6.
- ^ Dean 1999, p. 4.29.
- ^ a b Dean 1999, p. 4.30.
- ^ a b Enghag, Per (2008). Encyclopedia of the Elements: Technical Data – History – Processing – Applications. John Wiley & Sons. pp. 139, 819, 949. ISBN 978-3-527-61234-5. Archived from the original on 25 December 2019. Retrieved 7 December 2017.
- ^ a b c Greenwood and Earnshaw, pp. 222–4
- ^ «Heavy Duty Foil». Reynolds Kitchens. Archived from the original on 23 September 2020. Retrieved 20 September 2020.
- ^ Pozzobon, V.; Levasseur, W.; Do, Kh.-V.; et al. (2020). «Household aluminum foil matte and bright side reflectivity measurements: Application to a photobioreactor light concentrator design». Biotechnology Reports. 25: e00399. doi:10.1016/j.btre.2019.e00399. PMC 6906702. PMID 31867227.
- ^ Lide 2004, p. 4-3.
- ^ Puchta, Ralph (2011). «A brighter beryllium». Nature Chemistry. 3 (5): 416. Bibcode:2011NatCh…3..416P. doi:10.1038/nchem.1033. PMID 21505503.
- ^ Davis 1999, pp. 1–3.
- ^ Davis 1999, p. 2.
- ^ a b Polmear, I.J. (1995). Light Alloys: Metallurgy of the Light Metals (3 ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-340-63207-9.
- ^ a b c Cardarelli, François (2008). Materials handbook : a concise desktop reference (2nd ed.). London: Springer. pp. 158–163. ISBN 978-1-84628-669-8. OCLC 261324602.
- ^ a b Davis 1999, p. 4.
- ^ Davis 1999, pp. 2–3.
- ^
Cochran, J.F.; Mapother, D.E. (1958). «Superconducting Transition in Aluminum». Physical Review. 111 (1): 132–142. Bibcode:1958PhRv..111..132C. doi:10.1103/PhysRev.111.132. - ^ Schmitz 2006, p. 6.
- ^ Schmitz 2006, p. 161.
- ^ a b c d e f g h i Greenwood & Earnshaw 1997, pp. 224–227.
- ^ Greenwood & Earnshaw 1997, pp. 112–113.
- ^ King 1995, p. 241.
- ^ King 1995, pp. 235–236.
- ^ Hatch, John E. (1984). Aluminum : properties and physical metallurgy. Metals Park, Ohio: American Society for Metals, Aluminum Association. p. 242. ISBN 978-1-61503-169-6. OCLC 759213422.
- ^ Vargel, Christian (2004) [French edition published 1999]. Corrosion of Aluminium. Elsevier. ISBN 978-0-08-044495-6. Archived from the original on 21 May 2016.
- ^ Macleod, H.A. (2001). Thin-film optical filters. CRC Press. p. 158159. ISBN 978-0-7503-0688-1.
- ^ a b c d e f g h Frank, W.B. (2009). «Aluminum». Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a01_459.pub2. ISBN 978-3-527-30673-2.
- ^ a b Beal, Roy E. (1999). Engine Coolant Testing : Fourth Volume. ASTM International. p. 90. ISBN 978-0-8031-2610-7. Archived from the original on 24 April 2016.
- ^ *Baes, C. F.; Mesmer, R. E. (1986) [1976]. The Hydrolysis of Cations. Robert E. Krieger. ISBN 978-0-89874-892-5.
- ^ a b c d e f Greenwood & Earnshaw 1997, pp. 233–237.
- ^ Eastaugh, Nicholas; Walsh, Valentine; Chaplin, Tracey; Siddall, Ruth (2008). Pigment Compendium. Routledge. ISBN 978-1-136-37393-0. Archived from the original on 15 April 2021. Retrieved 1 October 2020.
- ^ Roscoe, Henry Enfield; Schorlemmer, Carl (1913). A treatise on chemistry. Macmillan. Archived from the original on 15 April 2021. Retrieved 1 October 2020.
- ^ a b Greenwood & Earnshaw 1997, pp. 252–257.
- ^ Downs, A. J. (1993). Chemistry of Aluminium, Gallium, Indium and Thallium. Springer Science & Business Media. p. 218. ISBN 978-0-7514-0103-5. Archived from the original on 15 April 2021. Retrieved 1 October 2020.
- ^ Dohmeier, C.; Loos, D.; Schnöckel, H. (1996). «Aluminum(I) and Gallium(I) Compounds: Syntheses, Structures, and Reactions». Angewandte Chemie International Edition. 35 (2): 129–149. doi:10.1002/anie.199601291.
- ^ Tyte, D.C. (1964). «Red (B2Π–A2σ) Band System of Aluminium Monoxide». Nature. 202 (4930): 383–384. Bibcode:1964Natur.202..383T. doi:10.1038/202383a0. S2CID 4163250.
- ^ Merrill, P.W.; Deutsch, A.J.; Keenan, P.C. (1962). «Absorption Spectra of M-Type Mira Variables». The Astrophysical Journal. 136: 21. Bibcode:1962ApJ…136…21M. doi:10.1086/147348.
- ^ Uhl, W. (2004). «Organoelement Compounds Possessing Al–Al, Ga–Ga, In–In, and Tl–Tl Single Bonds». Organoelement Compounds Possessing Al–Al, Ga–Ga, In–In, and Tl–Tl Single Bonds. Advances in Organometallic Chemistry. Vol. 51. pp. 53–108. doi:10.1016/S0065-3055(03)51002-4. ISBN 978-0-12-031151-4.
- ^ Elschenbroich, C. (2006). Organometallics. Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-29390-2.
- ^ a b Greenwood & Earnshaw 1997, pp. 257–67.
- ^ Smith, Martin B. (1970). «The monomer-dimer equilibria of liquid aluminum alkyls». Journal of Organometallic Chemistry. 22 (2): 273–281. doi:10.1016/S0022-328X(00)86043-X.
- ^ a b Greenwood & Earnshaw 1997, pp. 227–232.
- ^ a b Lodders, K. (2003). «Solar System abundances and condensation temperatures of the elements» (PDF). The Astrophysical Journal. 591 (2): 1220–1247. Bibcode:2003ApJ…591.1220L. doi:10.1086/375492. ISSN 0004-637X. S2CID 42498829. Archived (PDF) from the original on 12 April 2019. Retrieved 15 June 2018.
- ^ a b c d e Clayton, D. (2003). Handbook of Isotopes in the Cosmos : Hydrogen to Gallium. Leiden: Cambridge University Press. pp. 129–137. ISBN 978-0-511-67305-4. OCLC 609856530. Archived from the original on 11 June 2021. Retrieved 13 September 2020.
- ^ William F McDonough The composition of the Earth. quake.mit.edu, archived by the Internet Archive Wayback Machine.
- ^ Greenwood and Earnshaw, pp. 217–9
- ^ Wade, K.; Banister, A.J. (2016). The Chemistry of Aluminium, Gallium, Indium and Thallium: Comprehensive Inorganic Chemistry. Elsevier. p. 1049. ISBN 978-1-4831-5322-3. Archived from the original on 30 November 2019. Retrieved 17 June 2018.
- ^ Palme, H.; O’Neill, Hugh St. C. (2005). «Cosmochemical Estimates of Mantle Composition» (PDF). In Carlson, Richard W. (ed.). The Mantle and Core. Elseiver. p. 14. Archived (PDF) from the original on 3 April 2021. Retrieved 11 June 2021.
- ^ Downs, A.J. (1993). Chemistry of Aluminium, Gallium, Indium and Thallium. Springer Science & Business Media. ISBN 978-0-7514-0103-5. Archived from the original on 25 July 2020. Retrieved 14 June 2017.
- ^ Kotz, John C.; Treichel, Paul M.; Townsend, John (2012). Chemistry and Chemical Reactivity. Cengage Learning. p. 300. ISBN 978-1-133-42007-1. Archived from the original on 22 December 2019. Retrieved 17 June 2018.
- ^ Barthelmy, D. «Aluminum Mineral Data». Mineralogy Database. Archived from the original on 4 July 2008. Retrieved 9 July 2008.
- ^ Chen, Z.; Huang, Chi-Yue; Zhao, Meixun; Yan, Wen; Chien, Chih-Wei; Chen, Muhong; Yang, Huaping; Machiyama, Hideaki; Lin, Saulwood (2011). «Characteristics and possible origin of native aluminum in cold seep sediments from the northeastern South China Sea». Journal of Asian Earth Sciences. 40 (1): 363–370. Bibcode:2011JAESc..40..363C. doi:10.1016/j.jseaes.2010.06.006.
- ^ Guilbert, J.F.; Park, C.F. (1986). The Geology of Ore Deposits. W.H. Freeman. pp. 774–795. ISBN 978-0-7167-1456-9.
- ^ United States Geological Survey (2018). «Bauxite and alumina» (PDF). Mineral Commodities Summaries. Archived (PDF) from the original on 11 March 2018. Retrieved 17 June 2018.
- ^ a b Drozdov 2007, p. 12.
- ^ Clapham, John Harold; Power, Eileen Edna (1941). The Cambridge Economic History of Europe: From the Decline of the Roman Empire. CUP Archive. p. 207. ISBN 978-0-521-08710-0.
- ^ Drozdov 2007, p. 16.
- ^ Setton, Kenneth M. (1976). The papacy and the Levant: 1204-1571. 1 The thirteenth and fourteenth centuries. American Philosophical Society. ISBN 978-0-87169-127-9. OCLC 165383496.
- ^ Drozdov 2007, p. 25.
- ^ Weeks, Mary Elvira (1968). Discovery of the elements. Vol. 1 (7 ed.). Journal of chemical education. p. 187. ISBN 9780608300177.
- ^ a b Richards 1896, p. 2.
- ^ Richards 1896, p. 3.
- ^ Örsted, H. C. (1825). Oversigt over det Kongelige Danske Videnskabernes Selskabs Forhanlingar og dets Medlemmerz Arbeider, fra 31 Mai 1824 til 31 Mai 1825 [Overview of the Royal Danish Science Society’s Proceedings and the Work of its Members, from 31 May 1824 to 31 May 1825] (in Danish). pp. 15–16. Archived from the original on 16 March 2020. Retrieved 27 February 2020.
- ^ Royal Danish Academy of Sciences and Letters (1827). Det Kongelige Danske Videnskabernes Selskabs philosophiske og historiske afhandlinger [The philosophical and historical dissertations of the Royal Danish Science Society] (in Danish). Popp. pp. xxv–xxvi. Archived from the original on 24 March 2017. Retrieved 11 March 2016.
- ^ a b Wöhler, Friedrich (1827). «Ueber das Aluminium». Annalen der Physik und Chemie. 2. 11 (9): 146–161. Bibcode:1828AnP….87..146W. doi:10.1002/andp.18270870912. S2CID 122170259. Archived from the original on 11 June 2021. Retrieved 11 March 2016.
- ^ Drozdov 2007, p. 36.
- ^ Fontani, Marco; Costa, Mariagrazia; Orna, Mary Virginia (2014). The Lost Elements: The Periodic Table’s Shadow Side. Oxford University Press. p. 30. ISBN 978-0-19-938334-4.
- ^ a b Venetski, S. (1969). «‘Silver’ from clay». Metallurgist. 13 (7): 451–453. doi:10.1007/BF00741130. S2CID 137541986.
- ^ a b Drozdov 2007, p. 38.
- ^ Holmes, Harry N. (1936). «Fifty Years of Industrial Aluminum». The Scientific Monthly. 42 (3): 236–239. Bibcode:1936SciMo..42..236H. JSTOR 15938.
- ^ Drozdov 2007, p. 39.
- ^ Sainte-Claire Deville, H.E. (1859). De l’aluminium, ses propriétés, sa fabrication. Paris: Mallet-Bachelier. Archived from the original on 30 April 2016.
- ^ Drozdov 2007, p. 46.
- ^ Drozdov 2007, pp. 55–61.
- ^ Drozdov 2007, p. 74.
- ^ a b c «Aluminium history». All about aluminium. Archived from the original on 7 November 2017. Retrieved 7 November 2017.
- ^ Drozdov 2007, pp. 64–69.
- ^ Ingulstad, Mats (2012). «‘We Want Aluminum, No Excuses’: Business-Government Relations in the American Aluminum Industry, 1917–1957″. In Ingulstad, Mats; Frøland, Hans Otto (eds.). From Warfare to Welfare: Business-Government Relations in the Aluminium Industry. Tapir Academic Press. pp. 33–68. ISBN 978-82-321-0049-1. Archived from the original on 25 July 2020. Retrieved 7 May 2020.
- ^ Seldes, George (1943). Facts and Fascism (5 ed.). In Fact, Inc. p. 261.
- ^ Thorsheim, Peter (2015). Waste into Weapons. Cambridge University Press. pp. 66–69. ISBN 978-1-107-09935-7. Archived from the original on 6 April 2020. Retrieved 7 January 2021.
- ^ Weeks, Albert Loren (2004). Russia’s Life-saver: Lend-lease Aid to the U.S.S.R. in World War II. Lexington Books. p. 135. ISBN 978-0-7391-0736-2. Archived from the original on 6 April 2020. Retrieved 7 January 2021.
- ^ Drozdov 2007, pp. 69–70.
- ^ a b c d «Aluminum». Historical Statistics for Mineral Commodities in the United States (Report). United States Geological Survey. 2017. Archived from the original on 8 March 2018. Retrieved 9 November 2017.
- ^ «Copper. Supply-Demand Statistics». Historical Statistics for Mineral Commodities in the United States (Report). United States Geological Survey. 2017. Archived from the original on 8 March 2018. Retrieved 4 June 2019.
- ^ Gregersen, Erik. «Copper». Encyclopedia Britannica. Archived from the original on 22 June 2019. Retrieved 4 June 2019.
- ^ Drozdov 2007, pp. 165–166.
- ^ Drozdov 2007, p. 85.
- ^ Drozdov 2007, p. 135.
- ^ Nappi 2013, p. 9.
- ^ Nappi 2013, pp. 9–10.
- ^ Nappi 2013, p. 10.
- ^ Nappi 2013, pp. 14–15.
- ^ Nappi 2013, p. 17.
- ^ Nappi 2013, p. 20.
- ^ Nappi 2013, p. 22.
- ^ Nappi 2013, p. 23.
- ^ «Aluminum prices hit 13-year high amid power shortage in China». Nikkei Asia. 22 September 2021.
- ^ Black, J. (1806). Lectures on the elements of chemistry: delivered in the University of Edinburgh. Vol. 2. Graves, B. p. 291.
The French chemists have given a new name to this pure earth; alumine in French, and alumina in Latin. I confess I do not like this alumina.
- ^ «aluminium, n.» Oxford English Dictionary, third edition. Oxford University Press. December 2011. Archived from the original on 11 June 2021. Retrieved 30 December 2020.
Origin: Formed within English, by derivation. Etymons: aluminen., -ium suffix, aluminum n.
- ^ «alumine, n.» Oxford English Dictionary, third edition. Oxford University Press. December 2011. Archived from the original on 11 June 2021. Retrieved 30 December 2020.
Etymology: < French alumine (L. B. Guyton de Morveau 1782, Observ. sur la Physique 19 378) < classical Latin alūmin-, alūmen alum n.1, after French -ine -ine suffix4.
- ^ Pokorny, Julius (1959). «alu- (-d-, -t-)». Indogermanisches etymologisches Wörterbuch [Indo-European etymological dictionary] (in German). A. Francke Verlag. pp. 33–34. Archived from the original on 23 November 2017. Retrieved 13 November 2017.
- ^ Davy, Humphry (1808). «Electro Chemical Researches, on the Decomposition of the Earths; with Observations on the Metals obtained from the alkaline Earths, and on the Amalgam procured from Ammonia». Philosophical Transactions of the Royal Society. 98: 353. Bibcode:1808RSPT…98..333D. doi:10.1098/rstl.1808.0023. Archived from the original on 15 April 2021. Retrieved 10 December 2009.
- ^ Richards 1896, pp. 3–4.
- ^ Berzelius, J. J. (1811). «Essai sur la nomenclature chimique». Journal de Physique. 73: 253–286. Archived from the original on 15 April 2021. Retrieved 27 December 2020..
- ^ Berzelius, J. (1814). Thomson, Th. (ed.). «Essay on the Cause of Chemical Proportions, and on some Circumstances relating to them: together with a short and easy Method of expressing them». Annals of Philosophy. Baldwin, R. III: 51–62. Archived from the original on 15 July 2014. Retrieved 13 December 2014.
- ^ Delaméntherie, J.-C. (1811). «Leçonse de minéralogie. Données au collége de France». Journal de Physique. 73: 469–470. Archived from the original on 15 April 2021. Retrieved 27 December 2020..
- ^ «Philosophical Transactions of the Royal Society of London. For the Year 1810. — Part I». The Critical Review: Or, Annals of Literature. The Third. XXII: 9. January 1811. hdl:2027/chi.36013662.
Potassium, acting upon alumine and glucine, produces pyrophoric substances of a dark grey colour, which burnt, throwing off brilliant sparks, and leaving behind alkali and earth, and which, when thrown into water, decomposed it with great violence. The result of this experiment is not wholly decisive as to the existence of what might be called aluminium and glucinium
- ^ Davy, Humphry (1812). «Of metals; their primary compositions with other uncompounded bodies, and with each other». Elements of Chemical Philosophy: Part 1. Vol. 1. Bradford and Inskeep. p. 201. Archived from the original on 14 March 2020. Retrieved 4 March 2020.
- ^ a b c «aluminium, n.» Oxford English Dictionary, third edition. Oxford University Press. December 2011. Archived from the original on 11 June 2021. Retrieved 30 December 2020.
aluminium n. coexisted with its synonym aluminum n. throughout the 19th cent. From the beginning of the 20th cent., aluminum gradually became the predominant form in North America; it was adopted as the official name of the metal in the United States by the American Chemical Society in 1925. Elsewhere, aluminum was gradually superseded by aluminium, which was accepted as international standard by IUPAC in 1990.
- ^ Cutmore, Jonathan (February 2005). «Quarterly Review Archive». Romantic Circles. University of Maryland. Archived from the original on 1 March 2017. Retrieved 28 February 2017.
- ^ Young, Thomas (1812). Elements of Chemical Philosophy By Sir Humphry Davy. Quarterly Review. Vol. VIII. p. 72. ISBN 978-0-217-88947-6. 210. Archived from the original on 25 July 2020. Retrieved 10 December 2009.
- ^ a b Quinion, Michael (2005). Port Out, Starboard Home: The Fascinating Stories We Tell About the words We Use. Penguin Books Limited. pp. 23–24. ISBN 978-0-14-190904-2.
- ^ Webster, Noah (1828). «aluminum». American Dictionary of the English Language. Archived from the original on 13 November 2017. Retrieved 13 November 2017.
- ^ Kean, S. (2018). «Elements as money». The Disappearing Spoon: And Other True Tales of Rivalry, Adventure, and the History of the World from the Periodic Table of the Elements (Young Readers ed.). Little, Brown Books for Young Readers. ISBN 978-0-316-38825-2. Archived from the original on 15 April 2021. Retrieved 14 January 2021.
- ^ a b c Emsley, John (2011). Nature’s Building Blocks: An A–Z Guide to the Elements. OUP Oxford. pp. 24–30. ISBN 978-0-19-960563-7. Archived from the original on 22 December 2019. Retrieved 16 November 2017.
- ^ Connelly, Neil G.; Damhus, Ture, eds. (2005). Nomenclature of inorganic chemistry. IUPAC Recommendations 2005 (PDF). RSC Publishing. p. 249. ISBN 978-0-85404-438-2. Archived from the original (PDF) on 22 December 2014.
- ^ «Standard Atomic Weights Revised» (PDF). Chemistry International. 35 (6): 17–18. ISSN 0193-6484. Archived from the original (PDF) on 11 February 2014.
- ^ Brown, T.J. (2009). World Mineral Production 2003–2007. British Geological Survey. Archived from the original on 13 July 2019. Retrieved 1 December 2014.
- ^ «USGS Minerals Information: Mineral Commodity Summaries» (PDF). minerals.usgs.gov. doi:10.3133/70194932. Archived (PDF) from the original on 22 January 2021. Retrieved 17 December 2020.
- ^ Graedel, T.E.; et al. (2010). Metal stocks in Society – Scientific Synthesis (PDF) (Report). International Resource Panel. p. 17. ISBN 978-92-807-3082-1. Archived (PDF) from the original on 26 April 2018. Retrieved 18 April 2017.
- ^ a b c d e Hudson, L. Keith; Misra, Chanakya; Perrotta, Anthony J.; et al. (2005). «Aluminum Oxide». Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH.
- ^ Totten, G.E.; Mackenzie, D.S. (2003). Handbook of Aluminum. Marcel Dekker. p. 40. ISBN 978-0-8247-4843-2. Archived from the original on 15 June 2016.
- ^ Schlesinger, Mark (2006). Aluminum Recycling. CRC Press. p. 248. ISBN 978-0-8493-9662-5. Archived from the original on 15 February 2017. Retrieved 25 June 2018.
- ^ «Benefits of Recycling». Ohio Department of Natural Resources. Archived from the original on 24 June 2003.
- ^ «Theoretical/Best Practice Energy Use in Metalcasting Operations» (PDF). Archived from the original (PDF) on 31 October 2013. Retrieved 28 October 2013.
- ^ «Why are dross & saltcake a concern?». www.experts123.com. Archived from the original on 14 November 2012.
- ^ Dunster, A.M.; et al. (2005). «Added value of using new industrial waste streams as secondary aggregates in both concrete and asphalt» (PDF). Waste & Resources Action Programme. Archived from the original on 2 April 2010.
- ^ Brown, T.J.; Idoine, N.E.; Raycraft, E.R.; et al. (2018). World Mineral Production: 2012–2016. British Geological Survey. ISBN 978-0-85272-882-6. Archived from the original on 16 May 2020. Retrieved 10 July 2018.
- ^ «Aluminum». Encyclopædia Britannica. Archived from the original on 12 March 2012. Retrieved 6 March 2012.
- ^ Millberg, L.S. «Aluminum Foil». How Products are Made. Archived from the original on 13 July 2007. Retrieved 11 August 2007.
- ^ Lyle, J.P.; Granger, D.A.; Sanders, R.E. (2005). «Aluminum Alloys». Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a01_481. ISBN 978-3-527-30673-2.
- ^ Ross, R.B. (2013). Metallic Materials Specification Handbook. Springer Science & Business Media. ISBN 9781461534822. Archived from the original on 11 June 2021. Retrieved 3 June 2021.
- ^ Davis 1999, pp. 17–24.
- ^ May 2016, Avram Piltch 27 (27 May 2016). «Gadget Materials Guide: Aluminum vs Carbon Fiber, Plastic and Glass». Tom’s Guide. Retrieved 1 July 2021.
- ^ «Apple Patents reveal how the Aluminum Unibody MacBook Enclosure is made from Recycled Pop and Beer Cans & more». Patenly Apple. March 2021. Archived from the original on 24 May 2021. Retrieved 24 May 2021.
- ^ «Google Pixel 5 Review — A flagship chip isn’t needed for a flagship phone». xda-developers. 14 October 2020. Retrieved 1 July 2021.
- ^ «Fitness-focused Montblanc Summit Lite features recycled aluminum case». dlmag. 26 April 2021. Retrieved 1 July 2021.
- ^ Lumley, Roger (2010). Fundamentals of Aluminium Metallurgy: Production, Processing and Applications. Elsevier Science. p. 42. ISBN 978-0-85709-025-6. Archived from the original on 22 December 2019. Retrieved 13 July 2018.
- ^ Mortensen, Andreas (2006). Concise Encyclopedia of Composite Materials. Elsevier. p. 281. ISBN 978-0-08-052462-7. Archived from the original on 20 December 2019. Retrieved 13 July 2018.
- ^ The Ceramic Society of Japan (2012). Advanced Ceramic Technologies & Products. Springer Science & Business Media. p. 541. ISBN 978-4-431-54108-0. Archived from the original on 29 November 2019. Retrieved 13 July 2018.
- ^ Slesser, Malcolm (1988). Dictionary of Energy. Palgrave Macmillan UK. p. 138. ISBN 978-1-349-19476-6. Archived from the original on 11 June 2021. Retrieved 13 July 2018.
- ^ Supp, Emil (2013). How to Produce Methanol from Coal. Springer Science & Business Media. pp. 164–165. ISBN 978-3-662-00895-9. Archived from the original on 26 December 2019. Retrieved 13 July 2018.
- ^ Ertl, Gerhard; Knözinger, Helmut; Weitkamp, Jens (2008). Preparation of Solid Catalysts. John Wiley & Sons. p. 80. ISBN 978-3-527-62068-5. Archived from the original on 24 December 2019. Retrieved 13 July 2018.
- ^ Armarego, W.L.F.; Chai, Christina (2009). Purification of Laboratory Chemicals. Butterworth-Heinemann. pp. 73, 109, 116, 155. ISBN 978-0-08-087824-9. Archived from the original on 22 December 2019. Retrieved 13 July 2018.
- ^ a b c d e f g h Helmboldt, O. (2007). «Aluminum Compounds, Inorganic». Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH. pp. 1–17. doi:10.1002/14356007.a01_527.pub2. ISBN 978-3-527-30673-2.
- ^ World Health Organization (2009). Stuart MC, Kouimtzi M, Hill SR (eds.). WHO Model Formulary 2008. World Health Organization. hdl:10665/44053. ISBN 9789241547659.
- ^ Occupational Skin Disease. Grune & Stratton. 1983. ISBN 978-0-8089-1494-5. Archived from the original on 15 April 2021. Retrieved 14 June 2017.
- ^ Galbraith, A; Bullock, S; Manias, E; Hunt, B; Richards, A (1999). Fundamentals of pharmacology: a text for nurses and health professionals. Harlow: Pearson. p. 482.
- ^ Papich, Mark G. (2007). «Aluminum Hydroxide and Aluminum Carbonate». Saunders Handbook of Veterinary Drugs (2nd ed.). St. Louis, Mo: Saunders/Elsevier. pp. 15–16. ISBN 978-1-4160-2888-8.
- ^ Brown, Weldon G. (15 March 2011), John Wiley & Sons, Inc. (ed.), «Reductions by Lithium Aluminum Hydride», Organic Reactions, Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc., pp. 469–510, doi:10.1002/0471264180.or006.10, ISBN 978-0-471-26418-7, archived from the original on 11 June 2021, retrieved 22 May 2021
- ^ Gerrans, G.C.; Hartmann-Petersen, P. (2007). «Lithium Aluminium Hydride». SASOL Encyclopaedia of Science and Technology. New Africa Books. p. 143. ISBN 978-1-86928-384-1. Archived from the original on 23 August 2017. Retrieved 6 September 2017.
- ^ M. Witt; H.W. Roesky (2000). «Organoaluminum chemistry at the forefront of research and development» (PDF). Curr. Sci. 78 (4): 410. Archived from the original (PDF) on 6 October 2014.
- ^ A. Andresen; H.G. Cordes; J. Herwig; W. Kaminsky; A. Merck; R. Mottweiler; J. Pein; H. Sinn; H.J. Vollmer (1976). «Halogen-free Soluble Ziegler-Catalysts for the Polymerization of Ethylene». Angew. Chem. Int. Ed. 15 (10): 630–632. doi:10.1002/anie.197606301.
- ^ Aas, Øystein; Klemetsen, Anders; Einum, Sigurd; et al. (2011). Atlantic Salmon Ecology. John Wiley & Sons. p. 240. ISBN 978-1-4443-4819-4. Archived from the original on 21 December 2019. Retrieved 14 July 2018.
- ^ Singh, Manmohan (2007). Vaccine Adjuvants and Delivery Systems. John Wiley & Sons. pp. 81–109. ISBN 978-0-470-13492-4. Archived from the original on 20 December 2019. Retrieved 14 July 2018.
- ^ a b Exley, C. (2013). «Human exposure to aluminium». Environmental Science: Processes & Impacts. 15 (10): 1807–1816. doi:10.1039/C3EM00374D. PMID 23982047.
- ^ «Environmental Applications. Part I. Common Forms of the Elements in Water». Western Oregon University. Western Oregon University. Archived from the original on 11 December 2018. Retrieved 30 September 2019.
- ^ a b c d e f g h Dolara, Piero (21 July 2014). «Occurrence, exposure, effects, recommended intake and possible dietary use of selected trace compounds (aluminium, bismuth, cobalt, gold, lithium, nickel, silver)». International Journal of Food Sciences and Nutrition. 65 (8): 911–924. doi:10.3109/09637486.2014.937801. ISSN 1465-3478. PMID 25045935. S2CID 43779869.
- ^ Polynuclear aromatic compounds. part 3, Industrial exposures in aluminium production, coal gasification, coke production, and iron and steel founding. International Agency for Research on Cancer. 1984. pp. 51–59. ISBN 92-832-1534-6. OCLC 11527472. Archived from the original on 11 June 2021. Retrieved 7 January 2021.
- ^ Wesdock, J. C.; Arnold, I. M. F. (2014). «Occupational and Environmental Health in the Aluminum Industry». Journal of Occupational and Environmental Medicine. 56 (5 Suppl): S5–S11. doi:10.1097/JOM.0000000000000071. ISSN 1076-2752. PMC 4131940. PMID 24806726.
- ^ Physiology of Aluminum in Man. Aluminum and Health. CRC Press. 1988. p. 90. ISBN 0-8247-8026-4. Archived from the original on 19 May 2016.
- ^ «ATSDR – Public Health Statement: Aluminum». www.atsdr.cdc.gov. Archived from the original on 12 December 2016. Retrieved 18 July 2018.
- ^ Xu, N.; Majidi, V.; Markesbery, W. R.; Ehmann, W. D. (1992). «Brain aluminum in Alzheimer’s disease using an improved GFAAS method». Neurotoxicology. 13 (4): 735–743. PMID 1302300.
- ^ Yumoto, Sakae; Kakimi, Shigeo; Ohsaki, Akihiro; Ishikawa, Akira (2009). «Demonstration of aluminum in amyloid fibers in the cores of senile plaques in the brains of patients with Alzheimer’s disease». Journal of Inorganic Biochemistry. 103 (11): 1579–1584. doi:10.1016/j.jinorgbio.2009.07.023. PMID 19744735.
- ^ Crapper Mclachlan, D.R.; Lukiw, W.J.; Kruck, T.P.A. (1989). «New Evidence for an Active Role of Aluminum in Alzheimer’s Disease». Canadian Journal of Neurological Sciences. 16 (4 Suppl): 490–497. doi:10.1017/S0317167100029826. PMID 2680008.
- ^ «Lowermoor Water Pollution incident «unlikely» to have caused long term health effects» (PDF). Committee on Toxicity of Chemicals in Food, Consumer Products and the Environment. 18 April 2013. Archived (PDF) from the original on 21 December 2019. Retrieved 21 December 2019.
- ^ Tomljenovic, Lucija (21 March 2011). «Aluminum and Alzheimer’s Disease: After a Century of Controversy, Is there a Plausible Link?». Journal of Alzheimer’s Disease. 23 (4): 567–598. doi:10.3233/JAD-2010-101494. PMID 21157018. Archived from the original on 11 June 2021. Retrieved 11 June 2021.
- ^ «Aluminum and dementia: Is there a link?». Alzheimer Society Canada. 24 August 2018. Archived from the original on 21 December 2019. Retrieved 21 December 2019.
- ^ Santibáñez, Miguel; Bolumar, Francisco; García, Ana M (2007). «Occupational risk factors in Alzheimer’s disease: a review assessing the quality of published epidemiological studies». Occupational and Environmental Medicine. 64 (11): 723–732. doi:10.1136/oem.2006.028209. ISSN 1351-0711. PMC 2078415. PMID 17525096.
- ^ Darbre, P.D. (2006). «Metalloestrogens: an emerging class of inorganic xenoestrogens with potential to add to the oestrogenic burden of the human breast». Journal of Applied Toxicology. 26 (3): 191–197. doi:10.1002/jat.1135. PMID 16489580. S2CID 26291680.
- ^ Banks, W.A.; Kastin, A.J. (1989). «Aluminum-induced neurotoxicity: alterations in membrane function at the blood–brain barrier». Neurosci Biobehav Rev. 13 (1): 47–53. doi:10.1016/S0149-7634(89)80051-X. PMID 2671833. S2CID 46507895.
- ^ «Aluminum Allergy Symptoms and Diagnosis». Allergy-symptoms.org. 20 September 2016. Archived from the original on 23 July 2018. Retrieved 23 July 2018.
- ^ al-Masalkhi, A.; Walton, S.P. (1994). «Pulmonary fibrosis and occupational exposure to aluminum». The Journal of the Kentucky Medical Association. 92 (2): 59–61. ISSN 0023-0294. PMID 8163901.
- ^ «CDC – NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards – Aluminum». www.cdc.gov. Archived from the original on 30 May 2015. Retrieved 11 June 2015.
- ^ «CDC – NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards – Aluminum (pyro powders and welding fumes, as Al)». www.cdc.gov. Archived from the original on 30 May 2015. Retrieved 11 June 2015.
- ^ Yokel R.A.; Hicks C.L.; Florence R.L. (2008). «Aluminum bioavailability from basic sodium aluminum phosphate, an approved food additive emulsifying agent, incorporated in cheese». Food and Chemical Toxicology. 46 (6): 2261–2266. doi:10.1016/j.fct.2008.03.004. PMC 2449821. PMID 18436363.
- ^ United States Department of Health and Human Services (1999). Toxicological profile for aluminum (PDF) (Report). Archived (PDF) from the original on 9 May 2020. Retrieved 3 August 2018.
- ^ a b c d «Aluminum». The Environmental Literacy Council. Archived from the original on 27 October 2020. Retrieved 29 July 2018.
- ^ Chen, Jennifer K.; Thyssen, Jacob P. (2018). Metal Allergy: From Dermatitis to Implant and Device Failure. Springer. p. 333. ISBN 978-3-319-58503-1. Archived from the original on 26 December 2019. Retrieved 23 July 2018.
- ^ Slanina, P.; French, W.; Ekström, L.G.; Lööf, L.; Slorach, S.; Cedergren, A. (1986). «Dietary citric acid enhances absorption of aluminum in antacids». Clinical Chemistry. 32 (3): 539–541. doi:10.1093/clinchem/32.3.539. PMID 3948402.
- ^ Van Ginkel, M.F.; Van Der Voet, G.B.; D’haese, P.C.; De Broe, M.E.; De Wolff, F.A. (1993). «Effect of citric acid and maltol on the accumulation of aluminum in rat brain and bone». The Journal of Laboratory and Clinical Medicine. 121 (3): 453–460. PMID 8445293.
- ^ a b «ARL: Aluminum Toxicity». www.arltma.com. Archived from the original on 31 August 2019. Retrieved 24 July 2018.
- ^ Aluminum Toxicity Archived 3 February 2014 at the Wayback Machine from NYU Langone Medical Center. Last reviewed November 2012 by Igor Puzanov, MD
- ^ a b «ATSDR – Public Health Statement: Aluminum». www.atsdr.cdc.gov. Archived from the original on 12 December 2016. Retrieved 28 July 2018.
- ^ a b c Rosseland, B.O.; Eldhuset, T.D.; Staurnes, M. (1990). «Environmental effects of aluminium». Environmental Geochemistry and Health. 12 (1–2): 17–27. doi:10.1007/BF01734045. ISSN 0269-4042. PMID 24202562. S2CID 23714684.
- ^ Baker, Joan P.; Schofield, Carl L. (1982). «Aluminum toxicity to fish in acidic waters». Water, Air, and Soil Pollution. 18 (1–3): 289–309. Bibcode:1982WASP…18..289B. doi:10.1007/BF02419419. ISSN 0049-6979. S2CID 98363768. Archived from the original on 11 June 2021. Retrieved 27 December 2020.
- ^ Belmonte Pereira, Luciane; Aimed Tabaldi, Luciane; Fabbrin Gonçalves, Jamile; Jucoski, Gladis Oliveira; Pauletto, Mareni Maria; Nardin Weis, Simone; Texeira Nicoloso, Fernando; Brother, Denise; Batista Teixeira Rocha, João; Chitolina Schetinger, Maria Rosa Chitolina (2006). «Effect of aluminum on δ-aminolevulinic acid dehydratase (ALA-D) and the development of cucumber (Cucumis sativus)». Environmental and Experimental Botany. 57 (1–2): 106–115. doi:10.1016/j.envexpbot.2005.05.004.
- ^ Andersson, Maud (1988). «Toxicity and tolerance of aluminium in vascular plants». Water, Air, & Soil Pollution. 39 (3–4): 439–462. Bibcode:1988WASP…39..439A. doi:10.1007/BF00279487. S2CID 82896081. Archived from the original on 28 February 2020. Retrieved 28 February 2020.
- ^ Horst, Walter J. (1995). «The role of the apoplast in aluminium toxicity and resistance of higher plants: A review». Zeitschrift für Pflanzenernährung und Bodenkunde. 158 (5): 419–428. doi:10.1002/jpln.19951580503.
- ^ Ma, Jian Feng; Ryan, P.R.; Delhaize, E. (2001). «Aluminium tolerance in plants and the complexing role of organic acids». Trends in Plant Science. 6 (6): 273–278. doi:10.1016/S1360-1385(01)01961-6. PMID 11378470.
- ^ Magalhaes, J.V.; Garvin, D.F.; Wang, Y.; Sorrells, M.E.; Klein, P.E.; Schaffert, R.E.; Li, L.; Kochian, L.V. (2004). «Comparative Mapping of a Major Aluminum Tolerance Gene in Sorghum and Other Species in the Poaceae». Genetics. 167 (4): 1905–1914. doi:10.1534/genetics.103.023580. PMC 1471010. PMID 15342528.
- ^ «Fuel System Contamination & Starvation». Duncan Aviation. 2011. Archived from the original on 25 February 2015.
- ^ Romero, Elvira; Ferreira, Patricia; Martínez, Ángel T.; Jesús Martínez, María (April 2009). «New oxidase from Bjerkandera arthroconidial anamorph that oxidizes both phenolic and nonphenolic benzyl alcohols». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Proteins and Proteomics. Proteins and Proteomics 1794 (4): 689–697. doi:10.1016/j.bbapap.2008.11.013. PMID 19110079.
A Geotrichum-type arthroconidial fungus was isolated by the authors from a deteriorated compact disc found in Belize (Central America)….In the present paper, we report the purification and characterization of an H2O2-generating extracellular oxidase produced by this fungus, which shares catalytic properties with both P. eryngii AAO and P. simplicissimum VAO.
See also the abstract of Romero et al. 2007. - ^ Bosch, Xavier (27 June 2001). «Fungus eats CD». Nature: news010628–11. doi:10.1038/news010628-11. Archived from the original on 31 December 2010.
- ^ Garcia-Guinea, Javier; Cárdenes, Victor; Martínez, Angel T.; Jesús Martínez, Maria (2001). «Fungal bioturbation paths in a compact disk». Short Communication. Naturwissenschaften. 88 (8): 351–354. Bibcode:2001NW…..88..351G. doi:10.1007/s001140100249. PMID 11572018. S2CID 7599290.
- ^ Romero, Elvira; Speranza, Mariela; García-Guinea, Javier; Martínez, Ángel T.; Jesús Martínez, María (8 August 2007). Prior, Bernard (ed.). «An anamorph of the white-rot fungus Bjerkandera adusta capable of colonizing and degrading compact disc components». FEMS Microbiol Lett. Blackwell Publishing Ltd. 275 (1): 122–129. doi:10.1111/j.1574-6968.2007.00876.x. PMID 17854471.
- ^ Sheridan, J.E.; Nelson, Jan; Tan, Y.L. «Studies on the «Kerosene Fungus» Cladosporium resinae (Lindau) De Vries: Part I. The Problem of Microbial Contamination of Aviation Fuels». Tuatara. 19 (1): 29. Archived from the original on 13 December 2013.
Bibliography
- Davis, J. R. (1999). Corrosion of Aluminum and Aluminum Alloys. ASM International. ISBN 978-1-61503-238-9.
- Dean, J. A. (1999). Lange’s handbook of chemistry (15 ed.). McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-016384-3. OCLC 40213725.
- Drozdov, A. (2007). Aluminium: The Thirteenth Element. RUSAL Library. ISBN 978-5-91523-002-5.
- Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
- King, R. B. (1995). Inorganic Chemistry of Main Group Elements. Wiley-VCH. ISBN 978-0-471-18602-1.
- Lide, D. R., ed. (2004). Handbook of Chemistry and Physics (84 ed.). CRC Press. ISBN 978-0-8493-0566-5.
- Nappi, C. (2013). The global aluminium industry 40 years from 1972 (PDF) (Report). International Aluminium Institute. Archived (PDF) from the original on 9 October 2022.
- Richards, J. W. (1896). Aluminium: Its history, occurrence, properties, metallurgy and applications, including its alloys (3 ed.). Henry Carey Baird & Co.
- Schmitz, C. (2006). Handbook of Aluminium Recycling. Vulkan-Verlag GmbH. ISBN 978-3-8027-2936-2.
Further reading
- Mimi Sheller, Aluminum Dream: The Making of Light Modernity. Cambridge, Mass.: Massachusetts Institute of Technology Press, 2014.
External links
- Aluminium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
- Toxic Substances Portal – Aluminum – from the Agency for Toxic Substances and Disease Registry, United States Department of Health and Human Services
- CDC – NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards – Aluminum
- World production of primary aluminium, by country
- Price history of aluminum, according to the IMF
- History of Aluminium – from the website of the International Aluminium Institute
- Emedicine – Aluminium
- The short film Aluminum is available for free download at the Internet Archive.
Строение атома алюминия
4.6
Средняя оценка: 4.6
Всего получено оценок: 461.
4.6
Средняя оценка: 4.6
Всего получено оценок: 461.
Алюминий (Al) – лёгкий металл, занимающий третье место по распространённости в земной коре среди химических элементов. Строение атома алюминия позволяет легко обрабатывать металл: он поддаётся литью, формовке, механическому воздействию.
Строение
Электронное строение атома элемента алюминия связано с его положением в периодической таблице Менделеева. Алюминий имеет 13 порядковый номер и находится в третьем периоде, в IIIa группе. Относительная атомная масса алюминия – 27. Электронная конфигурация атома алюминия – 1s22s22p63s23p1, модель распределения электронов – +13Al)2)8)3.
Атом элемента состоит из положительно заряженного ядра +13 (13 протонов и 14 нейронов) и трёх электронных оболочек с 13 электронами. На внешнем энергетическом уровне находится всего три электрона. В возбуждённом состоянии атом способен отдавать все три электрона, проявляя степень окисления +3, или образовывать три ковалентные связи. Поэтому алюминий имеет третью валентность.
В природе алюминий встречается только в составе соединений – глины, слюды, корунда. Металл ценился дороже золота до открытия промышленного способа его получения.
Свойства
Алюминий – серебристый металл, обладающий высокой электропроводностью и пластичностью. Элемент при комнатной температуре легко соединяется с кислородом, образуя на поверхности оксидную плёнку, защищающую металл от коррозии. Образование плёнки препятствует реакции с водой, концентрированными азотной и серной кислотами, поэтому алюминиевая тара подходит для перевозки этих кислот.
Для снятия оксидной плёнки используют соли аммония, горячие щёлочи, сплавы ртути. После разрушения оксидной плёнки алюминий вступает в реакцию со многими неметаллами и соединениями. Основные химические свойства элемента описаны в таблице.
Взаимодействие | Ход реакции | Пример |
С водой | Только в условиях отсутствия оксидной плёнки. Образуется гидроксид алюминия | 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2 |
С кислородом | Образуется оксид алюминия | 4Al + 3O2 → 2Al2O3 + Q |
С галогенами | При комнатной температуре. С йодом – в присутствии катализатора | 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3 |
С серой | При температуре выше 200°С, образуется сульфид алюминия | 2Al + 3S → Al2S3 |
С фосфором | При температуре 500°С, образуется фосфид алюминия | Al + P → AlP |
С азотом | При температуре 800°С, образуется нитрид алюминия | 2Al + N2 → 2AlN |
С углеродом | При температуре 2000°С, образуется карбид алюминия | 4Al + 3C → Al4C3 |
С кислотами | При комнатной температуре реагирует с разбавленными кислотами, при нагревании – с концентрированными. Образуются соли | – 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2; – 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2; – Al + 6HNO3(конц.) → Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O |
Со щелочами | Реагируют растворы и сплавы | – 2Al + 2NaOH + 10H2O → 2Na[Al(H2O)2(OH)4] + 3H2; – 2Al + 6KOH → 2KAlO2 + 2K2O + 3H2 |
С оксидами | Вытесняет металлы | 2Al + Cr2O3 = 2Cr + Al2O3 |
Алюминий не взаимодействует с водородом.
Что мы узнали?
Атом алюминия включает 13 электронов. Схема строения алюминия – 1s22s22p63s23p1. На внешнем уровне находится три электрона, определяющие третью валентность элемента. Алюминий – лёгкий, плавкий металл, легко вступающий в реакцию с кислородом и образующий на поверхности оксидную плёнку. Благодаря плёнке металл не подвержен коррозии и не вступает в реакцию с концентрированными кислотами. При комнатной температуре алюминий реагирует с галогенами, при нагревании – с серой, фосфором, азотом, углеродом.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда — пройдите тест.
-
El’nore Christopher
5/5
-
Александр Котков
5/5
-
Александр Котков
5/5
Оценка доклада
4.6
Средняя оценка: 4.6
Всего получено оценок: 461.
А какая ваша оценка?
-
-
Предмет:
Химия
-
Автор:
zaidenpayne177
-
Создано:
3 года назад
Ответы
Знаешь ответ? Добавь его сюда!
-
-
Физика5 минут назад
Помогите решить физику!!! Срочно!!!
-
Информатика5 минут назад
Какую формулу надо подставить?
-
Информатика5 минут назад
Кому не сложно, помогите, пожалуйста
-
Химия15 минут назад
Помогите с задачкой по химии
-
Биология15 минут назад
Решить задачу. 10 класс
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Вы не можете общаться в чате, вы забанены.
Чтобы общаться в чате подтвердите вашу почту
Отправить письмо повторно
Вопросы без ответа
-
Математика1 час назад
Упростите выражение и найдите его значение при .
-
Химия2 часа назад
Какая масса соли образуется при взаимодействии 68г фосфорной кислоты с хлоридом бария?
2H3PO4 + 3BaCl2 → Ba3(PO4)2 ↓ +6HCl
Топ пользователей
-
Fedoseewa27
20958
-
Sofka
7416
-
vov4ik329
5112
-
DobriyChelovek
4620
-
zlatikaziatik
3750
-
olpopovich
3461
-
manbenzopila
2540
-
Udachnick
1867
-
Zowe
1683
-
ViktoriaBell0
1255
Войти через Google
или
Запомнить меня
Забыли пароль?
У меня нет аккаунта, я хочу Зарегистрироваться
Выберите язык и регион
Русский
Россия
English
United States
How much to ban the user?
1 hour
1 day
Данный урок посвящен изучению свойств алюминия. Из материалов урока Вы узнаете с какими веществами и при каких условиях взаимодействует алюминий, в каком виде он встречается в природе.
I. Научно-популярный фильм: “Алюминий”
II. Характеристика III-А группы
Главную подгруппу III группы периодической системы составляют бор (В), алюминий (Аl), галлий (Ga), индий (In) и таллий (Тl).
Как видно из приведенных данных, все эти элементы были открыты в XIX столетии.
Открытие металлов главной подгруппы III группы
В | Al | Ga | In | Tl |
1806 г. | 1825 г. | 1875 г. | 1863 г. | 1861 г. |
Г.Люссак, | Г.Х.Эрстед | Л. де Буабодран | Ф.Рейх, | У.Крукс |
Л. Тенар | (Дания) | (Франция) | И.Рихтер | (Англия) |
(Франция) | (Германия) |
Бор представляет собой неметалл. Алюминий — переходный металл, а галлий, индий и таллий — полноценные металлы. Таким образом, с ростом радиусов атомов элементов каждой группы периодической системы металлические свойства простых веществ усиливаются.
III.Положение алюминия в таблице Д. И. Менделеева. Строение атома, проявляемые степени окисления
Элемент алюминий расположен в III группе, главной «А» подгруппе, 3 периоде периодической системы, порядковый номер №13, относительная атомная масса Ar(Al) = 27. Его соседом слева в таблице является магний – типичный металл, а справа – кремний – уже неметалл. Следовательно, алюминий должен проявлять свойства некоторого промежуточного характера и его соединения являются амфотерными.
Al +13 )2)8)3 , p – элемент,
Основное состояние 1s22s22p63s23p1 |
|
Возбуждённое состояние 1s22s22p63s13p2 |
|
Алюминий проявляет в соединениях степень окисления +3:
Al0 – 3 e— → Al+3
IV. Физические свойства
Алюминий в свободном виде — серебристо-белый металл, обладающий высокой тепло- и электропроводностью. Температура плавления 650 оС. Алюминий имеет невысокую плотность (2,7 г/см3) — примерно втрое меньше, чем у железа или меди, и одновременно — это прочный металл.
V. Нахождение в природе
По распространённости в природе занимает 1-е среди металлов и 3-е место среди элементов, уступая только кислороду и кремнию. Процент содержания алюминия в земной коре по данным различных исследователей составляет от 7,45 до 8,14 % от массы земной коры.
В природе алюминий встречается только в соединениях (минералах).
Некоторые из них:
- Бокситы — Al2O3 • H2O (с примесями SiO2, Fe2O3, CaCO3)
- Нефелины — KNa3[AlSiO4]4
- Алуниты — KAl(SO4)2 • 2Al(OH)3
- Глинозёмы (смеси каолинов с песком SiO2, известняком CaCO3, магнезитом MgCO3)
- Корунд — Al2O3
- Полевой шпат (ортоклаз) — K2O×Al2O3×6SiO2
- Каолинит — Al2O3×2SiO2 × 2H2O
- Алунит — (Na,K)2SO4×Al2(SO4)3×4Al(OH)3
- Берилл — 3ВеО • Al2О3 • 6SiO2
Боксит |
|
Al2O3 | Корунд
|
Рубин
| |
Сапфир
|
VI.Химические свойства алюминия и его соединений
Алюминий легко взаимодействует с кислородом при обычных условиях и покрыт оксидной пленкой (она придает матовый вид).
Опыт: “Демонстрация оксидной пленки алюминия”
Алюминий |
|
Толщина оксидной пленки 0,00001 мм, но благодаря ней алюминий не коррозирует. Для изучения химических свойств алюминия оксидную пленку удаляют. (При помощи наждачной бумаги, или химически: сначала опуская в раствор щелочи для удаления оксидной пленки, а затем в раствор солей ртути для образования сплава алюминия со ртутью – амальгамы).
1. Взаимодействие с простыми веществами
Алюминий уже при комнатной температуре активно реагирует со всеми галогенами, образуя галогениды. При нагревании он взаимодействует с серой (200 °С), азотом (800 °С), фосфором (500 °С) и углеродом (2000 °С), с йодом в присутствии катализатора — воды:
2Аl + 3S = Аl2S3 (сульфид алюминия)
2Аl + N2 = 2АlN (нитрид алюминия)
Аl + Р = АlР (фосфид алюминия)
4Аl + 3С = Аl4С3 (карбид алюминия)
2Аl + 3I2 = 2AlI3 (йодид алюминия)
Опыт: “Взаимодействие алюминия с йодом”
Все эти соединения полностью гидролизуются с образованием гидроксида алюминия и, соответственно, сероводорода, аммиака, фосфина и метана:
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4
В виде стружек или порошка он ярко горит на воздухе, выделяя большое количество теплоты:
4Аl + 3O2 = 2Аl2О3 + 1676 кДж.
Опыт: “Горение алюминия на воздухе”
Опыт: “Взаимодействие алюминия с кислородом воздуха”
2. Взаимодействие со сложными веществами
- Взаимодействие с водой
2Al + 6H2O = 2Al (OH)3 + 3H2
Опыт: “Взаимодействие алюминия с водорй (без оксидной пленки)”
- Взаимодействие с оксидами металлов:
Алюминий – хороший восстановитель, так как является одним из активных металлов. Стоит в ряду активности сразу после щелочно-земельных металлов. Поэтому восстанавливает металлы из их оксидов. Такая реакция – алюмотермия – используется для получения чистых редких металлов, например таких, как вольфрам, ваннадий и др.
3 Fe3O4 + 8 Al = 4 Al2O3 + 9 Fe +Q
Термитная смесь Fe3O4 и Al (порошок) –используется ещё и в термитной сварке.
Сr2О3 + 2Аl = 2Сr + Аl2О3
- Взаимодействие с кислотами:
С раствором серной кислоты: 2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2
С холодными концентрированными серной и азотной не реагирует (пассивирует). Поэтому азотную кислоту перевозят в алюминиевых цистернах. При нагревании алюминий способен восстанавливать эти кислоты без выделения водорода:
2Аl + 6Н2SО4(конц) = Аl2(SО4)3 + 3SО2 + 6Н2О
Аl + 6НNO3(конц) = Аl(NO3)3 + 3NO2 + 3Н2О
- Взаимодействие со щелочами
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
Опыт: “Взаимодействие алюминия со щелочами”
Na[Аl(ОН)4] – тетрагидроксоалюминат натрия
По предложению химика Горбова, в русско-японскую войну эту реакцию использовали для получения водорода для аэростатов.
- С растворами солей:
2Al + 3CuSO4 = Al2(SO4)3 + 3Cu
Если поверхность алюминия потереть солью ртути, то происходит реакция:
2Al + 3HgCl2 = 2AlCl3 + 3Hg
Выделившаяся ртуть растворяет алюминий, образуя амальгаму.
Обнаружение ионов алюминия в растворах:
Опыт: “Качественная реакция на алюминий”
VII. Применение алюминия и его соединений
Рисунок 1
Рисунок 2
Физические и химические свойства алюминия обусловили его широкое применение в технике. Крупным потребителем алюминия является авиационная промышленность: самолет на 2/3 состоит из алюминия и его сплавов. Самолет из стали оказался бы слишком тяжелым и смог бы нести гораздо меньше пассажиров. Поэтому алюминий называют крылатым металлом.Из алюминия изготовляют кабели и провода: при одинаковой электрической проводимости их масса в 2 раза меньше, чем соответствующих изделий из меди.
Учитывая коррозионную устойчивость алюминия, из него изготовляют детали аппаратов и тару для азотной кислоты. Порошок алюминия является основой при изготовлении серебристой краски для защиты железных изделий от коррозии, а также для отражения тепловых лучей такой краской покрывают нефтехранилища, костюмы пожарных.
Оксид алюминия используется для получения алюминия, а также как огнеупорный материал.
Гидроксид алюминия – основной компонент всем известных лекарств маалокса, альмагеля, которые понижают кислотность желудочного сок.
Соли алюминия сильно гидролизуются. Данное свойство применяют в процессе очистки воды. В очищаемую воду вводят сульфат алюминия и небольшое количество гашеной извести для нейтрализации образующейся кислоты. В результате выделяется объемный осадок гидроксида алюминия, который, оседая, уносит с собой взвешенные частицы мути и бактерии.
Таким образом, сульфат алюминия является коагулянтом.
VIII. Получение алюминия
1) Современный рентабельный способ получения алюминия был изобретен американцем Холлом и французом Эру в 1886 году. Он заключается в электролизе раствора оксида алюминия в расплавленном криолите. Расплавленный криолит Na3AlF6 растворяет Al2O3, как вода растворяет сахар. Электролиз “раствора” оксида алюминия в расплавленном криолите происходит так, как если бы криолит был только растворителем, а оксид алюминия — электролитом.
2Al2O3 эл.ток→ 4Al + 3O2
В английской “Энциклопедии для мальчиков и девочек” статья об алюминии начинается следующими словами: “23 февраля 1886 года в истории цивилизации начался новый металлический век — век алюминия. В этот день Чарльз Холл, 22-летний химик, явился в лабораторию своего первого учителя с дюжиной маленьких шариков серебристо-белого алюминия в руке и с новостью, что он нашел способ изготовлять этот металл дешево и в больших количествах”. Так Холл сделался основоположником американской алюминиевой промышленности и англосаксонским национальным героем, как человек, сделавшим из науки великолепный бизнес.
2) 2Al2O3 + 3 C = 4 Al + 3 CO2
ЭТО ИНТЕРЕСНО:
- Металлический алюминий первым выделил в 1825 году датский физик Ханс Кристиан Эрстед. Пропустив газообразный хлор через слой раскаленного оксида алюминия, смешанного с углем, Эрстед выделил хлорид алюминия без малейших следов влаги. Чтобы восстановить металлический алюминий, Эрстеду понадобилось обработать хлорид алюминия амальгамой калия. Через 2 года немецкий химик Фридрих Вёллер. Усовершенствовал метод, заменив амальгаму калия чистым калием.
- В 18-19 веках алюминий был главным ювелирным металлом. В 1889 году Д.И.Менделеев в Лондоне за заслуги в развитии химии был награжден ценным подарком – весами, сделанными из золота и алюминия.
- К 1855 году французский ученый Сен- Клер Девиль разработал способ получения металлического алюминия в технических масштабах. Но способ был очень дорогостоящий. Девиль пользовался особым покровительством Наполеона III, императора Франции. В знак своей преданности и благодарности Девиль изготовил для сына Наполеона, новорожденного принца, изящно гравированную погремушку – первое «изделие ширпотреба» из алюминия. Наполеон намеревался даже снарядить своих гвардейцев алюминиевыми кирасами, но цена оказалась непомерно высокой. В то время 1 кг алюминия стоил 1000 марок, т.е. в 5 раз дороже серебра. Только после изобретения электролитического процесса алюминий по своей стоимости сравнялся с обычными металлами.
- А знаете ли вы, что алюминий, поступая в организм человека, вызывает расстройство нервной системы. При его избытке нарушается обмен веществ. А защитными средствами является витамин С, соединения кальция, цинка.
- При сгорании алюминия в кислороде и фторе выделяется много тепла. Поэтому его используют как присадку к ракетному топливу. Ракета «Сатурн» сжигает за время полёта 36 тонн алюминиевого порошка. Идея использования металлов в качестве компонента ракетного топлива впервые высказал Ф. А. Цандер.
IX. Тренажеры
Тренажёр №1 — Характеристика алюминия по положению в Периодической системе элементов Д. И. Менделеева
Тренажёр №2 — Уравнения реакций алюминия с простыми и сложными веществами
Тренажёр №3 — Химические свойства алюминия
X. Задания для закрепления
Задание №1. Для получения алюминия из хлорида алюминия в качестве восстановителя можно использовать металлический кальций. Составьте уравнение данной химической реакции, охарактеризуйте этот процесс при помощи электронного баланса.
Подумайте! Почему эту реакцию нельзя проводить в водном растворе?
Задание №2. Закончите уравнения химических реакций:
Al + H2SO4 (раствор) =
Al + CuCl2 =
Al + HNO3(конц) t-=
Al + NaOH + H2O =
Задание №3. Осуществите превращения:
Al -> AlCl3 -> Al -> Al2S3 -> Al(OH)3 —t->Al2O3 -> Al
Задание №4. Решите задачу:
На сплав алюминия и меди подействовали избытком концентрированного раствора гидроксида натрия при нагревании. Выделилось 2,24 л газа (н.у.). Вычислите процентный состав сплава, если его общая масса была 10 г?
ЦОРы
Научно-популярный фильм:“Алюминий”
Опыт: “Демонстрация оксидной пленки алюминия”
Опыт: “Взаимодействие алюминия с йодом”
Опыт: “Горение алюминия на воздухе”
Опыт: “Взаимодействие алюминия с кислородом воздуха”
Опыт: “Взаимодействие алюминия с водорй (без оксидной пленки”
Опыт: “Взаимодействие алюминия со щелочами”
Опыт: “Качественная реакция на алюминий”
Содержание
- 1 Свойства алюминия
- 2 Механические свойства алюминия
- 3 Описание и характеристики
- 4 Применение алюминия [3]
- 5 Получение алюминия
- 6 Соединения алюминия — Галогениды
- 7 Соединения алюминия — Оксид алюминия
- 8 Соединения алюминия — Гидроксид алюминия
- 9 Соединения алюминия — Квасцы
- 10 Класификация сплавов алюминия
- 11 Деформируемые алюминиевые сплавы, не упрочняемые термической обработкой
- 12 Деформируемые алюминиевые сплавы, упрочняемые термической обработкой
- 13 Литейные алюминиевые сплавы
- 14 Коррозионная стойкость алюминиевых сплавов
- 15 Анодирование алюминия
- 16 Сварка алюминиевых сплавов
- 17 Сварочные материалы для алюминия и его сплавов [5]
- 18 Сварочная проволока для сварки в защитных газах разнородных сплавов на алюминиевой основе [5]
- 19 Значения ударной вязкости и угла изгиба сварных соединений алюминиевых сплавов [5]
- 20 Типы сварных соединений для ручной, автоматической и полуавтоматической сварки алюминия и его сплавов [5]
- 21 Режимы ручной дуговой сварки алюминия марок А99, A85, A8, A7, A6, А5, АД00, АД0, АД1 [5]
- 22 Максимальная температура подогрева алюминия и его сплавов перед ручной аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом [5]
- 23 Режимы ручной аргонодуговой сварки неплавящимся электродом алюминия и его сплавов [5]
- 24 Состав флюсов, % при автоматической сварки по флюсу [5]
- 25 Рекомендуемые режимы автоматической дуговой сварки по флюсу стыковых двусторонних швов алюминия и его сплавов (С7 по ГОСТ 14806) [5]
- 26 Рекомендуемые защитные газовые смеси и режимы сварки в зависимости от толщины материала (полуавтоматическая сварка плавящимся электродом) [5]
- 27 Рекомендуемые режимы автоматической сварки в защитных газах плавящимся электродом алюминия и его сплавов [5]
- 28 Рекомендуемые режимы полуавтоматической сварки в защитных газах плавящимся электродом алюминия и его сплавов [5]
- 29 Размеры прихваток при сборке под плазменную сварку алюминия, мм [5]
- 30 Режимы ручной плазменной сварки алюминия [5]
- 31 Режимы автоматической плазменной сварки [5]
- 32 Характеристика лома и отходов алюминия и его сплавов и технические требования к ним (ГОСТ Р 54564-2011)
- 33 Изделия с содержанием алюминия и алюминиевых сплавов [4]
- 34 Лом и отходы алюминия и его сплавов (ГОСТ 1639-2009)
- 35 Химический состав марок алюминия [6]
- 36 Химический состав алюминиевых сплавов систем алюминий-медь-магний (Al-Cu-Mg) и алюминий-медьмарганец (Al-Cu-Mn) [6]
- 37 Химический состав алюминиевых сплавов системы алюминий-марганец (Al-Mn) [6]
- 38 Химический состав алюминиевых сплавов системы алюминий-кремний (Al-Si) [6]
- 39 Химический состав алюминиевых сплавов системы алюминий-магний (Al-Mg) [6]
- 40 Химический состав алюминиевых сплавов системы алюминий-магний-кремний (Al-Mg-Si) [6]
- 41 Химический состав алюминиевых сплавов системы алюминий-цинк-магний (Al-Zn-Mg); [6]
- 42 Химический состав алюминиевых сплавов системы алюминий-железо (Al-Fe) [6]
- 43 Химический состав алюминиевых сплавов системы алюминий-литий (Al-Li) [6]
- 44 Химический состав алюминиевые сплавы, предназначенные для изготовления проволоки для холодной высадки [6]
- 45 Химический состав алюминиевых сплавов, предназначенных для изготовления сварочной проволоки [6]
- 46 Химический состав алюминиевых сплавов, предназначенных для изготовления сварочной проволоки (продолжение) [6]
- 47 Библиографический список
- 48 Узнать еще
Свойства алюминия
- Алюминий (Aluminium) является химическим элементом III группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева;
- Al — обозначение алюминия в периодической системы элементов Д. И. Менделеева;
- порядковый номер — 13;
- атомный вес А = 26,97;
- Алюминий имеет кубическую гранецентрированную кристаллическую решетку с периодом 4,0414 А;
- Электронная конфигурация — 3s2p1
- Плотность — 2,7*103кг/м3;
- Удельное сопротивление при 20 °C, 106 Ом*см — 2,7;
- Коэффициент теппроводности при 20 °C, Вт/(м*К) — 221,9;
- Технический алюминий плавится при температуре — 658°С;
- Температура кипения — 2500°С;
- Характерная особенность алюминия — его малый удельный вес (2,72 г/см3), большая пластичность, высокая электропроводность и теплопроводность;
- Стандартный электродный потенциал алюминия равен — 1,663 В;
Механические свойства алюминия
Предел прочности, МПа | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % | Поперечное сужение, % | Модуль упругости, 103 ГПа | Твердость НВ, ГПа |
61,74 | 20,58 | 60 | 70 | 68,6 | 0,147 |
Описание и характеристики
Алюминий (Aluminium) — серебристо-белый легкий металл, самый распространенный в земной коре. Он легко вытягивается в проволоку и прокатывается в тонкие листы. Он входит в состав глин, полевых шпатов, слюд и многих других минералов. Общее содержание алюминия в земной коре составляет 8% (масс.).
Основным сырьем для производства алюминия служат бокситы, содержащие 32—60% глинозема Al2O3. К важнейшим алюминиевым рудам относятся также алунит K2SO4*Al2(SO4)*2Al2O3*6H2O и нефелин Na2O*Al2O3*2SiO2.
Впервые алюминий был получен Велером в 1827 г. действием металлического калия на хлорид алюминия. Однако, несмотря на широкую распространенность в природе, алюминий до конца XIX века принадлежал к числу редких металлов.
В настоящее время алюминий в громадных количествах получают из оксида алюминия Al2O3 электролитическим методом. Используемый для этого оксид алюминия должен быть достаточно чистым, поскольку из выплавленного алюминия примеси удаляются с большим трудом. Очищенный Al2O3 получают переработкой природного боксита.
Получение алюминия — сложный процесс, сопряженный с большими трудностями. Основное исходное вещество — оксид алюминия — не проводит электрический ток и имеет очень высокую температуру плавления (около 2050°C). Поэтому электролизу подвергают расплавленную смесь криолита Na3[AlF6] и оксида алюминия. Смесь, содержащая около 10% (масс.) Al2O3, плавится при 960 °C и обладает электропроводностью, плотностью и вязкостью, наиболее благоприятствующими проведению процесса. Для дополнительного улучшения этих характеристик в состав смеси вводят добавки AlF3, CaF2 и MgF2. Благодаря этому проведение электролиза оказывается возможным при 950 °C.
Одинаковое строение внешнего электронного слоя атомов бора и алюминия обусловливает сходство в свойствах этих элементов. Так, для алюминия, как и для бора, характерна только степень окисленности +3. Однако при переходе от бора к алюминию сильно возрастает радиус атома (от 0,091 до 0,143 нм) и, кроме того, появляется еще один промежуточный восьмиэлектронный слой, экранирующий ядро. Все это приводит к ослаблению связи внешних электронов с ядром и к уменьшению энергии ионизации атома. Поэтому у алюминия металлические свойства выражены гораздо сильнее, чем у бора. Тем не менее, химические связи, образуемые алюминием с другими элементами, имеют в основном ковалентный характер.
Другая особенность алюминия (как и его аналогов — галлия, индия и таллия) по сравнению с бором заключается в существовании свободных d-подуровней во внешнем электронном слое его атома. Благодаря этому координационное число алюминия в его соединениях может равняться не только четырем, как у бора, но и шести.
Разбавленные соляная и серная кислоты легко растворяют алюминий, особенно при нагревании. Сильно разбавленная и холодная концентрированная азотная кислота алюминий не растворяет.
При действии на алюминий водных растворов щелочей слой оксида растворяется, причем образуются алюминаты — соли, содержащие алюминий в составе аниона:
Al2O3 + 2NaOH + 3Н20 = 2Na[Al(OH)4]
Алюминий, лишенный защитной пленки, взаимодействует с водой, вытесняя из нее водород:
2Аl + 6Н20 = 2Аl(ОН)3 + 3H2 ↑
Образующийся гидроксид алюминия реагирует с избытком щелочи, образуя гидроксоалюминат:
А1(ОН)3 + NaOH = Na[Al(OH)4]
Удвоив последнее уравнение и сложив его с предыдущим, получим суммарное уравнение растворения алюминия в водном растворе щелочи:
2Аl + 2NaOH + 6Н2O = 2Na[Al(OH)4] + 3Н2 ↑
Алюминий заметно растворяется в растворах солей, имеющих вследствие их гидролиза кислую или щелочную реакцию, например, в растворе Al2O3.
Если порошок алюминия (или тонкую алюминиевую фольгу) сильно нагреть, то он воспламеняется и сгорает ослепительным белым пламенем, образуя оксид алюминия Al2O3.
Алюминий высокой чистоты марки AB0000 содержит не менее 99,996% алюминия, технический алюминий марки А3 содержит не менее 98,0% алюминия.
Чем чище алюминий, тем выше его пластичность. Основными примесями технического алюминия являются железо и кремний, которые снижают пластичность и повышают прочность металла.
Нагартовкой можно значительно повысить прочностные и понизить пластические свойства алюминия.
Для устранения наклепа алюминий подвергают отжигу при температуре 330-360°C.
С повышением температуры испытания, механические свойства алюминия изменяются. С повышением температуры прочность алюминия понижается, а пластические свойства увеличиваются. [1]
Применение алюминия [3]
Алюминий наиболее распространенный в земной коре металл, однако в значительных количествах он был получен только в конце девятнадцатого века. До настоящего времени находят все новые области применения этого металла, который имеет малую плотность и хорошо сопротивляется коррозии. Будучи совершенно нетоксичным, он представляет собой идеальный материал для упаковки пищевых продуктов.
Удивительно, что алюминий, обладая хорошей теплопроводностью, может использоваться также в качестве термоизолятора. В качестве теплопроводника его применяют для изготовления кастрюль и кулинарной фольги. Теплоизоляционные свойства алюминия обусловлены его способностью отражать радиационное тепло (т. е. инфракрасные лучи). Преждевременно родившихся детей иногда заворачивают в алюминиевую фольгу, которая сохраняет теплоту, отражая теплоизлучение тела.
Пожарные в США используют костюмы, покрытые алюминием для отражения теплового излучения. Полированный алюминий используют в рефлекторах автомобильных фар. Алюминий хорошо проводит электричество и заменяет медь в электрических проводах. Мачты высоковольтных линий электропередач можно располагать в случае алюминиевых проводов на больших
расстояниях друг от друга, так как алюминий легче проводов меди. Алюминий как конструкционный материал имеет несомненные преимущества перед железом, так как он легок и не корродирует. Чистый алюминий слишком мягок и потому используются его сплавы (Al/Mg или Al/Mg/Cu), например, в самолето- и кораблестроении. Все большее и большее число деталей автомашин делают из алюминия.
Использование алюминиевых сплавов в конструкциях возможно благодаря тому, что металл покрыт тонкой пленкой оксида алюминия, которая предохраняет его от действия веществ, вызывающих коррозию.
В процессах анодирования алюминий является анодом электролитической ячейки с серной или хромовой кислотами. В этом случае слой оксида получается толще, он гидратирован и способен абсорбировать красители. Окрашенный анодированный алюминий используют для декоративного обрамления окон и дверей, он устойчив по отношению к коррозии.
Большое распространение получил сплав дюралюминий (дуралюмин, дюраль) состава:
- ≈92-94 % Al;
- 3,5-4 % Cu;
- остальное — Mg, Mn, Fe, Si (no 0,1 — 1 %).
Сплав был получен в 1906 г. Вильмом (4,5 % Си; 0,5-1,0 % Mg и 0,5 % Мп) на заводе в г. Duren — отсюда и название сплава.
Получение алюминия
Алюминиевой рудой является боксит — двуводный оксид алюминия Al2O3*2H2O, который в качестве примесей содержит диоксид кремния и оксид железа (III).
Чистый оксид алюминия получают из руды, используя то обстоятельство, что он амфотерен, в то время как оксиды кремния (IV) и железа (III) — кислотный и основной оксиды. В соответствии с этим и обрабатывают руду.
Алюминий получают электролизом оксида.
Темпера плавления оксида (2050 °С) очень высока, электролизом расплава и поэтому электролизу подвергают расплавленную смесь его с криолитом (гексафторалюминат натрия Na3AlF6) и фторидами кальция и алюминия.
Оксид алюминия растворяется в расплаве, который и подвергают электролизу при 850 °С; в результате образуются алюминий и кислород.
Электролиз — дорогой способ получения металлов из руд.
Соединения алюминия — Галогениды
Могут быть получены прямым синтезом или при нагревании алюминия в токе галогено-водорода:
2Al + 3X2 → 2AlX3;
2Al + 6HX → 2AlX3 + 3H2.
Хлорид алюминия сублимируется в виде димера Димеризация Al2Cl6. Он быстро реагирует с водой, образуя Al3+ (водн.) Cl (водн.).
Бромид и иодид также существуют в виде димеров в газообразном состоянии. Они диссоциируют на мономеры при дальнейшем нагревании. Хлорид, бромид и иодид растворяются в неполярных растворителях типа бензола.
Их используют в качестве катализаторов некоторых органических реакций из-за способности проявлять себя как кислоты Льюиса (акцепторы электронов).
Соединения алюминия — Оксид алюминия
Оксид алюминия составляет основу минерала боксита. Он амфотерен: с кислотами реагирует, образуя соли с ионом [Al(H2O6)]3+ [обычно записывают как А13+ (водн.)], а с щелочами образует соли — тетрагидроксоалюминаты — с ионом Al(OH)4 (алюминат-ион).
Оксид алюминия катализирует крекинг алканов в нефтехимической промышленности и дегидратацию этанола при получении этана.
Он часто служит сорбентом в хроматографических колонках.
Соединения алюминия — Гидроксид алюминия
Гидроксид алюминия — белый, гелеобразный осадок, образующийся при добавлении раствора аммиака к раствору соли алюминия. Он амфотерен. При стоянии теряет воду, переходя в гидратированный оксид.
Гидроксид алюминия применяют как протраву в красильном деле. Ткань вымачивают в растворе сульфата алюминия и при добавлении щелочи гелеобразный осадок гидроксида алюминия осаждается на волокнах ткани. При погружении ткани в красильный чан, краска адсорбируется осадком и удерживается благодаря заряду на ионе алюминия.
Соединения алюминия — Квасцы
Сульфат алюминия кристаллизуется в виде кристаллогидрата Al2(SO4)3— 18H2O.
При совместной кристаллизации из раствора, содержащего эквимолярные количества сульфатов алюминия и калия, выкристаллизовывается двойная соль: 24-гидрат сульфата алюминия-калия K2SO4*Al2(SO4)3*24H2O.
Это не комплексная соль: в растворе она ведет себя как смесь двух солей.
Двойная соль имеет большую энергию решетки, из-за чего она менее растворима, чем простые образующие ее соли.
Кристаллы такой же октаэдрической формы получены для других двойных солей. Они названы квасцами.
Кристаллы изоморфны (одинаковой формы) потому, что расположение ионов в разных солях одинаково.
Если кристалл квасцов помещают в насыщенный раствор других квасцов, он продолжает расти, так как на нем происходит кристаллизация этих квасцов.
Класификация сплавов алюминия
Существуют две основные группы алюминиевых сплавов:
- деформируемые,
- литейные.
Деформируемые сплавы, в свою очередь, делятся на:
- не упрочняемые термической обработкой,
- упрочняемые термической обработкой.
К сплавам, не упрочняемым термической обработкой, относятся однофазные, состоящие из однородного твердого раствора. Эти сплавы характеризуются невысокой прочностью и высокой пластичностью. Упрочнение таких сплавов может быть достигнуто нагартовкой. Из этой группы сплавов наибольшее распространение нашли сплавы алюминия с марганцем и алюминия с магнием.
К сплавам, упрочняемым термической обработкой, относятся сплавы, обладающие ограниченной растворимостью в твердом состоянии. К этой группе относятся сплавы алюминия с магнием и кремнием и алюминия с медью и магнием.
Среди литейных сплавов наибольший интерес представляют сплавы алюминия с кремнием — силумины. Упрочнение этих сплавов достигается их термической обработкой.
Деформируемые алюминиевые сплавы, не упрочняемые термической обработкой
Из этой группы сплавов наибольшее распространение нашли сплавы алюминия с марганцем и магнием.
Сплавы алюминия с марганцем обычно состоят из бедного марганцем твердого раствора а (содержащего 0,05% марганца) и фазы MnAl6. Вредной примесью в алюминиево-марганцевистых сплавах является железо, которое способствует образованию хрупкого химического соединения (FeMn)Al6 и резкому снижению пластических свойств сплава. Примеси кремния в этом случае влияют положительно, так как кремний связывает железо в более легко деформирующиеся фазы типа AlFeSi.
Характерными свойствами алюминиево-марганцевистых сплавов является их высокая коррозионная стойкость, хорошая свариваемость и большая чем у алюминия прочность.
Механические свойства алюминиево-марганцевистого сплава можно изменить нагартовкой. Нагартовкой можно почти в 2 раза повысить прочность алюминиево-марганцевистого сплава.
Механические свойства алюминиево-марганцевистого сплава изменяются в зависимости от температуры. С повышением температуры прочность сплава понижается.
Сплавы алюминия с магнием характеризуются высоким сопротивлением коррозии, хорошей свариваемостью. Механические свойства алюминиево-магниевых сплавов более высокие, чем у сплавов алюминия с марганцем.
Деформируемые сплавы алюминия с магнием, применяемые в нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности, содержат обычно не более 6-7% магния. Магний имеет достаточно высокую растворимость в алюминии, поэтому сплавы, содержащие до 7% магния, являются практически однофазными и, следовательно, не подвергаются термической обработке. При содержании в сплаве более 8% магния они приобретают возможность упрочняться термической обработкой. Однако ввиду специфических трудностей горячего деформирования слитков алюминиево-магниевые сплавы, содержащие 8% магния и более, не нашли практического применения.
Алюминиево-магниевые сплавы склонны к образованию крупного зерна. Для измельчения зерна в сплавы вводятся специальные добавки марганца, хрома, ванадия и титана.
Примеси железа и кремния ухудшают свойства сплава, поэтому их содержание не допускается выше 0,5-0,6%. Присутствие меди несколько увеличивает прочностные свойства сплавов, но приводит к ухудшению его коррозионной стойкости.
В процессе нагартовки повышаются прочность и снижаются пластические свойства алюминиево-магниевых сплавов.
С повышением температуры прочность алюминиевомагниевых сплавов снижается. Особенно сильное снижение прочности наблюдается при температурах 150-200°C. Поэтому алюминиево-магниевые сплавы применяются обычно при температурах не выше 150°C. [1]
Из алюминиево-магниевых сплавов изготовляются:
- листы,
- профили,
- трубы,
- прутки.
Деформируемые алюминиевые сплавы, упрочняемые термической обработкой
Сплавы, упрочняемые термической обработкой, относятся к сплавам, обладающим ограниченной растворимостью в твердом состоянии, предел растворимости которых меняется с изменением температуры. Задача термической обработки заключается в фиксации при комнатных температурах пересыщенного1 твердого раствора. Это достигается нагревом сплава до температуры, обеспечивающей получение равновесного однородного твердого раствора и последующим быстрым охлаждением (закалка).
При длительных выдержках закаленного сплава при комнатных температурах происходит его естественное старение. Старение сопровождается самопроизвольным переходом закаленного твердого раствора в более устойчивое состояние. При повышении температуры выдержки процесс распада твердого раствора идет быстрее (искусственное старение). Процессы старения сопровождаются упрочнением сплава.
К числу наиболее важных и распространенных сплавов, упрочняемых закалкой с последующим старением, относятся сплавы алюминия с магнием и кремнием, с медью, магнием и цинком, с медью и магнием.
Сплавы алюминия с магнием и кремнием принадлежат к тройной системе Al-Mg-Si и лежат обычно вблизи квазибинарного разреза А1-Mg2-Si в области концентрации с избытком кремния. Закалка этих сплавов осуществляется после нагрева сплава в интервале температур 530-550°C. Наибольший эффект упрочнения наблюдается при искусственном старении при температурах 140-160°C в течение 6-10 ч.
Сплавы алюминия с медью и магнием (типа дуралюминий) принадлежат к тройной системе Al-Cu-Mg. Упрочняющими фазами в них являются соединения CuAl2 и Al2 CuMg. Обычным видом термической обработки дуралюминов является закалка и старение.
Термическая обработка для упрочнения дюралюминия сводится к следующим операциям:
- закалка с охлаждением в воде. Температура нагрева для сплава Д1 — 505-510°C, для сплавов Д6 и Д16 — 495-503°C;
- естественное старение.
В результате старения при комнатной температуре, дюралюминий приобретает высокие механические свойства и хорошую сопротивляемость коррозии.
Искусственное старение при повышенных температурах не обеспечивает получения максимальных свойств и снижает сопротивление коррозии.
Кратковременный нагрев наклепанного дюралюминия при 250-270°C после естественного старения, вновь возвращает сплаву свойства, полученные в результате закалки — возврат.
Процесс возврата используется в практике вместо вторичной закалки при холодной штамповке состарившегося дюралюминия.
Для создания жестких и прочных конструкций (например, вышка буровой установки) применяемые материалы должны обладать высоким модулем упругости в сочетании с высокой прочностью.
Термическая обработка, холодная и горячая деформация не оказывают существенного влияния на величину модуля упругости деформируемых алюминиевых сплавов.
Единственным путем, существенно повышающим модуль упругости, является легирование алюминиевых сплавов элементами, обладающими высоким модулем упругости.
К таким элементам относятся бериллий (Е = 31 000 кГ/мм2) и кремний (Е = 11 950 кГ/мм2). Легирование алюминия кремнием неэффективно, так как для повышения модуля упругости алюминиевых сплавов пришлось бы вводить более 50% Si.
Наиболее эффективной добавкой для повышения модуля упругости алюминиевых сплавов является бериллий.
Высокомодульные алюминиево-бериллиевые сплавы имеют достаточную технологическую пластичность и прессуются, катаются и штампуются значительно лучше, чем чистый бериллий. При высоких содержаниях бериллия двойные сплавы Al-Be имеют высокий модуль упругости, но обладают недостаточной прочностью, и малым сопротивлением ползучести.
Для повышения предела прочности сплавов содержание бериллия увеличивают до 57-76%. Однако при этом заметно снижается пластичность.
Сплавы, не упрочняемые термической обработкой, характеризуются тем, что они способны выдерживать длительные нагревы до 500°C без изменения своих механических свойств.
При применении алюминиево-бериллиевых сплавов в конструкциях, для которых решающим расчетным критерием является жесткость (модуль упругости), можно получить снижение веса конструкций на 20-50%. [1]
Литейные алюминиевые сплавы
В нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности находят применение литейные алюминиевые сплавы, обладающие высокой коррозийной стойкостью и малым удельным весом.
Наибольшее распространение получили сплавы алюминия с кремнием, магнием и медью.
Сплавы алюминия с кремнием (силумины), содержащие 9-13% кремния, обладают высокой жидкотекучестью и хорошо отливаются в форму. Эти сплавы характеризуются достаточно высокой коррозионной стойкостью. Для повышения механических свойств силуминов их дополнительно легируют магнием, медью и марганцем. Наличие в сплаве присадок магния и меди приводит к образованию соединений CuAl2 и Mg2 Si, а также Аl-Cu-Mg-Si (так называемой W-фазы), которые в процессе термической обработки (закалка и старение) упрочняют сплавы. Содержание меди в силуминах не должно быть, больше 3%, так как в противном случае резко понижаются пластические и коррозионные свойства сплава. Вредной примесью в силуминах является железо, образующее с алюминием и кремнием тройные фазы a (Fe2 SiAl7 и и FeSiAl5). Наличие этих фаз, а также FeAl3, снижает прочность и пластические свойства сплавов этой группы. Для борьбы с вредным действием железа в сплавы добавляют марганец (обычно не больше 0,5%).
Повысить механические свойства силуминов можно за счет модифицирования их небольшим количеством натрия.
С повышением температуры прочность литейных алюминиевых сплавов снижается.
Благоприятное влияние на свойства литейных алюминиевых сплавов оказывает бериллий, когда его содержание не превышает 0,5-1,0%. Дальнейшее повышение количества бериллия способствует значительному росту зерна. Для измельчения структуры силуминов, содержащих бериллий, необходимо дополнительное модифицирование. Введение в алюминиевые сплавы некоторых тугоплавких компонентов (титана, циркония и др.) вызывает сильное измельчение зерна. [1]
Коррозионная стойкость алюминиевых сплавов
На воздухе поверхность алюминия быстро теряет металлический блеск, по¬крываясь тонкой и прочной защитной пленкой, состоящей из окиси алюминия. Защитная пленка предохраняет металл от дальнейшего окисления. Толщина защитной пленки обычно 50-70 А. Чистый атмосферный воздух не вызывает коррозии алюминия. В загрязненной атмосфере промышленных городов, а так¬же на морском побережье происходит заметная коррозия алюминия. Однако с течением времени скорость ее уменьшается: если для первых шести месяцев коррозия составляет 1-2 мм/год, то в дальнейшем снижается до 0,1 мм/год и меньше.
Вода обычно способствует коррозии алюминия. Однако в некоторых случа¬ях, разбавляя и вымывая с поверхности алюминия осадки, вызывающие кор¬розию, вода может уменьшать скорость последней. Если мягкая вода не при¬водит к значительному коррозионному разрушению, то жесткая вода часто вызывает точечную коррозию алюминия или его сплавов. Присутствие в воде (как мягкой, так и жесткой) меди увеличивает коррозию алюминия. Щелочные воды также разрушают алюминиевые изделия. С повышением температуры скорость коррозии алюминия и его сплавов в жидкой среде обычно возрастает. Но иногда нагрев может оказать и благоприятное действие, ускоряя высыхание поверхности, подвергающейся коррозии, т. е. сокращая соприкосновения коррозионной среды с поверхностью алюминия.
Движение коррозионной жидкости также увеличивает скорость коррозии алюминия, но в некоторых случаях движение агрессивной жидкости может не повышать точечной коррозии алюминия, а даже снижать скорость коррозии вследствие предотвращения или уменьшения выпадения осадка, вызывающего разрушение металла.
Коррозионная стойкость алюминия в зависимости от типа и характера почвы изменяется в широких пределах. Коррозия алюминия во влажной почве обычно наблюдается в виде точек или местных поражений, сопровождающихся небольшой потерей веса металла.
Значительный интерес представляет коррозионная стойкость алюминия в средах, встречающихся на нефтехимических заводах.
Алюминий можно использовать для изготовления аппаратуры, соприкасающейся с жирными кислотами при температурах до 50°C. При более высокой температуре коррозионная стойкость алюминия резко ухудшается.
В условиях солянокислых сред, особенно в средах, содержащих дополнительно сероводород, алюминий подвергается значительному коррозионному разрушению. Таким образом, с повышением температуры испытания скорость коррозии алюминия резко возрастает.
Примеси, присутствующие в техническом алюминии, оказывают существенное влияние на его коррозионную стойкость. Наиболее нежелательные примеси в техническом алюминии — железо и медь. Они приводят к быстрому коррозионному разрушению алюминия.
Примеси элементов, обладающих отличными от алюминия электродными потенциалами, приводят к образованию местных зон вызывающих более быстрое коррозионное разрушение по сравнению с коррозионным разрушением чистого алюминия.
Значительный интерес представляет коррозионная стойкость алюминия в контакте с другими металлами.
Цинк является анодом по отношению к алюминию и, следовательно, на воздухе и в большинстве вод защищает его при взаимном контакте. Однако в контакте с оцинкованным железом цинковый слой может быстро разрушиться до обнажения железных участков, которые в паре с алюминием способны вызвать его коррозионное разрушение.
Кадмий является слабым катодом по отношению к алюминию. Поэтому кадмиевые покрытия достаточной толщины можно применять для защиты алюминия при контакте его с другими металлами.
В обычной атмосфере и в воде допускается контакт между нержавеющей сталью и алюминием. Однако в соленых или пластовых водах при аналогичном контакте алюминий может разрушаться.
При соединении алюминия со сталью или железом последние во избежание гальванической коррозии должны покрываться специальными защитными-покрытиями (кадмием, цинком).
Медь и ее сплавы при контакте с алюминием представляют неблагоприятную пару.
Алюминий и его сплавы применяются в качестве-материала деталей облегченных буровых установок, предназначенных для бурения нефтяных и газовых скважин.
В связи с этим значительный интерес представляет поведение алюминия и его сплавов в щелочных средах глинистых растворов, применяемых в процессе бурения.
Коррозионная стойкость алюминия и его сплавов зависит от химического состава глинистого раствора. Так, в глинистом растворе, содержащем 37% кудиновской глины и 10% УЩР (углещелочный реагент) содержащий 15 г угля и 2 г NaOH на 100 см3 воды), скорость коррозии в несколько раз меньше, чем в среде другого глинистого раствора.
Коррозионная стойкость алюминия и его сплавов в средах глинистого раствора ниже коррозийной стойкости углеродистой стали.
С повышением температуры испытания в глинистом растворе коррозионная стойкость алюминиевых сплавов еще более снижается.
В процессе испытания было замечено, что вначале коррозия алюминия и его сплавов идет с большой скоростью, затем скорость со временем уменьшается.
Для снижения степени коррозионного разрушения алюминия и его сплавов в средах глинистого раствора рекомендуется в последний вводить добавки жидкого стекла.
Добавление 0,5% жидкого стекла к глинистому раствору значительно повышает коррозионную стойкость алюминиевых сплавов, которые в этом случае не уступают по коррозионной стойкости углеродистой стали.
В связи с применением труб из алюминия и его сплавов при сооружении трубопроводов, представляет интерес почвенная коррозия этих труб.
Солончаковый грунт, по данным полуторагодичных полевых испытаний, вызывает образование коррозионных язв глубиной до 1,3-1,5 мм.
В большинстве грунтов алюминиевые трубопроводы необходимо защищать от коррозии.
Без защитных покрытий трубопроводы можно укладывать в однородные, хорошо аэрируемые нейтральные грунты при условии неглубокого заложения,
Помимо общей коррозии алюминиевых сплавов, последние в процессе эксплуатации могут подвергаться коррозионному растрескиванию. Коррозионное растрескивание алюминиевых сплавов наступает обычно при одновременном воздействии на металл коррозионной среды и напряжений.
Коррозионное растрескивание наблюдается на алюминиевомагниевых сплавах, содержащих более 7% магния. Указанные сплавы особенно резко проявляют склонность к коррозионному растрескиванию при получении предварительного наклепа с последующим отпуском при повышенных температурах. Эти обстоятельства необходимо учитывать при выборе сплава и режима его термической обработки применительно к решеткам конденсационно-холодильной и теплообменной аппаратуры.
Коррозионному растрескиванию подвержены также сплавы, упрочняемые термической обработкой. Для предотвращения этого вида коррозионного разрушения сплавы часто подвергаются плакированию.
Коррозионному растрескиванию подвергаются также литейные сплавы. Так, сплав, содержащий 10% магния, характеризуется высокой склонностью к коррозионному растрескиванию, если он после закалки охлаждался с небольшой скоростью. Выбором соответствующего режима термической обработки коррозионное растрескивание алюминиевых сплавов может быть предотвращено.
Для повышения коррозионной стойкости детали, изготовленной из алюминия или его сплавов, могут подвергаться анодированию. Процесс анодирования позволяет также повысить твердость и жаростойкость алюминия и его сплавов. [1]
Анодирование алюминия
Анодирование или анодное окисление — процесс образования на поверхности металла пленки, состоящей из окислов того же металла, путем электролиза.
Установлено, что непременным условием образования защитной пленки является применение электролитов, умеренно растворяющих пленку. Пленка состоит из почти безводной окиси алюминия, которая постепенно переходит в слой гидрированной окиси алюминия.
Существует метод глубокого анодирования деталей, изготовленных из алюминиевых сплавов. Пленки, полученные этим методом, отличаются высокой коррозионной устойчивостью и хорошим сцеплением с основным металлом.
Анодная обработка в этом случае производится в 20-25%-ном растворе серной кислоты при температуре от 10 до 0°C и анодной плотности тока 2,5 а/дм2. Для получения глубокой пленки при анодировании особое внимание следует обращать на охлаждение электролита и детали. При анодировании по этому режиму можно получить пленки толщиной 80-100 мк. Добавление ионов хлора в сернокислые ванны позволяет повысить плотность тока до 100-200 а/дм2 и ускорить процесс анодного окисления алюминия.
Покрытия толщиной 100-200 мк можно получать в смесях щавелевой и муравьиной кислот. [1]
Сварка алюминиевых сплавов
Одним из рациональных способов сварки алюминиевых сплавов валяется аргоно-дуговая сварка, обеспечивающая наиболее концентрированный нагрев и высшую температуру в месте сварки, а также более высокие, чем при газовой сварке, механические свойства сварного соединения. С увеличением толщины металла последнее преимущество еще более возрастает.
При газовой сварке из-за сильного перегрева образуется крупнозернистая структура металла с микротрещинами и рыхлостью между зернами, поэтому прочность сварного соединения понижается. Газовую сварку не рекомендуется применить при толщинах свыше 3 мм
Аргоно-дуговая сварка плавящимся электродом может быть автоматической и полуавтоматической. Последний способ применяется для получения коротких швов, имеющих сложную конфигурацию, или в труднодоступных местах, а аргоно-дуговая сварка — для алюминиевых конструкций с толщиной 4 мм и выше. В труднодоступных местах при сварке алюминиевых сплавов может быть применен также метод ручной аргоно-дуговой сварки вольфрамовым электродом.
Чистота инертного газа при сварке алюминиевых сплавов является основным условием качественной сварки. Примеси, допустимые в известных пределах при сварке других сплавов, при сварке алюминиевых сплавов совершенно недопустимы. Так, при использовании в качестве защитного газа — гелия чистотой около 98% не удалось достигнуть качественной сварки алюминия без применения флюсов. При использовании же гелия повышенной чистоты (99,8%) качественные сварные швы могут быть получены без применения флюса.
В качестве примесей в аргоне при сварке алюминиевых сплавов допускается не более 0,05% кислорода и не более 0,3% азота. Не допускается присутствие влаги.
Наиболее целесообразно при сварке алюминиевых сплавов для аргоно-дуговой сварки применять переменный электрический ток.
Поверхность алюминиевых сплавов обычно покрыта плотной защитной пленкой окисла алюминия. Эта пленка затрудняет зажигание и поддержание дуги при сварке, а также препятствует сплавлению основного и присадочного металла. Перед аргоно-дуговой сваркой эта пленка должна быть по возможности удалена с поверхности алюминиевой детали механическим или химическим путем.
При сварке алюминиевых сплавов, упрочняемых термической обработкой, механические свойства сварного соединения значительно ниже свойств основного металла, так как нагрев, вызываемый сваркой, снижает или полностью ликвидирует эффект упрочнения, вызванный термической обработкой. Если свариваемую конструкцию, изготовленную из термообрабатываемых алюминиевых сплавов, можно после сварки подвергнуть термической обработке, то прочность сварного соединения после этой обработки будет близка к прочности основного металла. Однако при термической обработке сварной конструкции необходимо учитывать возможность ее коробления и трещинообразования, особенно при сложной конфигурации узла.
При сварке изделий, изготовляемых из ряда алюминиевых сплавов, для избежания образования трещин в процессе сварки необходимо применять подогрев. [1]
Сварочные материалы для алюминия и его сплавов [5]
Марка алюминия и алюминиевых сплавов | Ручная дуговая сварка | Сварка в защитных газах (аргон, гелий, смесь) | Автоматическая дуговая сварка по флюсу | Плазменная сварка | ||
марка электродов или покрытия | марка сварочной проволоки по ГОСТ 7871 | марка сварочной проволоки по ГОСТ 7871 | марка сварочной проволоки по ГОСТ 7871 | марка флюса | марка сварочной проволоки по ГОСТ 7871 | |
А99, A85, A8, А7, А6 | АФ4а ОЗА-12) ЗАЛ-1 (АФ1) | А99 Св-А97 Св-А85Т | Св-А97 Св-А85Т | Св-А97 Св-А85Т | АН-А1 УФОК-А1 | Св-А85Т |
АД00 АД0, А5 АД1 | Cв-A85T Св-А5 | Cв-A85T Св-А5 | Св-А85Т Св-А5 | |||
АМц АМцС | — | — | Св-АМц | Св-АМц | АН-А1 УФОК-А1 | |
AМг1 | — | — | Св-АМг | Св-АМг3 | ||
АМг3 | — | — | Св-АМг3 Св-АМг51) | Св-АМг3 Св-АМг5 | ||
АМг5 | — | — | Св-АМг5 Св-АМг6 | Св-АМг5 Св-АМг6 | АН-А4 | |
АМг6 | — | — | Св-АМг6 по ГОСТ 7871 | Св-АМг6 | АН-А4 |
ПРИМЕЧАНИЯ:
- Применение проволоки Св-АМг5 для сварки сплава АМг3 допускается в случае отсутствия требований к сварным соединениям по стойкости к межкристаллитной коррозии.
- Электроды марки ОЗА-1 — по ТУ 14-4-614
Сварочная проволока для сварки в защитных газах разнородных сплавов на алюминиевой основе [5]
Марка свариваемых материалов | Марка сварочной проволоки по ГОСТ 7871 |
A85, A8, АД0¸ АМц, АМцС | Св-АМц |
А85, А8, АД0¸ АМг3 | Св-АМг5, Св-АМг6 |
А85, А8, АД0¸ АМг3 | Св-АМг6 |
А85, А8, АД0¸ АМг6 | Св-АМг6 |
АМц, АМцС¸ АМг3 | Св-АМг5, Св-АМг6 |
АМг2¸ АМг3 | Св-1557, Св-АМг5, Св-АМг6 |
АМг2¸ АМг5 | Св-1557, Св-АМг6 |
АМг2¸ АМг6 | Св-1557, Св-АМг6 |
АМг3¸ АМг5 | Св-АМг6 |
АМг3¸ АМг6 | Св-АМг6 |
ПРИМЕЧАНИЕ: Прочность сварных соединений из разнородных марок должна быть не ниже прочности менее прочного материала, а пластичность — не ниже пластичности менее пластичного материала.
Значения ударной вязкости и угла изгиба сварных соединений алюминиевых сплавов [5]
Марка сплава | А99, А85, А8, А7, А6, А5, АД0, АД1, АМц, АМцС, AМг1 | АМг3 | АМг5 | АМг6 |
Угол изгиба, не менее, град. | 120 | 60 | 45 | 45 |
Ударная вязкость Дж/см2, (кгсм/см2), не менее: | ||||
От 0° до плюс 150 °С | — | — | 39 (3,9) | 32 (3,2) |
От минус 70° до 0 °С | — | — | 38 (3,8) | 28 (2,8) |
Типы сварных соединений для ручной, автоматической и полуавтоматической сварки алюминия и его сплавов [5]
Тип соединения | Форма подготовленных кромок | Характер сварного шва | Условное обозначение сварного соединения по ГОСТ 14806 | Способ сварки | ||
Ручная | Автоматическая | Полуавтоматическая | ||||
Стыковое | С отбортовкой кромок | Односторонний | C1 | Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом S = S1 = (0,8 — 2) мм1) | Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом S = S1 = (0,8 — 3) мм | |
Стыковое | Без скоса кромок | Двусторонний | С7 | Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом S = S1 = (3 — 4) мм Ручная дуговая покрытыми электродами2) S = S1 = (4 — 25) мм | Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом S = S1 = (4 — 20) мм Аргонодуговая сварка плавящимся электродом S = S1 = (4 — 20) мм | Аргонодуговая сварка плавящимся электродом S = S1 = (4 — мм |
Стыковое | Без скоса кромок | Двусторонний | С7 | Покрытыми электродами S = S1 = (6 — 25) мм | Аргонодуговая двухэлектродная сварка (двумя плавящимися электродами) S = S1 = (12 — 20) мм Сварка под слоем флюса S = S1 = (8 — 35) мм | — |
Стыковое | Без скоса кромок | Односторонний на остающейся подкладке | С5 | Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом S = S1 = (0,8 — 12) мм, Ручная дуговая сварка S = S1 = (6 — 10) мм2) | Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом S = S1 = (0,8 — 12) мм Аргонодуговая сварка плавящимся электродом S = S1 = (4 — 12) мм | Аргонодуговая сварка плавящимся электродом S = S1 = (4 — мм |
Стыковое | Со скосом кромок | Односторонний на съемной подкладке | С18 | Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом S = S1 = (5 — 30) мм3) | Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом S = S1 = (5 — 20) мм Аргонодуговая сварка плавящимся электродом S = S1 = (12 — 30) мм Аргонодуговая двухэлектродная сварка (двумя плавящимися электродами) S = S1 = (30 — 60) мм | Аргонодуговая сварка плавящимся электродом S = S1 = (12 — 30) мм |
Стыковое | Со скосом кромок | Двухсторонний | C21 | Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом S = S1 = (5 — 30) мм Ручная дуговая сварка S = S1 = (5 — 60) мм | Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом S = S1 = (5 — 40) мм Аргонодуговая сварка плавящимся электродом S = S1 = (6 — 30) мм Аргонодуговая двухэлектродная сварка (двумя плавящимися электродами) S = S1 = (30 — 60) мм | Аргонодуговая сварка плавящимся электродом S = S1 = (5 — 30) мм |
Стыковое | С двумя симметричными скосами кромок | Двусторонний | С25 | Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом S = S1 = (12 — 30) мм Ручная дуговая сварка S = S1 = (35 — 60) мм2) | Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом S = S1 = (30 — 60) мм Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом S = S1 = (20 — 40) мм Аргонодуговая двухэлектродная сварка (двумя плавящимися электродами) S = S1 = (30 — 60) мм | Аргонодуговая сварка плавящимся электродом S = S1 = (12 — 30) мм |
Стыковое | С двумя симметричными криволинейными скосами кромок | Двусторонний | С26 | Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом S = S1 = (30 — 40) мм | Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом S = S1 = (30 — 60) мм Аргонодуговая сварка плавящимся электродом S = S1 = (30 — 60) мм S = S1 = (100 — 120) мм Аргонодуговая двухэлектродная сварка (двумя плавящимися электродами) S = S1 = (30 — 60) мм | Аргонодуговая сварка плавящимся электродом S = S1 = (30 — 60) мм S = S1 = (100 — 120) мм |
Угловое | Без скоса кромок | Двусторонний | У5 | Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом S = S1 = (1,5 — 12) мм | Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом S = S1 = (1,5 — 12) мм | Аргонодуговая сварка плавящимся электродом S = S1 = (10 — 12) мм |
Угловое | Со скосом одной кромки | Двусторонний | У7 | Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом S = S1 = (5 — 20) мм | Аргонодуговая сварка неплавящимся и плавящимся электродом S = S1 = (5 — 20) мм | Аргонодуговая сварка плавящимся электродом S = S1 = (5 — 20) мм |
Угловое | Со скосом кромок | Двусторонний | У10 | Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом S = S1 = (12 — 30) мм | Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом S = S1 = (12 — 30) мм | Аргонодуговая сварка плавящимся электродом S = S1 = (12 — 30) мм |
Тавровое | Без скоса кромок | Двусторонний | Т3 | Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом S = S1 = (1,5 — 20) мм Ручная дуговая сварка S = S1 = (15 — 20) мм2) | Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом S = S1 = (1,5 — 20) мм Аргонодуговая сварка плавящимся электродом | Аргонодуговая сварка плавящимся электродом S = S1 = (4 — 20) мм |
Тавровое | Без скоса кромок | Односторонний | Т1 | То же | То же | То же |
Тавровое | С двумя симметричными скосами одной кромки | Двусторонний | Т8, Т5 (S > 30) | Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом S = S1 = (12 — 60) мм | Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом S = S1 = (12 — 60) мм Аргонодуговая сварка плавящимся электродом S = S1 = (12 — 60) мм Аргонодуговая двухэлектродная сварка (двумя плавящимися электродами) S = S1 = (50 — 60) мм | Аргонодуговая сварка плавящимся электродом S = S1 = (12 — 60) мм |
Нахлесточное | Без скоса кромок | Односторонний Двусторонний | Н1, Н2 | Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом S = S1 = (1,5 — 20) мм | Аргонодуговая сварка неплавящимся и плавящимся электродом S = S1 = (1,5 — 20) мм | Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом S = S1 = (1,5 — 36) мм |
ПРИМЕЧАНИЕ:
- 1) S, S1 — толщина свариваемых деталей, мм.
- 2) Конструктивные элементы подготовки кромок и размеры сварных швов при ручной дуговой сварке штучными электродами принимаются по НД предприятий.
- 3) При сварке с подогревом для сварных соединений C18 и C21 толщиной свыше 20 мм конструктивные элементы подготовки кромок и размеры швов принимаются по НД предприятий.
- Сварка вышеуказанных алюминиевых сплавов в зависимости от толщины и марки сплава осуществляются с подогревом от 150 до 350 °С.
Режимы ручной дуговой сварки алюминия марок А99, A85, A8, A7, A6, А5, АД00, АД0, АД1 [5]
Форма подготовленных кромок | Характер выполнения шва | Толщина свариваемого материала, мм | Диаметр электрода, мм | Сварочный ток, А |
Без скоса кромок | Двусторонний | 6 | 5 | 280 — 300 |
8 | 6 | 300 — 320 | ||
10 | 6 | 320 — 380 | ||
12 | 8 | 350 — 450 | ||
16 | 400 — 450 | |||
20 | 450 — 550 | |||
25 | 500 — 550 | |||
Без скоса кромок | Односторонний на остающейся подкладке | 6 | 5 | 280 — 300 |
8 | 6 | 300 — 320 | ||
10 | 6 | 320 — 380 | ||
Со скосом кромок | Двусторонний | 26 — 28 | 8 | 500 — 550 |
30 — 32 | 550 — 600 | |||
34 — 60 | 600 — 700 | |||
С двумя симметричными скосами кромок | Двусторонний | 35 | 8 | 550 — 600 |
40 | ||||
45 | 600 — 700 | |||
50 | ||||
60 |
ПРИМЕЧАНИЕ: При длине шва более 500 мм рекомендуется применять обратноступенчатый способ сварки.
Максимальная температура подогрева алюминия и его сплавов перед ручной аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом [5]
Сплав | Толщина металла, мм | Температура подогрева, °С | Продолжительность нагрева, мин |
А99, А85, АД0, АД1 | Любая | 350 | 60 |
АМц | Любая | 250 | 60 |
AМг1, АМг3 | ≤12 | 100 | 30 |
АМг5, АМг6 | ≥12 | 150 | 10 |
Режимы ручной аргонодуговой сварки неплавящимся электродом алюминия и его сплавов [5]
Условное обозначение шва по ГОСТ 14806 | Толщина свариваемого металла, мм | Диаметр вольфрамового электрода, мм | Диаметр сварочной проволоки, мм | Расход аргона, л/мин | Сварочный ток, А | Кол-во слоев | Примечание |
С1 | 1,5 | 1,0 | 1,0 | 5 — 6 | 60 — 90 | 1 | — |
2,0 | 3,0 | 2,0 | 5 — 6 | 80 — 110 | 1 | ||
С7 | 3,0 | 4,0 | 3,0 | 7 — 8 | 100 — 130 | 2 | — |
С5 | 2,0 | 3,0 — 4,0 | 2,0 — 2,5 | 5 — 6 | 80 — 100 | 1 | — |
3,0 — 4,0 | 4,0 | 3,0 | 7 — 8 | 150 — 170 | 1 | ||
5,0 — 12,0 | 4,0 — 5,0 | 3,0 | 7 — 8 | 180 — 200 | 1 — 4 | ||
С21 | 5,0 — 12,0 | 5,0 | 4,0 — 5,0 | 10 — 12 | 180 — 220 | 2 — 10 | Количество слоев изменяется в зависимости от толщины изделия |
6,0 | 12 — 14 | 240 — 260 | |||||
12,0 — 50,0 | 8,0 | 6,0 — 8,0 | 12 — 14 | 400 — 450 | 2 — 5 | ||
С25 | 5,0 — 12,0 | 5,0 | 4,0 — 5,0 | 10 — 12 | 180 — 220 | 2 — 10 | То же |
6,0 | 12 — 14 | 240 — 260 | |||||
12,0 — 30,0 | 8,0 | 6,0 — 8,0 | 12 — 14 | 400 — 450 | 2 — 5 | ||
Т3, Т1 | 1,5 — 20,0 | 5,0 — 6,0 | 4,0 | 8 — 10 | 180 — 260 | 1 — 5 | Количество слоев изменяется в зависимости от толщины изделия и катета шва |
Н1, Н2 | 1,5 — 20,0 | 4,0 | 3,0 — 5,0 | 8 — 10 | 140 — 150 | 1 — 5 | То же |
5,0 | 10 — 12 | 180 — 220 | |||||
6,0 | 12 — 14 | 220 — 260 |
Состав флюсов, % при автоматической сварки по флюсу [5]
Компоненты | Марка флюса | |
АН-Аl | УФОК-Аl по ТУ 48-4-347 | |
Калий хлористый по ГОСТ 4234 | 50 | 40 |
Натрий хлористый по ГОСТ 4233 | 20 | 30 |
Криолит К-1 по ГОСТ 10561 | 30 | 30 |
Рекомендуемые режимы автоматической дуговой сварки по флюсу стыковых двусторонних швов алюминия и его сплавов (С7 по ГОСТ 14806) [5]
Толщина свариваемого металла, мм | Количество сварочных проволок | Диаметр сварочной проволоки, мм | Сварочный ток, А | Напряжение на дуге, А | Скорость сварки, м/час | Ширина слоя флюса, мм | Толщина слоя флюса, мм |
6 | 1 | 1,2 — 1,4 | 170 — 180 | 28 — 30 | 25 — 26 | 24 — 26 | 6 — 10 |
8 | 1 | 1,4 — 1,6 | 190 — 210 | 30 — 32 | 20 — 22 | 24 — 26 | 8 — 10 |
10 | 1 | 1,6 — 2,0 | 220 — 280 | 32 — 36 | 18 — 22 | 26 — 28 | 8 — 12 |
2 | 1,6 | 300 — 320 | 32 — 34 | 16 — 18 | 26 — 30 | 8 — 10 | |
12 | 1 | 2,5 — 2,7 | 350 — 370 | 38 — 40 | 16 — 18 | 32 — 34 | 10 — 12 |
1 | 1,6 — 1,8 | 320 — 340 | 32 — 34 | 16 — 18 | 30 — 32 | 10 — 12 | |
16 | 1 | 2,8 — 3,0 | 400 — 450 | 38 — 42 | 14 — 16 | 40 — 44 | 12 — 14 |
2 | 2,0 — 2,2 | 400 — 450 | 36 — 38 | 16 — 18 | 38 — 40 | 10 — 12 | |
18 | 1 | 3,0 — 3,2 | 450 — 480 | 38 — 42 | 14 — 16 | 40 — 44 | 12 — 14 |
20 | 2 | 2,3 — 2,5 | 470 — 500 | 36 — 40 | 14 — 16 | 46 — 50 | 12 — 14 |
25 | 1 | 3,0 — 3,2 | 450 — 480 | 38 — 42 | 12 — 14 | 46 — 50 | 12 — 14 |
35 | 1 | 5,0 — 5,2 | 1000 — 1200 | 46 — 48 | 10 — 12 | 50 — 54 | 14 — 16 |
Рекомендуемые защитные газовые смеси и режимы сварки в зависимости от толщины материала (полуавтоматическая сварка плавящимся электродом) [5]
Толщина, мм | Рекомендуемая смесь | Диаметр сварочной проволоки, мм | Скорость сварки, мм/мин | Сварочный ток, А | Напряжение на дуге, В | Скорость подачи проволоки, м/мин | Расход газа, л/мин |
1,6 | НН-1 | 1,0 | 450 — 600 | 70 — 100 | 17 — 18 | 4,0 — 6,0 | 14 |
3,0 | НН-1 | 1,2 | 500 — 700 | 105 — 120 | 17 — 20 | 5,0 — 7,0 | 14 |
6,0 | НН-1 | 1,2 | 450 — 600 | 120 — 140 | 20 — 24 | 6,5 — 8,5 | 14 |
6,0 | НН-2 | 1,2 | 550 — 800 | 160 — 200 | 27 — 30 | 8,0 — 10,0 | 14 |
10,0 | НН-2 | 1,2 | 450 — 600 | 120 — 140 | 20 — 24 | 6,5 — 8,5 | 16 |
10,0 | НН-2 | 1,6 | 500 — 700 | 240 — 300 | 29 — 32 | 7,0 — 9,0 | 16 |
> 10,0 | НН-2 | 1,2 — 1,6 | 400 — 500 | 130 — 200 | 20 — 26 | 6,5 — 8,0 | 18 |
> 10,0 | НН-3 | 1,6 — 2,4 | 450 — 700 | 300 — 500 | 32 — 40 | 9,0 — 14,0 | 18 |
ПРИМЕЧАНИЯ:
- газовая смесь НН-1 состоит из 30 % гелия и 70 % аргона;
- газовая смесь НН-2 состоит из 50 % гелия и 50 % аргона;
- газовая смесь НН-3 состоит из 70 % гелия и 30 % аргона.
- Смесь НН-1 дает более эффективный нагрев, чем аргон. Увеличивается проплавление и скорость сварки.
- Смесь НН-2 — наиболее универсальная газовая смесь.
- Смесь НН-3 — при сварке тонких листов снижает пористость, увеличивает скорость сварки.
Рекомендуемые режимы автоматической сварки в защитных газах плавящимся электродом алюминия и его сплавов [5]
Условное обозначение шва по ГОСТ 14806 | Толщина свариваемого металла, мм | Диаметр сварочной проволоки, мм | Сварочный ток, А | Скорость сварки, м/ч | Напряжение на дуге, В | Расход аргона, л/мин | Скорость подачи проволоки, м/ч | Кол-во слоев | Примечание |
С7 | 10 | 2,0 | 320 — 340 | 20 — 26 | 27 — 28 | 24 — 28 | 290 — 310 | 2 | Сварку первого слоя выполняют на подкладке во избежание прожогов |
14 | 2,0 | 340 — 360 | 16 — 20 | 27 — 28 | 24 — 28 | 310 — 330 | |||
20 | 2,0 — 2,5 | 360 — 380 | 14 — 16 | 29 — 30 | 28 — 35 | 330 — 360 | |||
С5 | 4 | 1,2 — 1,4 | 150 — 170 | 30 — 35 | 16 — 20 | 14 — 18 | 170 — 190 | 1 | — |
6 | 1,4 — 1,6 | 260 — 300 | 18 — 25 | 23 — 25 | 20 — 24 | 240 — 260 | |||
10 | 2,0 | 360 — 380 | 18 — 22 | 26 — 28 | 24 — 28 | 330 — 360 | |||
12 | 2,0 | 380 — 420 | 14 — 16 | 28 — 29 | 28 — 35 | 360 — 390 | |||
С18 | 15 | 2,0 | 1-й слой 240 — 280 2-й слой 320 — 340 | 20 — 5 | 23 — 25 | 24 — 28 | 220 — 250 290 — 310 | 2 | — |
C18 | 20 | 2,0 | 1-й слой 360 — 380 2-й слой 400 — 420 | 16 — 18 | 28 — 30 | 28 — 35 | 330 — 360 370 — 390 | 2 | — |
С25 | 20 | 2,0 | 1-й слой 360 — 380 2-й слой 400 — 420 | 16 — 18 | 28 — 30 | 28 — 35 | 330 — 360 370 — 390 | 2 | Первый слой выполнять на подкладке. Корень шва перед сваркой с обратной стороны подрубить |
25 | 2,0 | 1-й слой 360 — 380 2-й слой 400 — 430 | 14 — 16 | 28 — 30 | 28 — 35 | 330 — 360 370 — 390 | 2 | ||
С25 | 30 | 2,0 | 1-й слой 360 — 380 Последующие слои 400 — 430 | 14 — 16 | 28 — 30 | 28 — 35 | 330 — 360 370 — 390 | 4 | Первый слой выполнять на подкладке. Корень шва перед сваркой с обратной стороны подрубить |
С26 | 36 | 2,0 | 1-й слой 360 — 380 Последующие слои 400 — 430 | 14 — 16 | 28 — 30 | 28 — 35 | 330 — 360 370 — 390 | 6 | Первый слой выполнять на подкладке |
Рекомендуемые режимы полуавтоматической сварки в защитных газах плавящимся электродом алюминия и его сплавов [5]
Условное обозначение шва по ГОСТ 14806 | Толщина свариваемого металла, мм | Диаметр сварочной проволоки, мм | Сварочный ток, А | Скорость подачи проволоки, м/ч | Напряжение на дуге, В | Расход аргона, л/мин | Кол-во слоев | Примечание |
С7 | 10 | 2,0 | 300 — 320 | 260 — 290 | 28 — 29 | 12 — 14 | 2 | Сварку первого слоя выполняют на подкладке во избежание прожогов. Перед сваркой зачистить шов с обратной стороны |
С5 | 4 | 1,2 — 1,4 | 120 — 160 | 150 — 170 | 25 | 10 — 12 | 1 | |
6 | 1,4 — 1,6 | 220 — 260 | 200 — 220 | 25 | 12 — 14 | 1 | ||
C18 | 10 | 2,0 | 300 — 320 | 260 — 290 | 28 — 29 | 12 — 14 | 1 | |
15 | 3 | |||||||
20 | 4 (подварка с обратной стороны) | |||||||
С25 | 15 | 2,0 | 300 — 320 | 260 — 290 | 28 — 29 | 12 — 14 | 4 | Первый слой выполнять на подкладке. Корень шва перед сваркой с обратной стороны зачистить |
20 | 2,0 | 300 — 320 | 260 — 290 | 28 — 29 | 12 — 14 | 4 | ||
С26 | 30 | 2,0 | 300 — 320 | 260 — 290 | 28 — 29 | 14 — 16 | 10 | Первый слой выполнять на подкладке. Сварка рекомендуется с подогревом |
36 | 2,0 | 300 — 320 | 260 — 290 | 28 — 29 | 14 — 16 | 12 | ||
Т3 | 10 | 2,0 | 300 — 320 | 260 — 290 | 28 — 29 | 12 — 14 | 1 с каждой стороны | ∆ = 3 — 6 мм (катет шва) |
Т8 | 20 | 2,0 | 300 — 320 | 260 — 290 | 28 — 29 | 14 — 16 | 6 — 7 с каждой стороны | ∆ = 8 — 15 мм (катет шва) |
30 | 12 — 15 с каждой стороны | ∆ = 10 — 20 мм (катет шва), рекомендуется подогрев | ||||||
36 | 2,0 | 300 — 320 | 260 — 290 | 28 — 29 | 14 — 16 | 18 — 22 с каждой стороны | ∆ = 15 — 30 мм (катет шва), рекомендуется подогрев | |
Н1, Н2 | 10 | 2,0 | 300 — 320 | 260 — 290 | 28 — 29 | 12 — 14 | 1 | Для толщины 30 — 36 мм рекомендуется подогрев |
20 | 14 — 16 | 6 | ||||||
30 | 12 — 15 | |||||||
36 | 18 — 20 |
Размеры прихваток при сборке под плазменную сварку алюминия, мм [5]
Толщина свариваемого металла | Шаг прихваток | Длина прихваток |
4 — 6 | 100 — 200 | 10 — 20 |
8 | 200 — 300 | 30 — 35 |
10 — 16 | 300 — 350 | 40 — 50 |
16 — 20 | 350 — 400 | 60 — 70 |
Режимы ручной плазменной сварки алюминия [5]
Толщина металла, мм | Диаметр присадочной проволоки, мм | Режимы сварки | Обозначение сварного соединения | |||
Сварочный ток, А | Напряжение на дуге, В | Диаметр формирующего сопла, мм | Расход аргона, л/мин | |||
6 | 4 | 180 — 200 | 28 — 32 | 6 | 6 — 8 | С5 |
8 | 5 | 220 — 240 | 32 — 34 | 7 | 7 — 9 | С5 |
10 | 5 | 230 — 250 | 33 — 36 | 7 | 8 — 10 | С5 |
12 | 6 | 240 — 270 | 34 — 36 | 7 | 8 — 9 | С17 |
14 | 6 | 270 — 300 | 34 — 37 | 8 | 7 — 9 | С17 |
16 | 6 | 320 — 350 | 35 — 38 | 8 | 8 — 11 | С21 |
18 | 6 | 340 — 380 | 36 — 40 | 8 | 9 — 12 | С21 |
20 | 6 | 370 — 410 | 38 — 42 | 8 | 10 — 14 | С21 |
Режимы автоматической плазменной сварки [5]
Свариваемая толщина, мм | Сварочный ток, А | Скорость | Расход аргона, л/мин | Диаметр формирующего сопла, мм | ||
сварки, м/ч | подачи проволоки диаметра 3,0, м/ч | для защиты | плазмообразующего | |||
6 | 340 — 350 | 16,0 — 18,0 | 60 — 65 | 14 — 16 | 1 — 1,0 | 4 |
8 | 350 — 365 | 12,0 — 14,0 | 60 — 65 | 16 — 18 | 1 — 1,4 | 4 |
10 | 370 — 390 | 8,0 — 10,0 | 80 — 90 | 18 — 20 | 1 — 1,8 | 5 |
12 | 400 — 415 | 7,0 — 8,0 | 95 — 100 | 20 — 22 | 1 — 2,0 | 5 |
14 | 420 — 435 | 6,5 — 7,0 | 95 — 105 | 22 — 24 | 1 — 2,0 | 6 |
16 | 430 — 445 | 5,8 — 6,5 | 100 — 110 | 24 — 26 | 1 — 2,0 | 8 |
18 | 450 — 465 | 5,5 — 6,0 | 110 — 120 | 26 — 28 | 1 — 2,0 | 8 |
20 | 470 — 480 | 5,0 — 5,5 | 120 — 130 | 26 — 28 | 1 — 2,0 | 10 |
ПРИМЕЧАНИЕ: Расстояние от торца плазмотрона до изделия должно устанавливаться в пределах 12 — 22 мм.
Характеристика лома и отходов алюминия и его сплавов и технические требования к ним (ГОСТ Р 54564-2011)
Группа | Характеристика группы | Показатель | Норма |
А1 | Чистые отходы из нелегированного алюминия от производства
Марки:
| Содержание металла по массе, %, не менее | 98 |
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 2 | ||
Засоренность железом | Не допускается | ||
Толщина, мм, не менее | 1 | ||
А2 | Лом нелегированного алюминия:
Марки:
| Содержание металла по массе, %, не менее | 97 |
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 3 | ||
в том числе железом, %, не более | 2 | ||
А3 | Лом и отходы фольги из нелегированного алюминия:
Марки:
| Содержание металла по массе, %, не менее | 97 |
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 3 | ||
Засоренность железом | Не допускается | ||
Гидравлически запрессованный материал поставляется по договоренности между покупателем и продавцом | 1 | ||
А4 | Чистые отходы алюминиевых сплавов с низким содержанием меди в виде листов, обрези, профилей. Марки:
| Содержание металла по массе, %, не менее | 98 |
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 2 | ||
Засоренность железом | Не допускается | ||
А5 | Лом алюминиевых сплавов с низким содержанием меди:
Марки:
| Содержание металла по массе, %, не менее | 97 |
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 3 | ||
в том числе: железом | 2 | ||
маслом | 1 | ||
Размеры кусков в одном измерении, мм, не более | 1000 | ||
Без наличия жалюзи, фольги, проволоки, пищевых форм, самолетного листа, бутылочных пробок и пр. | |||
А6 | Отходы алюминиевого проката с низким содержанием цинка и высоким содержанием меди:
Марки:
| Содержание металла по массе, %, не менее | 98 |
Содержание цинка по массе, %, не более | 0,3 | ||
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 2 | ||
в том числе железом, %, не более | Не допускается | ||
А7 | Лом алюминиевого проката и экструзии с низким содержанием цинка:
Марки:
| Содержание металла по массе, %, не менее | 97 |
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 3 | ||
в том числе железом, %, не более Лом, не отвечающий требованиям этого вида, поставляется по договоренности между покупателем и продавцом | 2 | ||
Лом, не отвечающий требованиям этого вида, поставляется по договоренности между покупателем и продавцом | — | ||
А8 | Отходы алюминиевого проката и литья с высоким содержанием магния. Марки:
| Содержание металла по массе, %, не менее | 98 |
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 2 | ||
в том числе железом, %, не более | Не допускается | ||
А9 | Лом алюминиевого проката и литья с высоким содержанием магния: сварные резервуары, работающие под давлением; трубопроводы для пресной воды, масляных и топливных систем; телевизионные и буровые вышки; транспортное оборудование; корпуса и детали ракет; детали судовых механизмов и оборудования; головки цилиндров двигателей воздушного охлаждения. Марки:
| Содержание металла по массе, %, не менее | 97 |
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 3 | ||
в том числе железом, %, не более | 2 | ||
А10 | Отходы алюминиевого проката с высоким содержанием цинка. Марки:
| Содержание металла по массе, %, не менее | 98 |
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 2 | ||
Засоренность железом | Не допускается | ||
А11 | Лом алюминиевого проката с высоким содержанием цинка: детали самолетов (в т. ч. гидросамолетов), вертолетов и ракет — лонжероны, узлы стыка крыльев с центропланом, прессованные панели для обшивки, стингеры герметичных кабин, силовые детали фюзеляжа, заклепки, болтовые соединения; сварные и клепаные несущие строительные конструкции. Марки:
| Содержание алюминия по массе, %, не менее | 97 |
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 3 | ||
Засоренность железом | Не допускается | ||
А12 | Отходы алюминиевого литья с низким содержанием цинка, магния и меди. Марки:
| Содержание металла по массе, %, не менее | 98 |
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 2 | ||
Засоренность железом | Не допускается | ||
А13 | Лом алюминиевого литья с низким содержанием цинка, магния и меди. Марки:
| Содержание металла по массе, %, не менее | 97 |
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 3 | ||
в том числе железом, %, не более | 2 | ||
А14 | Отходы алюминия с высоким содержанием меди. Марки:
| Содержание металла по массе, %, не менее | 98 |
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 2 | ||
Засоренность железом | Не допускается | ||
А15 | Лом алюминия с высоким содержанием меди. Марки:
| Содержание металла по массе, %, не менее | 97 |
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 3 | ||
в том числе железом, %, не более | 2 | ||
А16 | Лом поршней разделанный без опор, без подшипников, валов, стальных колец и прочих инородных веществ. Марки:
| Содержание металла по массе, %, не менее Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более в том числе: железом маслом | 97 |
Содержание металла по массе, %, не менее | 3 | ||
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 0,5 | ||
в том числе: железом маслом | 2 | ||
А17 | Лом поршней неразделанный. Марки:
| Содержание металла по массе, %, не менее | 50 |
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 50 | ||
в том числе железом, %, не более | 25 | ||
Лом, не отвечающий требованиям этого вида, поставляется по договоренности между покупателем и продавцом | |||
А18 | Лом алюминиевый литейный смешанный. Сплавы алюминий-кремний | Содержание металла по массе, %, не менее | 80 |
в том числе цинка | 1 | ||
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 20 | ||
в том числе железом, %, не более | 15 | ||
А19 | Лом самолетный разделанный. Литейные сплавы без латуни, баббитов, подшипников | Содержание металла по массе, %, не менее | 75 |
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 25 | ||
в том числе: маслом | 2 | ||
железом | 10 | ||
А20 | Лом алюминиевый дробленый без кусков из магниевых и цинковых сплавов. Литейные и деформируемые сплавы | Содержание металла по массе, %, не менее Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более в том числе: железом цинковыми сплавами магниевыми сплавами резиной и пластмассой | 88 |
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 12 | ||
в том числе: железом | 1,5 | ||
цинковыми сплавами | 3 | ||
магниевыми сплавами | 1 | ||
резиной и пластмассой | 1 | ||
А21 | Чистая стружка алюминиевая сыпучая сортированная по группам сплавов Al-Si литейных или деформируемых | Металлургический выход по массе, %, не менеее | 90 |
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более в том числе железом, %, не более | 10 | ||
в том числе железом, %, не более | 0,1 | ||
А22 | Стружка алюминиевая смешанная по группам 1-10 | Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 50 |
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 50 | ||
в том числе железом, %, не более | 2 | ||
Поставка партий с железом или магнием более 10 % осуществляется по договоренности с потребителем | |||
А23 | Стружка алюминиевая вьюнообразная по видам 1-10 | Металлургический выход по массе, %, не менее | 40 |
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 60 | ||
в том числе железом, %, не более | 2 | ||
Поставляется по договоренности потребителя и продавца | |||
А24 | Шлаки, съемы, дроссы, пена, пепел, остатки от рафинирования металла алюминиевых сплавов, не содержащие цинк | Металлургический выход по массе, %, не менее | 80 |
Содержание цинка по массе, %, не более | 1 | ||
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 20 | ||
в том числе железом, %, не более | 2 | ||
А25 | Шлаки, съемы, дроссы, пена, пепел, остатки от рафинирования металла алюминиевых сплавов смешанные | Металлургический выход по массе, %, не менее | 20 |
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 80 | ||
в том числе железом, %, не более Материал с меньшим металлургическим выходом поставляется по договоренности потребителя и продавца | 2 | ||
Материал с меньшим металлургическим выходом поставляется по договоренности потребителя и продавца | |||
А26 | Лом кабельных изделий | Содержание металла по массе, %, не менее | 85 |
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 15 | ||
Засоренность железом | Не допускается | ||
А27 | Лом бытовой с определенным химическим составом | Содержание металла по массе, %, не менее | 90 |
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 10 | ||
в том числе железом, %, не более | 1 | ||
А28 | Предварительно расплавленный лом в слитках и чушках по химическому составу | Содержание металлов по массе, %, не менее | 99,6 |
А29 | Лом и отходы, не отвечающие требованиям групп 1-28 | Поставляется по договоренности сторон | — |
А30 | Пакеты или брикеты из алюминиевых банок. Не должны содержать сталь, свинец, пробки от бутылок, пластиковые банки, стекло, дерево и др. Для обвязки пакетов недопустимо применение салазок или опорных листов из любого материала. Марки:
| Металлургический выход по массе, %, не менее | 90 |
Содержание меди по массе, %, не более | 0,2 | ||
Засоренность безвредными неметаллическими примесями по массе, %, не более | 1 | ||
А31 | Лом и отходы алюминиевых радиаторов, детали алюминиевых кранов разделанные без латуни и железа. Марки:
| Содержание металла по массе, %, не менее | 95 |
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 5 | ||
А32 | Отходы проволоки и чистых кабельных жил. Марки:
| Содержание алюминия по массе, %, не менее | 98 |
Содержание железа | Не допускается | ||
Засоренность безвредными неметаллическими примесями по массе, %, не более | 2 | ||
А33 | Лом смешанных алюминиевых проводов и кабелей без изоляции, без наличия тонкой проволоки. Марки:
| Содержание металла по массе, %, не менее | 98 |
Содержание проволоки из сплавов 6000 по массе, %, не более | 10 | ||
Засоренность безвредными неметаллическими примесями по массе, %, не более | 2 | ||
А34 | Лом самолетный листовой разделанный из деформируемых сплавов, кроме группы 7000 (В95, В93 и др.) | Содержание металла по металлургическому выходу, %, не менее | 85 |
Засоренность безвредными неметаллическими примесями по массе, %, не более | 5 | ||
Засоренность безвредными неметаллическими примесями по массе, %, не более | 2 | ||
Лом с отклонениями от этих требований поставляется по согласованию между продавцом и покупателем | |||
А35 | Лом алюминиевой фольги чистый без наличия анодированной и радиолокаторной фольги и крошки, пластмассы, бумаги | Содержание металла по металлургическому выходу. Поставка в пакетах и брикетах только по договоренности между продавцом и покупателем | По договоренности сторон |
А36 | Отходы производства алюминиевых банок: обрезь, листы, брак, в том числе с тонким слоем лака, без крышек с пломбой. Марки:
| Содержание металла по массе, %, не менее | 98 |
Содержание меди по массе, %, не более | 0,2 | ||
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 2 | ||
Засоренность железом | Не допускается | ||
А37 | Лом банок из-под напитков с покрытием бумагой, без наличия остатков, грязи и прочих примесей. Марки:
| Содержание металла по массе, %, не менее | 96 |
Содержание меди по массе, %, не более | 0,2 | ||
Засоренность безвредными примесями по массе, %, не более | 4 | ||
Засоренность железом | Не допускается | ||
А38 | Дробленый лом алюминиевых банок из-под напитков отмагниченный, без пластиковых банок, стекла и дерева. Марки:
| Содержание металла по массе, %, не менее | 95 |
Засоренность свинцом | Не допускается | ||
Засоренность железом по массе, %, не более | 0,2 | ||
Засоренность безвредными примесями, включая влагу, по массе, %, не более | 5 | ||
Лом с большей засоренностью поставляется по согласованию между продавцом и покупателем |
Изделия с содержанием алюминия и алюминиевых сплавов [4]
Наименование | Марка сплава |
Авиабаки самолетные: | |
без резины | — |
с резиной | — |
Барабаны авиаколес | — |
Блоки головок цилиндров V-образных авиадвигателей (неразделанные) | — |
Блоки цилиндров V-образных авиадвигателей (разделанные) | — |
Блоки головок цилиндров танкового мотора (разделанные) | — |
Блок-картер автомобильного двигателя (разделанный) | АЛ4 |
Баллончики аэрозольные, неразделанные | АВ |
Вентиляторы центробежного компрессора реактивного двигателя (разделанные) | — |
Ведра алюминиевые | АЛ15В |
Головки швейных машин | АЛ3В |
Головки цилиндров автомобильных двигателей (разделанные) | АЛ 13, АЛ9, АЛ4 |
Дуги трамвайные | А0 |
Диффузоры V-образных двигателей (разделанные) | — |
Диски центробежных компрессоров реактивных авиадвигателей (разделанные) | — |
Диски осевых компрессоров турбореактивных авиадвигателей (разделанные) | — |
Диффузоры звездообразных двигателей (разделанные) | — |
Дуги шахтных электровозов | А0 |
Картеры V-образyных авиадвигателей: | |
с коленчатыми валами | — |
с большими железными шпильками | — |
с мелкими железными втулками | — |
Карбюраторы звездообразных авиадвигателей (разделанные) | — |
Картеры мотоциклов (разделанные) | АЛ10В |
Картеры газотурбинных реактивных двигателей (разделенные) | — |
Картеры велосипедных моторов (разделанные) | АЛ15В |
Колодки авиационные тормозные | — |
Кровати-раскладушки: | |
с полотном | Д19 |
без полотна | Д19 |
Крыльчатка центробежного компрессора турбореактивного авиадвигателя | — |
Коробки противогазов окрашенные с резиновым шлангом и железной втулкой | Д20 |
То же, окрашенные с одной стороны (разделанные) | Д20 |
Кабели с алюминиевыми жилами (разделанные) | А0 |
Кабели с алюминиевыми жилами (неразделанные) | А0 |
Колеса авиационные | — |
Лопасти авиационные с кольцами и противообледенителями (неразделанные) | — |
Лопасти авиационные (разделанные) | — |
Лопасти вертолетные | — |
Лом планера вертолета | — |
Лом самолетов | — |
Крылья, фюзеляжи самолетов | — |
Хвостовое оперение самолетов | — |
Лом самолетный (разделанный) | — |
Насос велосипедный (неразделанный) | — |
Насос автомобильный (неразделанный) | АМг2 |
Подмодельные плиты | АЛ4В |
Поршни автомобильные с пальцами (неразделанные) | АЛ10В, АЛ17В, АЛ11 |
Провода и шины без изоляции | А0 |
Поршни авиационные, автомобильные, танковые с маслом и нагаром (разделанные) | — |
То же, с кольцами и пальцами (неразделанные) | — |
Поршни авиационные и танковые с кольцами (неразделанные) | — |
Посуда штампованная (разделанная) | — |
Провод: | |
в бумажной изоляции (диаметром до 10 мм) | А0 |
в хлопчатобумажной изоляции | А0 |
лакированный | А0 |
Ручная дрель | АЛ17В |
Ротор турбореактивного авиадвигателя (разделанный) | |
Фольга алюминиевая: | |
чистая | А0 |
с бумагой и остатками молочных продуктов | А0 |
лакированная, крашеная | А0 |
Фонари осветительные | АЛ9В |
Формы хлебные с железными поясами и нагаром, литые | АЛ3В, АЛ15В |
Цилиндры авиадвигателей (разделанные) | — |
Лом и отходы алюминия и его сплавов (ГОСТ 1639-2009)
Вид металлолома | Характеристика | Показатель | Норма |
Алюминий 1 (Tablet) | Чистые отходы из нелегированного алюминия от производства проката, профилей, труб, листов, лент и т. д. Чистый полиграфический лом. Серия 1000. Марки:
| Не содержит железа, бумаги, пластика, чернил, масла, жира, краски, синтетических материалов. | |
Содержание металлов, % масс, не менее | 98 | ||
Засоренность, % масс, не более | 2 | ||
Толщина, мм, не менее | 1 | ||
Размеры пакета, пачки, стопки, мм, не более | 400x400x400 | ||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 98 | ||
кремний, не более | 0,25 | ||
железо, не более | 0,4 | ||
марганец, не более | 0,5 | ||
медь, не более | 0,05 | ||
магний, не более | 0,05 | ||
цинк, не более | 0,07 | ||
титан, не более | 0,05 | ||
Алюминий 2 (Talon) | Лом нелегированного алюминия — электротехнические изделия — провод, голые жилы кабелей и шнуров, шины распределительных устройств, трансформаторов, выпрямители. Серия 1000. Марки:
| Без наличия тонкого провода, проволочных решеток, железа, изолирующего и другого материала. | |
Содержание металлов, % масс, не менее | 98 | ||
Засоренность, % масс, не более | 2 | ||
Размеры пакета, пачки, стопки, мм, не более | 400x400x400 | ||
Размеры бухты, мм, не более | 400×700 | ||
Размеры кусков в одном измерении, мм, не более | 1000 | ||
Пакетированный материал поставляется по согласованию сторон. Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 98 | ||
кремний, не более | 0,25 | ||
железо, не более | 0,4 | ||
марганец, не более | 0,05 | ||
медь, не более | 0,05 | ||
магний, не более | 0,05 | ||
цинк, не более | 0,07 | ||
титан, не более | 0,07 | ||
Алюминий 3 (Taboo) | Чистые отходы деформируемых алюминиевых сплавов с низким содержанием меди в виде листов, обрези, профилей. Серия 6000. Марки:
а также марки:
| Без наличия тонкого провода, проволочных решеток, обшивного и окрашенного слоя, железа, грязи, другого материала. | |
Содержание металлов, % масс, не менее | 98 | ||
Засоренность, % масс, не более | 2 | ||
в т.ч. смазкой и маслом | 1 | ||
Новый лом банок поставляется по согласованию сторон. Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 94 | ||
кремний, не более | 1,2 | ||
железо, не более | 0,7 | ||
марганец, не более | 1,5 | ||
медь, не более | 0,5 | ||
магний, не более | 1,3 | ||
хром, не более | 0,35 | ||
цинк, не более | 0,25 | ||
титан, не более | 0,1 | ||
Алюминий 4 (Taint, Tabor, Talekt) | Лом деформируемых алюминиевых сплавов с низким содержанием меди: товары широкого потребления
элементы строительных конструкций
Серия 6000.
а также марки:
| Содержание металлов, % масс, не менее | 98 |
Засоренность, % масс, не более | 3 | ||
в том числе: | |||
железом | 2 | ||
маслом | 1 | ||
Содержание окрашенных обшивок и навесов, % масс, не более | 10 | ||
Размеры кусков в одном измерении, мм, не более | 1000 | ||
Без наличия жалюзи, фольги, провода, пищевых форм, самолетного листа, бутылочных пробок, пластмассы, грязи и др. | |||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 94 | ||
кремний, не более | 1,2 | ||
железо, не более | 0,7 | ||
марганец, не более | 1,5 | ||
медь, не более | 0,5 | ||
магний, не более | 1,3 | ||
хром, не более | 0,35 | ||
цинк, не более | 0,25 | ||
титан, не более | 0,1 | ||
Алюминий 5 (Terse) | Лом и отходы фольги из нелегированного алюминия —
Серия 1000.
| Металлургический выход металла, % масс, не менее | 87 |
Засоренность, % масс, не более | 3 | ||
Толщина, мм, не более | 1 | ||
Без железа, анодированной и конденсаторной фольги, бумаги, пластмассы и других материалов. Лом, который не отвечает требованиям этого вида, поставляется по договоренности с потребителем. Гидравлически-запрессованный материал поставляется по договоренности с потребителем. | |||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 96 | ||
железо, не более | 0,4 | ||
марганец, не более | 0,05 | ||
медь, не более | 0,05 | ||
магний, не более | 0,05 | ||
хром, не более | 0,01 | ||
цинк, не более | 0,1 | ||
титан, не более | 0,15 | ||
Алюминий 6 | Отходы деформируемых алюминиевых сплавов с низким содержанием цинка и высоким содержанием меди:
Серия 2000. | Металлургический выход металла, % масс, не менее | 98 |
Засоренность, % масс, не более | 2 | ||
Без свободного железа. | |||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 89 | ||
кремний, не более | 1,2 | ||
железо, не более | 0,7 | ||
марганец, не более | 1,0 | ||
медь, не более | 5,0 | ||
магний, не более | 2,3 | ||
хром, не более | 0,1 | ||
цинк, не более | 0,3 | ||
Алюминий 7 (Tabor) | Лом самолетный из деформируемых алюминиевых сплавов с низким содержанием цинка:
Серия 2000.
| Содержание металлов, % масс, не менее | 97 |
в том числе цинка, не более | 0,5 | ||
Засоренность, % масс, не более | 3 | ||
в том числе железом | 2 | ||
Лом, который не отвечает требованиям этого вида, поставляется по договоренности между потребителем и поставщиком. | |||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 88 | ||
кремний, не более | 1,2 | ||
железо, не более | 0,7 | ||
марганец, не более | 1,0 | ||
медь, не более | 5,0 | ||
магний, не более | 2,3 | ||
хром, не более | 0,1 | ||
цинк, не более | 0,5 | ||
титан, не более | 0,1 | ||
Алюминий 8 | Отходы алюминиевого проката и литья с высоким содержанием магния. Серия 5000. Марки:
| Содержание металлов, % масс, не менее | 98 |
Засоренность, % масс, не более | 2 | ||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 83 | ||
кремний, не более | 1,2 | ||
железо, не более | 0,7 | ||
марганец, не более | 1,0 | ||
медь, не более | 0,3 | ||
магний, не более | 13,0 | ||
олово, не более | 0,01 | ||
свинец, не более | 0,01 | ||
титан, не более | 0,15 | ||
Алюминий 9 | Лом деформируемых и литейных алюминиевых сплавов с высоким содержанием магния:
Серия 5000.
| Содержание металлов, % масс, не менее | 97 |
Засоренность, % масс, не более | 3 | ||
в том числе железом | 2 | ||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 83 | ||
кремний, не более | 1,2 | ||
железо, не более | 0,7 | ||
медь, не более | 0,3 | ||
цинк, не более | 0,2 | ||
марганец, не более | 1,0 | ||
магний, не более | 13,0 | ||
свинец, не более | 0,01 | ||
олово, не более | 0,01 | ||
титан, не более | 0,15 | ||
Алюминий 10 | Отходы алюминиевого проката с высоким содержанием цинка. Серия 7000. Марки:
| Содержание металлов, % масс, не менее | 98 |
Засоренность, % масс, не более | 2 | ||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 86 | ||
кремний, не более | 0,7 | ||
железо, не более | 0,7 | ||
медь, не более | 2,0 | ||
цинк, не более | 6,5 | ||
марганец, не более | 0,7 | ||
магний, не более | 2,8 | ||
свинец, не более | 0,05 | ||
олово, не более | 0,05 | ||
титан, не более | 0,1 | ||
Алюминий 11 | Лом самолетный из деформируемых сплавов с высоким содержанием цинка:
Серия 7000.
| Содержание металлов, % масс, не менее | 90 |
Засоренность, % масс, не более | 10 | ||
Без железа. Лом, который не отвечает требованиям этого вида, поставляется по договоренности между потребителем и поставщиком. | |||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 87 | ||
медь, не более | 2,0 | ||
цинк, не более | 6,5 | ||
марганец, не более | 0,7 | ||
магний, не более | 2,8 | ||
свинец, не более | 0,05 | ||
олово, не более | 0,05 | ||
титан, не более | 0,1 | ||
Алюминий 12 | Отходы алюминиевого литья: литники, облои, брак изделий и др. Марки:
| Содержание металлов, % масс, не менее | 98 |
Засоренность, % масс, не более | 2 | ||
Без железа. | |||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 73 | ||
кремний, не более | 13,5 | ||
железо, не более | 1,5 | ||
медь, не более | 8,0 | ||
цинк, не более | 1,5 | ||
марганец, не более | 0,8 | ||
магний, не более | 0,85 | ||
свинец и олово в сумме, не более | 0,3 | ||
титан, не более | 0,25 | ||
Алюминий 13 | Лом алюминиевого литья (моторный лом). Марки:
| Содержание металлов, % масс, не менее | 97 |
Засоренность, % масс, не более | 3 | ||
в том числе железом | 2 | ||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 73 | ||
кремний, не более | 13,5 | ||
железо, не более | 1,5 | ||
медь, не более | 8,0 | ||
цинк, не более | 1,5 | ||
марганец, не более | 0,8 | ||
магний, не более | 0,85 | ||
свинец и олово в сумме, не более | 0,3 | ||
титан, не более | 0,25 | ||
Алюминий 14 (Tense) | Лом алюминиевый литейный смешанный: отливки деталей машин, самолетов, сплавы алюминий-кремний без наличия чушек | Содержание металлов, % масс, не менее | 90 |
Засоренность, % масс, не более | 10 | ||
в том числе маслом | 2 | ||
неметаллическими компонентами | 2 | ||
металлическими включениями | 2 | ||
Размер куска, мм, не более | 600х600х400 | ||
Лом, который не отвечает требованиям этого вида, поставляется по договоренности между потребителем и поставщиком. | |||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 83 | ||
кремний, не более | 9,0 | ||
железо, не более | 1,5 | ||
медь, не более | 3,5 | ||
цинк, не более | 1,2 | ||
марганец, не более | 0,5 | ||
магний, не более | 0,6 | ||
свинец, не более | 0,2 | ||
олово, не более | 0,1 | ||
титан, не более | 0,15 | ||
Алюминий 15 (Tarry) | Лом поршней разделанный без опор, без подшипников, валов, стальных колец и других инородных включений. Марки:
| Содержание металлов, % масс, не менее | 97 |
Засоренность, % масс, не более | 3 | ||
в том числе : | |||
железом | 0,5 | ||
маслом | 2 | ||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 67 | ||
кремний, не более | 22,0 | ||
железо, не более | 1,4 | ||
медь, не более | 3,0 | ||
цинк, не более | 0,8 | ||
марганец, не более | 0,6 | ||
магний, не более | 1,3 | ||
свинец, не более | 0,15 | ||
олово, не более | 0,1 | ||
титан, не более | 0,3 | ||
хром, не более | 0,4 | ||
никель, не более | 2,8 | ||
Алюминий 16 (Tarryb) | Лом поршней неразделенный. Марки:
| Содержание металлов, % масс, не менее | 50 |
Засоренность, % масс, не более | 50 | ||
в том числе железом | 25 | ||
маслом | 2 | ||
Лом, который не отвечает требованиям этого вида, поставляется по договоренности между потребителем и поставщиком. | |||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 67 | ||
кремний, не более | 22,0 | ||
железо, не более | 1,4 | ||
медь, не более | 3,0 | ||
цинк, не более | 0,8 | ||
марганец, не более | 0,6 | ||
магний, не более | 1,3 | ||
свинец, не более | 0,15 | ||
олово, не более | 0,1 | ||
титан, не более | 0,3 | ||
хром, не более | 0,4 | ||
никель, не более | 2,8 | ||
Алюминий 17 | Лом и отходы алюминиевого литья, содержащие никель. Марки:
| Содержание металлов, % масс, не менее | 97 |
Засоренность, % масс, не более | 3 | ||
в том числе: | |||
железом | 0,5 | ||
маслом | 2 | ||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 67 | ||
кремний, не более | 22,0 | ||
железо, не более | 1,4 | ||
медь, не более | 3,0 | ||
цинк, не более | 0,8 | ||
марганец, не более | 0,6 | ||
магний, не более | 1,3 | ||
свинец, не более | 0,15 | ||
олово, не более | 0,1 | ||
титан, не более | 0,3 | ||
хром, не более | 0,4 | ||
никель, не более | 2,8 | ||
Алюминий 18 (Twist) | Лом самолетный разделанный. Литейные сплавы | Содержание металлов, % масс, не менее | 90 |
Засоренность, % масс, не более | 10 | ||
в том числе: | |||
маслом | 2 | ||
неметаллическими включениями | 2 | ||
железом | 2 | ||
Без наличия латуней, баббитов, подшипников, мусора и др. | |||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 83 | ||
кремний, не более | 9,0 | ||
железо, не более | 1,1 | ||
медь, не более | 3,5 | ||
цинк, не более | 1,2 | ||
марганец, не более | 0,5 | ||
магний, не более | 0,6 | ||
свинец, не более | 0,2 | ||
олово, не более | 0,1 | ||
титан, не более | 0,15 | ||
Алюминий 19 (Twitch) | Лом алюминиевый дробленый. Литейные и деформируемые сплавы | Сухой порезанный лом автомобилей, диски с колес, обода и т. п. | |
Содержание металлов, % масс, не менее | 88 | ||
Засоренность, % масс, не более | 12 | ||
в том числе: | |||
железом | 1,5 | ||
цинковыми сплавами | 3 | ||
магнием | 1 | ||
неметаллическими примесями | 5 | ||
резиной и пластмассой | 1 | ||
Размер куска, мм, не более | 600х600х400 | ||
Лом, который не отвечает требованиям этого вида, поставляется по договоренности между потребителем и поставщиком. | |||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 65 | ||
кремний, не более | 22,0 | ||
железо, не более | 1,5 | ||
медь, не более | 6,5 | ||
цинк, не более | 1,5 | ||
марганец, не более | 1,0 | ||
магний, не более | 1,3 | ||
свинец, не более | 0,15 | ||
олово, не более | 0,1 | ||
титан, не более | 0,15 | ||
Алюминий 20 (Teens) | Чистая стружка алюминиевая сыпучая:
| Металлургический выход металла, % масс, не менее | 90 |
Засоренность, % масс, не более | 10 | ||
в том числе железом | 0,5 | ||
маслом | 5 | ||
Без влаги и мусора. | |||
Массу фракции 0,6 мм и менее вычитают из массы партии. | |||
Если содержание фракции от 0,6 до 20 мм составляет более 3 % , то делают скидку. | |||
При наличии более 10 % железа и/или свободного магния, или нержавеющей стали, а также легковоспламеняющейся охлаждающей жидкости партию считают не соответствующей виду. | |||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 83 | ||
кремний, не более | 9,0 | ||
железо, не более | 1,0 | ||
медь, не более | 3,5 | ||
цинк, не более | 1,5 | ||
марганец, не более | 0,5 | ||
магний, не более | 0,3 | ||
свинец, не более | 0,2 | ||
олово, не более | 0,1 | ||
никель, не более | 0,3 | ||
титан, не более | 0,15 | ||
Алюминий 21 (Telic) | Стружка алюминиевая сыпучая смешанная:
Стружка, смешанная из двух или нескольких сплавов | Металлургический выход металла, % масс, не менее | 90 |
Засоренность, % масс, не более | 10 | ||
в том числе железом | 0,5 | ||
влагой и маслом | 5 | ||
Без мусора | |||
Массу фракции 0,6 мм и менее вычитают из массы партии. | |||
Если содержание фракции от 0,6 до 20 мм составляет более 3 %, то делают скидку. | |||
При наличии более 10 % железа и/или свободного магния, или нержавеющей стали, а также легковоспламеняющейся охлаждающей жидкости партию считают не соответствующей виду. | |||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 83 | ||
кремний, не более | 9,0 | ||
железо, не более | 1,0 | ||
медь, не более | 3,5 | ||
цинк, не более | 1,5 | ||
марганец, не более | 0,5 | ||
магний, не более | 0,3 | ||
свинец, не более | 0,2 | ||
олово, не более | 0,1 | ||
никель, не более | 0,3 | ||
титан, не более | 0,15 | ||
Алюминий 22 | Стружка алюминиевая вьюнообразная смешанная | Металлургический выход металла, % масс, не менее | 40 |
Засоренность, % масс, не более | 60 | ||
в том числе железом | 2 | ||
Поставляется по договоренности потребителя и поставщика. | |||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 75 | ||
кремний, не более | 1,2 | ||
железо, не более | 1,0 | ||
медь, не более | 6,5 | ||
цинк, не более | 0,8 | ||
марганец, не более | 1,0 | ||
магний, не более | 13,0 | ||
свинец, не более | 0,15 | ||
олово, не более | 0,1 | ||
никель, не более | 0,5 | ||
титан, не более | 0,15 | ||
Алюминий 23 (Thirl) |
| Металлургический выход металла, % масс, не менее | 50 |
Засоренность, % масс, не более | 40 | ||
в том числе железом | 2 | ||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 59 | ||
кремний, не более | 22,0 | ||
железо, не более | 1,8 | ||
медь, не более | 6,5 | ||
цинк, не более | 1,5 | ||
марганец, не более | 1,0 | ||
магний, не более | 6,8 | ||
свинец, не более | 0,25 | ||
олово, не более | 0,1 | ||
титан, не более | 0,3 | ||
Алюминий 24 (Thirl) |
| Металлургический выход металла, % масс, не менее | 20 |
Засоренность, % масс, не более | 70 | ||
в том числе железом | 2 | ||
Материал с меньшим металлургическим выходом поставляется по договоренности между потребителем и поставщиком. | |||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 48 | ||
кремний, не более | 22,0 | ||
железо, не более | 1,8 | ||
медь, не более | 6,5 | ||
цинк, не более | 6,5 | ||
марганец, не более | 1,0 | ||
магний, не более | 13,0 | ||
свинец, не более | 0,15 | ||
олово, не более | 0,1 | ||
титан, не более | 0,3 | ||
Алюминий 25 | Лом кабельных изделий | Содержание металлов, % масс, не менее | 85 |
Засоренность, % масс, не более | 15 | ||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 99 | ||
кремний, не более | 0,1 | ||
железо, не более | 0,4 | ||
медь, не более | 0,05 | ||
цинк, не более | 0,05 | ||
марганец, не более | 0,01 | ||
магний, не более | 0,05 | ||
свинец, не более | 0,03 | ||
олово, не более | 0,03 | ||
титан, не более | 0,02 | ||
Алюминий 26 | Лом бытовой с определенным химическим составом | Содержание металлов, % масс, не менее | 90 |
Засоренность, % масс, не более | 10 | ||
в том числе железом | 1 | ||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 94 | ||
кремний, не более | 1,2 | ||
железо, не более | 1,0 | ||
медь, не более | 0,3 | ||
цинк, не более | 0,3 | ||
марганец, не более | 1,0 | ||
магний, не более | 1,8 | ||
свинец, не более | 0,15 | ||
олово, не более | 0,1 | ||
титан, не более | 0,15 | ||
Алюминий 27 (Throb) | Предварительно расплавленный лом в слитках и чушках с определенным химическим составом | Содержание металлов, % масс, не менее | 99,6 |
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 54 | ||
кремний, не более | 22,0 | ||
железо, не более | 2,0 | ||
медь, не более | 6,5 | ||
цинк, не более | 6,5 | ||
марганец, не более | 1,3 | ||
магний, не более | 6,8 | ||
свинец, не более | 0,15 | ||
олово, не более | 0,1 | ||
титан, не более | 0,15 | ||
Алюминий 28 (Taldon) | Пакеты или брикеты из алюминиевых банок. Марки:
| Металлургический выход металла, % масс, не менее | 99,6 |
Засоренность безвредными неметаллическими примесями, % масс, не более | 4 | ||
Засоренность сталью, свинцом, пробками от бутылок, пластиковыми банками, стеклом, деревом и др. не допускается. | |||
Применение салазок или опорных листов из любого материала для обвязывания пакетов не допускается. | |||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 95 | ||
кремний, не более | 0,4 | ||
железо, не более | 0,5 | ||
медь, не более | 0,2 | ||
цинк, не более | 0,25 | ||
марганец, не более | 0,5 | ||
магний, не более | 2,4 | ||
свинец, не более | 0,05 | ||
олово, не более | 0,05 | ||
титан, не более | 0,15 | ||
Алюминий 29 (Tepid) | Лом самолетный листовой разделанный из деформируемых сплавов, кроме серии 7000 (В95, В93 и др.) | Металлургический выход металла, % масс, не менее | 80 |
Засоренность железом, % масс, не более | 2 | ||
Засоренность безвредными неметаллическими примесями, % масс, не более | 18 | ||
Лом, не соответствующий этим требованиям, поставляется по согласованию между поставщиком и потребителем. | |||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 82 | ||
кремний, не более | 1,2 | ||
железо, не более | 1,2 | ||
медь, не более | 6,5 | ||
цинк, не более | 0,3 | ||
марганец, не более | 1,0 | ||
магний, не более | 6,8 | ||
свинец, не более | 0,05 | ||
олово, не более | 0,05 | ||
титан, не более | 0,15 | ||
Алюминий 30 (Take) | Отходы производства алюминиевых банок:
Марки:
| Металлургический выход металла, % масс, не менее | 90 |
Засоренность, % масс, не более | 10 | ||
Засоренность железом не допускается. | |||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 95 | ||
кремний, не более | 0,4 | ||
железо, не более | 0,5 | ||
медь, не более | 0,2 | ||
цинк, не более | 0,25 | ||
марганец, не более | 0,5 | ||
магний, не более | 2,4 | ||
свинец, не более | 0,05 | ||
олово, не более | 0,05 | ||
титан, не более | 0,15 | ||
Алюминий 31 (Talar) | Лом банок из-под напитков. Марки:
| Металлургический выход металла, % масс, не менее | 90 |
Засоренность, % масс, не более | 10 | ||
Покрытие бумагой, засоренность железом не допускается. | |||
Наличие остатков, грязи и других примесей не допускается. | |||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 95 | ||
кремний, не более | 0,4 | ||
железо, не более | 0,5 | ||
медь, не более | 0,2 | ||
цинк, не более | 0,25 | ||
марганец, не более | 0,5 | ||
магний, не более | 2,4 | ||
свинец, не более | 0,05 | ||
олово, не более | 0,05 | ||
титан, не более | 0,15 | ||
Алюминий 32 (Talgred) | Дробленый лом алюминиевых банок из-под напитков отмагниченный. Марки:
| Металлургический выход металла, % масс, не менее | 93 |
Засоренность, % масс, не более | 7 | ||
в том числе железом | 0,2 | ||
безвредными примесями, включая влагу, %, не более | 4 | ||
Засоренность свинцом не допускается. | |||
Без наличия пластиковых банок, стекла и дерева. | |||
Лом с большей засоренностью поставляют по согласованию между поставщиком и потребителем. | |||
Химический состав представительной пробы, % масс: | |||
алюминий, не менее | 95 | ||
кремний, не более | 0,4 | ||
железо, не более | 0,5 | ||
медь, не более | 0,2 | ||
цинк, не более | 0,25 | ||
марганец, не более | 0,5 | ||
магний, не более | 2,4 | ||
свинец, не более | 0,05 | ||
олово, не более | 0,05 | ||
титан, не более | 0,15 |
Примечание. В скобках указано наименование зарубежного аналога вида металлолома. Соответствующие наименования видов приведены только как справочные.
Химический состав марок алюминия [6]
Обозначение марки | Массовая доля элемента, % | Плотность, кг/дм3 | ||||||||||||
Буквенное | Цифровое | Кремний | Железо | Медь | Марганец | Магний | Хром | Цинк | Титан | Дополнительные указания | Прочие элементы | Алюминий, не менее | ||
Каждый | Сумма | |||||||||||||
АД000 | — | 0,15 | 0,15 | 0,03 | 0,02 | 0,02 | — | 0,06 | 0,02 | — | 0,02 | — | 99,80 | 2,70 |
АД00 | 1010 | 0,20 | 0,25 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | — | 0,07 | 0,03 | — | 0,03 | — | 99,70 | 2,70 |
АД00Е | 1010Е | 0,10 | 0,25 | 0,02 | 0,01 | 0,02 | 0,01 | 0,04 | — | Бор: 0,02 Титан+ ванадий: 0,02 | 0,02 | 0,10 | 99,70 | 2,70 |
АД0 | 1011 | 0,25 | 0,40 | 0,05 | 0,05 | 0,05 | — | 0,07 | 0,05 | — | 0,03 | — | 99,50 | 2,71 |
АД0Е | 1011Е | 0,10 | 0,40 | 0,05 | 0,01 | — | 0,01 | 0,05 | — | Бор: 0,05 Титан+ ванадий:0,02 | 0,03 | 0,10 | 99,50 | 2,71 |
АД1 | 1013 | 0,3 | 0,3 | 0,05 | 0,025 | 0,05 | — | 0,1 | 0,15 | — | 0,05 | — | 99,30 | 2,71 |
АД1пл | — | Кремний+железо:0,60 | 0,05 | 0,025 | 0,05 | — | 0,1 | 0,15 | — | 0,02 | — | 99,30 | 2,71 | |
АД | 1015 | Кремний+железо:1,0 | 0,1 | 0,1 | — | — | 0,10 | 0,15 | — | 0,05 | 0,15 | 99,0 | 2,71 | |
Марки алюминия по [7] | ||||||||||||||
EN AW AI 99,0Cu | EN AW-1100 | Кремний+железо:0,95 | 0,05- 0,20 | 0,05 | — | — | 0,10 | — | Бериллий:0,0003 | 0,05 | 0,15 | 99,00 | 2,71 | |
EN AW-AI 99,35 | EN AW-1235 | Кремний+железо:0,65 | 0,05 | 0,05 | 0,05 | — | 0,10 | 0,06 | Ванадий:0,05 | 0,03 | — | 99,35 | 2,71 | |
Марки алюминия по [8] | ||||||||||||||
AW-AI 99,6 | AW-1060 А | 0,25 | 0,35 | 0,05 | 0,03 | 0,03 | — | 0,05 | 0,03 | Ванадий:0,05 | 0,03 | — | 99,60 | 2,71 |
AW-AI 99,7 | AW-1070 А | 0,20 | 0,25 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | — | 0,07 | 0,03 | — | 0,03 | — | 99,70 | 2,70 |
AW-AI 99,8 | AW-1080 А | 0,15 | 0,15 | 0,03 | 0,02 | 0,02 | — | 0,06 | 0,02 | Галлий: 0,03 | 0,02 | — | 99,80 | 2,70 |
AW-AI 99,0 | AW-1200 | Кремний+железо:1,00 | 0,05 | 0,05 | — | — | 0,10 | 0,05 | — | 0,05 | 0,15 | 99,00 | 2,70 | |
AW-E-AI 99,5 | AW-1350 | 0,10 | 0,40 | 0,05 | 0,01 | — | 0,01 | 0,05 | — | Бериллий:0,05 Галлий:0,03 Титан+ванадий:0,02 | 0,03 | 0,10 | 99,50 | 2,71 |
AW-E-AI 99,7 | AW-1370 | 0,10 | 0,25 | 0,02 | 0,01 | 0,02 | 0,01 | 0,04 | — | Бериллий:0,02 Галлий:0,03 Титан+ванадий:0,02 | 0,02 | 0,10 | 99,70 | 2,70 |
Марки алюминия по [9] | ||||||||||||||
— | 1050 | 0,25 | 0,40 | 0,05 | 0,05 | 0,05 | — | 0,05 | 0,03 | Ванадий:0,05 | 0,03 | — | 99,50 | 2,70 |
— | 1060 | 0,25 | 0,35 | 0,05 | 0,03 | 0,03 | — | 0,05 | 0,03 | Ванадий:0,05 | 0,03 | — | 99,60 | 2,70 |
— | 1070 | 0,20 | 0,25 | 0,04 | 0,03 | 0,03 | — | 0,04 | 0,03 | Бериллий:0,0003 Ванадий:0,05 | 0,03 | — | 99,70 | 2,70 |
— | 1080 | 0,15 | 0,15 | 0,03 | 0,02 | 0,02 | — | 0,03 | 0,03 | Галлий:0,03 Ванадий:0,05 | 0,02 | — | 99,80 | 2,70 |
— | 1145 | Кремний+железо:0,55 | 0,05 | 0,05 | 0,05 | — | 0,05 | 0,03 | Ванадий:0,05 | 0,03 | — | 99,45 | 2,70 |
ПРИМЕЧАНИЕ::
- В алюминии марки АДО для листовых заготовок, подвергаемых дальнейшей формовке, допускается введение титана до 0,15 %.
- В алюминии марок EN AW-1100 и 1070 максимальное содержание бериллия приведено только для прутков
Химический состав алюминиевых сплавов систем алюминий-медь-магний (Al-Cu-Mg) и алюминий-медьмарганец (Al-Cu-Mn) [6]
Обозначение марки | Массовая доля элемента, % | Плотность | |||||||||||||
Буквенное | Цифровое | Кремний | Железо | Медь | Марганец | Магний | Хром | Цинк | Титан | Никель | Дополнительные указания | Прочие элементы | Алюминий | ||
Каждый | Сумма | ||||||||||||||
— | 1105 | 3,0 | 1,5 | 2,0- 5,0 | 0,3- 1,0 | 0,4-2,0 | — | 1,0 | — | 0,2 | Титан+хром+цирконий:0,2 | 0,05 | 0,2 | Остальное | 2,80 |
Д1 | 1110 | 0,20-0,8 | 0,7 | 3,5-4,8 | 0,40-1,0 | 0,40-0,8 | 0,10 | 0,3 | 0,15 | — | Титан+цирконий:0,20 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,80 |
Д1ч | — | 0,5 | 0,4 | 3,8-4,8 | 0,4-0,8 | 0,4-0,8 | — | 0,3 | 0,1 | 0,1 | Железо+кремний:0,7 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,80 |
АК4 | 1140 | 0,5-1,2 | 0,8-1,3 | 1,9-2,5 | 0,2 | 1,4-1,8 | — | 0,3 | 0,1 | 0,8-1,3 | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,77 |
АК4-1 | 1141 | 0,35 | 0,8-1,4 | 1,9-2,7 | 0,2 | 1,2-1,8 | 0,1 | 0,3 | 0,02-0,10 | 0,8-1,4 | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,80 |
АК4-1ч | 1142 | 0,10-0,25 | 0,9-1,3 | 1,9-2,7 | — | 1,3-1,8 | — | 0,10 | 0,04-0,10 | 0,9-1,2 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,80 |
АК4-2ч | 1143 | 0,1-0,25 | 0,4-0,7 | 2,0-2,6 | 0,1 | 1,2-1,8 | 0,1 | 0,1 | 0,05-0,1 | 0,4-0,7 | Цирконий:0,1-0,25 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,77 |
Д16 | 1160 | 0,50 | 0,50 | 3,8-4,9 | 0,30-0,9 | 1,2-1,8 | 0,10 | 0,25 | 0,15 | — | Титан+цирконий:0,20 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,77 |
Д16ч | — | 0,20 | 0,30 | 3,8-4,9 | 0,30-0,9 | 1,2-1,8 | 0,10 | 0,25 | 0,15 | — | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,78 |
— | 1161 | 0,1 | 0,15 | 3,1-4,0 | 0,2-0,8 | 1,2-1,8 | — | 0,1 | 0,1 | 0,15 | Цирконий:0,08-0,25 | — | 0,1 | Остальное | 2,76 |
— | 1163 | 0,1 | 0,15 | 3,8-4,5 | 0,4-0,8 | 1,2-1,6 | — | 0,1 | 0,01-0,07 | 0,05 | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,77 |
В65 | 1165 | 0,25 | 0,2 | 3,9-4,5 | 0,3-0,5 | 0,15-0,30 | — | 0,1 | 0,1 | — | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,80 |
ВД1 | — | 1,0 | 1,0 | 2,0-5,0 | 0,3-0,8 | 0,4-1,6 | — | 0,7 | — | — | Титан+хром+цирконий:0,2 Никель:0,2 | 0,05 | 2,0 | Остальное | 2,80 |
ВД17 | 1170 | 0,3 | 0,3 | 2,6-3,2 | 0,45-0,70 | 2,0-2,4 | — | 0,1 | 0,1 | — | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,75 |
Д18 | 1180 | 0,5 | 0,5 | 2,2-3,0 | 0,20 | 0,20-0,50 | 0,10 | 0,1 | — | — | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,74 |
Д19 | 1190 | 0,5 | 0,5 | 3,8-4,3 | 0,5-1,0 | 1,7-2,3 | — | 0,1 | 0,1 | — | Бериллий:0,0002-0,005 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,76 |
Д19ч | — | 0,2 | 0,3 | 3,8-4,3 | 0,4-0,9 | 1,7-2,3 | — | 0,1 | 0,1 | — | Бериллий:0,0002-0,005 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,76 |
ВАД1(Д24) | 1191 | 0,2 | 0,3 | 3,8-4,5 | 0,35-0,8 | 2,3-2,7 | — | 0,1 | 0,03-0,10 | — | Цирконий:007-0,2 Бериллий:0,0002-005 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,76 |
Д20 | 1200 | 0,3 | 0,3 | 6,0-7,0 | 0,4-0,8 | 0,05 | — | 0,1 | 0,1-0,2 | — | Цирконий:0,2 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,84 |
— | 1201 | 0,20 | 0,30 | 5,8-6,8 | 0,20-0,40 | 0,02 | — | 0,10 | 0,02-0,10 | — | Цирконий:0,10-0,25 Ванадий:0,05-0,15 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,85 |
Д21 | 1210 | 0,3 | 0,3 | 6,0-7,0 | 0,4-0,8 | 0,25-0,45 | — | 0,1 | 0,1-0,2 | — | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,84 |
АК6 | 1360 | 0,7-1,2 | 0,7 | 1,8-2,6 | 0,4-0,8 | 0,4-0,8 | — | 0,3 | 0,1 | 0,1 | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,75 |
АК6ч | — | 0,7-1,2 | 0,4 | 1,8-2,6 | 0,4-0,8 | 0,4-0,8 | — | 0,3 | 0,1 | 0,1 | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,75 |
АК6-1 | — | 0,7-1,2 | 0,7 | 1,8-2,6 | 0,4-0,8 | 0,4-0,8 | 0,01-0,2 | 0,3 | 0,02-0,1 | 0,1 | Железо+Никель:0,7 | — | 0,1 | Остальное | 2,80 |
АК8 | 1380 | 0,50-1,2 | 0,7 | 3,9-5,0 | 0,40-1,0 | 0,20-0,8 | 0,10 | 0,25 | 0,15 | — | Титан+Цирконий:0,7 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,80 |
АКМ | — | 0,8-2,2 | 1,0 | 1,2-2,6 | 0,2-0,8 | 0,8-1,4 | 0,2 | 1,0 | 0,2 | 0,1 | — | — | 2,0 | Остальное | 2,77 |
Марки алюминиевых сплавов по [8] | |||||||||||||||
AW-AI Cu6BiPb | Aw-2011 | 0,40 | 0,7 | 5,0-6,0 | — | — | — | 0,30 | — | — | Висмут:0,20-0,6 Свинец:0,20-0,6 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,83 |
AW-AI Cu4SiMg | Aw-2014 | 0,50-1,2 | 0,7 | 3,9-5,0 | 0,40-1,2 | 0,20-0,8 | 0,10 | 0,25 | 0,15 | — | Титан+Цирконий:0,20 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,80 |
AW-AI Cu4SiMg | Aw-2014 А | 0,50-0,9 | 0,50 | 3,9-5,0 | 0,40-1,2 | 0,20-0,8 | 0,10 | 0,25 | 0,15 | 0,10 | Титан+Цирконий:0,20 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,80 |
AW-AI Cu4SiMg | Aw-2017 | 0,20-0,8 | 0,7 | 3,5-4,5 | 0,40-1,0 | 0,40-0,8 | 0,10 | 0,25 | 0,15 | — | Титан+Цирконий:0,20 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,79 |
AW-AI Cu4SiMg | Aw-2017 А | 0,20-0,8 | 0,7 | 3,5-4,5 | 0,40-1,0 | 0,40-1,0 | 0,10 | 0,25 | — | — | Титан+Цирконий:0,25 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,79 |
AW-AI Cu4SiMg | Aw-2024 | 0,50 | 0,50 | 3,8-4,9 | 0,30-0,9 | 1,2-1,8 | 0,10 | 0,25 | 0,15 | — | Титан+Цирконий:0,20 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,78 |
AW-AI Cu4PbMg | Aw-2030 | 0,8 | 0,7 | 3,3-4,5 | 0,20-1,0 | 0,50-1,3 | 0,10 | 0,50 | 0,20 | — | Висмут:0,20 СВинец:0,8-1,5 | 0,10 | 0,30 | Остальное | 2,81 |
AW-AI Cu2,5Mg | Aw-2117 | 0,8 | 0,7 | 2,2-3,0 | 0,20 | 0,20-0,50 | 0,10 | 0,25 | — | — | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,75 |
AW-AI Cu6MN | Aw-2219 | 0,20 | 0,30 | 5,8-6,8 | 0,20-0,40 | 0,02 | — | 0,10 | 0,02-0,10 | — | Ванадий:0,05-0,15 Цирконий:0,10-0,25 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,84 |
ПРИМЕЧАНИЕ:
- Сумму титана и циркония ограничивают только в сплавах для прессованных и кованых полуфабрикатов по согласованию между изготовителем и потребителем.
- При изготовлении прессованных полуфабрикатов (панели и профили) из сплава марки 1161 содержание элементов в сплаве устанавливают следующим: медь от 3,35 % до 3,85 %; магний от 1,4 % до 1,8 %; марганец от 0,4 % до 0,7 %; цирконий от 0,08 % до 0,16 %; титан от 0,03 % до 0,07 %; кремний не
более 0,05 %; никель не более 0,08 %; хром не более 0,04 %; цинк не более 0,05 %; бериллий от 0,0003 % до 0,0008 %.
Химический состав алюминиевых сплавов системы алюминий-марганец (Al-Mn) [6]
Обозначение марки | Массовая доля элемента, % | Плотность | ||||||||||||
Буквенное | Цифровое | Кремний | Железо | Медь | Марганец | Магний | Хром | Цинк | Титан | Дополнительные указания | Прочие элементы | Алюминий | ||
Каждый | Сумма | |||||||||||||
АМц | 1400 | 0,6 | 0,7 | 0,2 | 1,0-1,5 | 0,2 | — | 0,10 | 0,1 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,73 |
АМцС | 1401 | 0,15-0,35 | 0,25-0,45 | 0,1 | 1,0-1,4 | 0,05 | — | 0,1 | 0,1 | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,73 |
ММ | 1403 | 0,6 | 0,7 | 0,30 | 1,0-1,5 | 0,20-0,6 | 0,10 | 0,25 | 0,10 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,72 |
Д12 | 1521 | 0,30 | 0,7 | 0,25 | 1,0-1,5 | 0,8-1,3 | — | 0,25 | — | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,72 |
Марки алюминиевых сплавов по [7] | ||||||||||||||
EN AW-AI Mn1Mg1 | EN AW-3004 | 0,30 | 0,7 | 0,25 | 1,0-1,5 | 0,8-1,3 | — | 0,25 | — | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,72 |
EN AW-AI Mn1 | EN AW-3103 | 0,50 | 0,7 | 0,10 | 0,9-1,5 | 0,30 | 0,10 | 0,20 | — | Титан+цирконий:0,10 Бериллий:0,0003 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,73 |
EN AW-AI Mn1(A) | EN AW- 3103А | 0,50 | 0,7 | 0,10 | 0,7-1,4 | 0,30 | 0,10 | 0,20 | 0,10 | Титан+цирконий:0,10 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,72 |
EN AW-AI Mn1Mg1Cu | EN AW-3104 | 0,6 | 0,8 | 0,05-0,25 | 0,8-1,4 | 0,8-1,3 | — | 0,25 | 0,10 | Ванадий:0,05 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,72 |
Марки алюминиевых сплавов по [8] | ||||||||||||||
AW-AI Mn1Cu | AW-3003 | 0,6 | 0,7 | 0,05-0,20 | 1,0-1,5 | — | — | 0,10 | — | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,73 |
AW-AI Mn1Mg0,5 | AW-3005 | 0,6 | 0,7 | 0,30 | 1,0-1,5 | 0,20-0,6 | 0,10 | 0,25 | 0,10 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,73 |
AW-AI Mn05Mg0,5 | AW-3105Б | 0,6 | 0,7 | 0,30 | 0,30-0,8 | 0,20-0,8 | 0,20 | 0,40 | 0,10 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,72 |
ПРИМЕЧАНИЕ:
- В сплаве марки АМц для листовых заготовок, подвергаемых дальнейшей формовке, допускается введение титана до 0,2 %.
- Отношение содержания железа к кремнию в сплаве марки АМцС должно быть больше единицы.
- В сплаве марки EN AW-3103 максимальное содержание бериллия приведено только для прутков и электродов.
Химический состав алюминиевых сплавов системы алюминий-кремний (Al-Si) [6]
Обозначение марки | Массовая доля элемента, % | Плотность | |||||||||||||
Буквенное | Цифровое | Кремний | Железо | Медь | Марганец | Магний | Хром | Цинк | Титан | Никель | Дополнительные указания | Прочие элементы | Алюминий | ||
Каждый | Сумма | ||||||||||||||
СИЛ2С | — | 8,5-9,5 | 0,2 | 0,03 | 0,1 | 0,05 | — | 0,08 | 0,1 | — | Кальций:0,1 | 0,05 | — | Остальное | 2,67 |
СИЛ1C | — | 10,0-12,5 | 0,5 | 0,02 | 0,5 | 0,05 | — | 0,08 | 0,15 | — | Кальций: 0,1 | 0,05 | — | Остальное | 2,66 |
АК12Д | — | 11,0-13,0 | 0,7 | 1,5-3,0 | 0,3-0,6 | 0,8-1,3 | 0,2 | 0,5 | 0,05-0,20 | 0,8-1,3 | Бор:0,005 Олово:0,02 Свинец:0,10 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,72 |
Марки алюминиевых сплавов по [7] | |||||||||||||||
EN AW-Al Si10Mg1,5 | EN AW-4004 | 9,0-10,5 | 0,8 | 0,25 | 0,10 | 1,0-2,0 | — | 0,20 | — | — | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,65 |
EN AW-AI Si1Fe | EN AW-4006 | 0,8-1,2 | 0,50-0,8 | 0,10 | 0,05 | 0,01 | 0,20 | 0,05 | — | — | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,71 |
EN AW-Al Si10 | EN AW-4045 | 9,0-11,0 | 0,8 | 0,30 | 0,05 | 0,05 | — | 0,10 | 0,20 | — | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,67 |
Марки алюминиевых сплавов по [8] | |||||||||||||||
AW-AI Si12 | AW-4047 А | 11,0-13,0 | 0,6 | 0,30 | 0,15 | 0,10 | — | 0,20 | 0,15 | — | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,66 |
Марки алюминиевых сплавов по [9] | |||||||||||||||
— | 4147 | 11,0-13,0 | 0,8 | 0,25 | 0,10 | 0,10-0,50 | — | 0,20 | — | — | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,66 |
Химический состав алюминиевых сплавов системы алюминий-магний (Al-Mg) [6]
Обозначение марки | Массовая доля элемента, % | Плотность | ||||||||||||
Буквенное | Цифровое | Кремний | Железо | Медь | Марганец | Магний | Хром | Цинк | Титан | Дополнительные указания | Прочие элементы | Алюминий | ||
Каждый | Сумма | |||||||||||||
АМг0,5 | 1505 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,2 | 0,4-0,8 | — | — | — | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,70 |
АМг0,5пч | — | 0,07 | 0,08 | 0,05 | 0,10 | 0,4-0,8 | — | 0,04 | 0,03 | — | — | 0,1 | Остальное | 2,69 |
АМг0,7 | — | 0,3 | 0,5 | 0,1 | 0,05-0,3 | 0,4-0,9 | 0,1 | 0,2 | 0,1 | Цирконий:0,03-0,2 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,70 |
АМг1 | 1510 | 0,30 | 0,7 | 0,20 | 0,20 | 0,50-1,1 | 0,10 | 0,25 | — | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,69 |
АМШ1 | — | 0,12 | 0,12 | 0,05 | 0,05 | 0,6-1,0 | — | — | — | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,67 |
АМг1,5 | — | 0,40 | 0,7 | 0,20 | 0,10 | 1,1-1,8 | 0,10 | 0,25 | — | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,69 |
АМг2 | 1520 | 0,40 | 0,50 | 0,15 | 0,1-0,6 | 1,8-2,6 | 0,05 | 0,15 | 0,15 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,69 |
АМг2,5 | — | 0,25 | 0,40 | 0,10 | 0,10 | 2,2-2,8 | 0,15-0,35 | 0,10 | — | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,68 |
АМг3С | — | 0,5 | 0,5 | 0,1 | 0,2-0,6 | 2,7-3,6 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | Бериллий:0,005 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,67 |
АМг3 | 1530 | 0,5-0,8 | 0,5 | 0,1 | 0,3-0,6 | 3,2-3,8 | 0,05 | 0,2 | 0,1 | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,66 |
АМг3,5 | — | 0,25 | 0,40 | 0,10 | 0,10 | 3,1-3,9 | 0,15-0,35 | 0,20 | 0,20 | Бериллий:0,0008 Марганец+хром:0,10-0,50 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,66 |
— | 1531 | 0,4 | 0,4 | 0,1 | 0,4-0,7 | 2,8-3,8 | 0,05-0,25 | 0,2 | 0,02-0,1 | Марганец+хром:0,5-0,8 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,67 |
АМг4 | 1540 | 0,4 | 0,4 | 0,1 | 0,5-0,8 | 3,8-4,5 | 0,05-0,25 | 0,2 | 0,02-0,10 | Бериллий:0,002-0,005 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,66 |
АМг4,5 | — | 0,40 | 0,40 | 0,10 | 0,40-1,0 | 4,0-4,9 | 0,05-0,25 | 0,25 | 0,15 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,66 |
— | 1541 | 0,2 | 0,1-0,3 | 0,05 | 0,2-0,5 | 3,8-4,8 | — | — | 0,002-0,1 | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,65 |
— | 1541пч | 0,07 | 0,07 | 0,02 | 0,02 | 3,5-4,5 | 0,03-0,06 | 0,02 | 0,05 | — | 0,02 | 0,1 | Остальное | 2,65 |
— | 1542 | 0,4 | 0,4 | 0,1 | 0,4-1,0 | 4,0-4,9 | 0,05-0,25 | 0,2 | 0,1 | Цирконий:0,02-0,12 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,65 |
— | 1542 | 0,4 | 0,4 | 0,1 | 0,4-1,0 | 4,0-4,9 | 0,05-0,25 | 0,2 | 0,1 | Цирконий:0,02-0,12 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,65 |
— | 1543 | 0,5 | 0,5 | 0,1 | 0,2-0,5 | 3,8-5,0 | — | 0,1 | 0,02-0,1 | Бериллий:0,0002-0,005 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,65 |
— | 1544 | 0,4 | 0,5 | 0,1 | 0,2-0,7 | 3,5-4,5 | 0,05-0,25 | 0,2 | 0,1 | Цирконий:0,02-0,12 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,65 |
— | 1545К | 0,1 | 0,12 | 0,1 | 0,19-0,35 | 4,5-4,9 | 0,01-0,04 | 0,1 | 0,01-0,04 | Цирконий:0,05-0,12 Скандий:0,17-0,27 Церий:0,0001-0,0009 Бериллий:0,0002-0,005 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,65 |
АМг5 | 1550 | 0,5 | 0,5 | 0,1 | 0,3-0,8 | 4,8-5,8 | — | 0,2 | 0,02-0,10 | Бериллий:0,0002-0,005 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,65 |
АПБА-1 | 1551 | 0,5 | 0,5 | 0,05 | 0,3-0,6 | 5,0-7,0 | — | 0,2 | — | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,64 |
АМг6 | 1560 | 0,4 | 0,4 | 0,1 | 0,5-0,8 | 5,8-6,8 | — | 0,2 | 0,02-0,10 | Бериллий:0,0002-0,005 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,65 |
АМг61 | 1561 | 0,4 | 0,4 | 0,1 | 0,7-1,1 | 5,5-6,5 | — | 0,2 | 0,02-0,10 | Цирконий:0,02-0,12 Бериллий:0,0002-0,005 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,65 |
АМг61Н | 1561Н | 0,4 | 0,4 | 0,1 | 0,5-0,8 | 5,5-6,5 | — | 0,2 | — | Цирконий:0,10-0,17 Бериллий:0,0001-0,003 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,65 |
— | 1565ч | 0,2 | 0,3 | 0,05-0,1 | 0,4-1,2 | 5,1 -6,2 | 0,02-0,25 | 0,45-1,0 | 0,02-0,1 | Цирконий:0,05-0,20 Ванадий:0,02 Бор:0,006 Никель:0,05 Бериллий:0,001 Кальций: 0,001 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,65 |
— | 01570 | 0,2 | 0,3 | 0,1 | 0,2-0,6 | 5,3-6,3 | — | 0,1 | 0,01 -0,05 | Цирконий:0,05-0,15 Скандий:0,17-0,27 Бериллий:0,0002-0,005 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,65 |
— | 1570С | Кремний+железо:0,05-0,12 | — | 0,2-0,5 | 5,0-5,6 | — | — | 0,01-0,03 | Цирконий:0,05-0,12 Скандий:0,18-0,26 Церий:0,0002-0,0009 Бериллий:0,0002-0,005 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,65 | |
— | 01571 | 0,2 | 0,3 | 0,15 | 0,3 | 5,8-6,8 | 0,05-0,15 | 0,2 | 0,02-0,05 | Цирконий:0,05-0,15 Скандий:0,2-0,5 Церий:0,001-0,01 Бор:0,001-0,005 Бериллий: 0,0005-0,005 | — | 0,15 | Остальное | 2,65 |
— | 1575 | 0,2 | 0,3 | 0,1 | 0,35-0,6 | 5,4-6,4 | 0,05-0,15 | — | 0,07 | Цирконий:0,05-0,15 Скандий:0,20-0,30 Бериллий:0,0002-0,005 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,65 |
— | 1575-1 | 0,2 | 0,3 | 0,1 | 0,50-0,85 | 5,5-6,5 | 0,10-0,25 | 0,1-0,6 | 0,02-0,06 | Цирконий:0,05-0,20 Скандий:0,12-0,20 Бериллий:0,0002-0,005 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,65 |
AMg5Sc | 1580 | 0,06-0,16 | 0,12-0,18 | 0,1 | 0,4-0,8 | 4,9-5,3 | 0,08-0,18 | 0,25 | 0,15 | Цирконий:0,06-0,18 Скандий:0,05-0,14 Кальций:0,0005 Натрий:0,0003 Бериллий:0,003 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,66 |
— | 1597 | 0,1 | 0,15 | 0,1 | 0,5-0,8 | 5,5-6,5 | 0,1-0,2 | 0,1 | 0,01 -0,05 | Цирконий:0,05-0,25 Скандий:0,36-0,50 Бериллий:<0,001-0,005 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,65 |
Марки алюминиевых сплавов по [8] | ||||||||||||||
AW-AI Mg1 | AW-5005 | 0,30 | 0,7 | 0,20 | 0,20 | 0,50-1,1 | 0,10 | 0,25 | — | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,70 |
AW-AI Mg5 | AW-5019 | 0,40 | 0,50 | 0,10 | 0,10-0,6 | 4,5-5,6 | 0,20 | 0,20 | 0,20 | Марганец+хром: 0,10-0,6 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,65 |
AW-AI Mg 1,5 | AW-5050 | 0,40 | 0,7 | 0,20 | 0,10 | 1,1-1,8 | 0,10 | 0,25 | — | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,69 |
AW-AI Mg2,5 | AW-5052 | 0,25 | 0,40 | 0,10 | 0,10 | 2,2-2,8 | 0,15-0,35 | 0,10 | — | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,68 |
AW-AI Mg5Cr | AW-5056 | 0,30 | 0,40 | 0,10 | 0,05-0,20 | 4,5-5,6 | 0,05-0,20 | 0,10 | — | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,64 |
AW-AI Mg4,5 | AW-5082 | 0,20 | 0,35 | 0,15 | 0,15 | 4,0-5,0 | 0,15 | 0,25 | 0,10 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,65 |
AW-AI Mg4,5Mn0,7 | AW-5083 | 0,40 | 0,40 | 0,10 | 0,40-1,0 | 4,0-4,9 | 0,05-0,25 | 0,25 | 0,15 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,66 |
AW-AI Mg4 | AW-5086 | 0,40 | 0,50 | 0,10 | 0,20-0,7 | 3,5-4,5 | 0,05-0,25 | 0,25 | 0,15 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,66 |
AW-AI Mg3,5 | AW-5154 A | 0,50 | 0,50 | 0,10 | 0,50 | 3,1-3,9 | 0,25 | 0,20 | 0,2 | Марганец+хром: 0,10-0,50 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,67 |
AW-Al Mg4,5 Mn0,4 | AW-5182 | 0,20 | 0,35 | 0,15 | 0,20-0,50 | 4,0-5,0 | 0,10 | 0,25 | 0,10 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,67 |
AW-AI Mg2 | AW-5251 | 0,40 | 0,50 | 0,15 | 0,10-0,50 | 1,7-2,4 | 0,15 | 0,15 | 0,15 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,69 |
AW-AI Mg3 | AW-5254 | Кремний+железо: 0,45 | 0,05 | 0,01 | 3,1-3,9 | 0,15-0,35 | 0,20 | 0,05 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,66 | |
AW-AI Mg3Mn | AW-5454 | 0,25 | 0,40 | 0,10 | 0,50-1,0 | 2,4-3,0 | 0,05-0,20 | 0,25 | 0,20 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,69 |
AW-AI Mg5Mn1 | AW-5456 | 0,25 | 0,40 | 0,10 | 0,50-1,0 | 4,7-5,5 | 0,05-0,20 | 0,25 | 0,20 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,66 |
AW-AI Mg3 | AW-5754 | 0,40 | 0,40 | 0,10 | 0,50 | 2,6-3,6 | 0,30 | 0,20 | 0,15 | Марганец+хром: 0,10-0,6 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,67 |
ПРИМЕЧАНИЕ:
- В сплаве марки 1565ч суммарное содержание магния и цинка от 5,7 % д о 7,3 %, железа, кобальта и/или никеля не более 0,7 %.
- В сплаве марки АМг2, предназначенном для изготовления ленты, применяемой в качестве тары-упаковки в пищевой промышленности, массовая доля магния должна быть от 1,8 % до 3,2 %.
- Отношение содержания железа к кремнию в сплавах марок 1545К и 1570С должно быть не менее единицы.
- Отношение содержания железа к кремнию в сплаве марки AMg5Sc (1580) должно быть не менее 1,1.
- Сумма массовых долей железа и кремния в сплаве марки 1545К должна быть не менее 0,06 %.
- По согласованию между изготовителем и потребителем допускают массовую долю магния в сплаве марки 1545К от 4,1 % до 4,9 %.
- По согласованию между изготовителем и потребителем массовые доли элементов в сплаве 1570С могут быть установлены следующие значения: магний от 5,7 % до 6,3 %; марганец от 0,3 % до 0,6 %; скандий от 0,20 % до 0,28 %.
Химический состав алюминиевых сплавов системы алюминий-магний-кремний (Al-Mg-Si) [6]
Обозначение марки | Массовая доля элемента, % | Плотность | ||||||||||||
Буквенное | Цифровое | Кремний | Железо | Медь | Марганец | Магний | Хром | Цинк | Титан | Дополнительные указания | Прочие элементы | Алюминий | ||
Каждый | Сумма | |||||||||||||
АД31 | 1310 | 0,20-0,6 | 0,5 | 0,1 | 0,1 | 0,45-0,9 | 0,10 | 0,2 | 0,15 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,71 |
АД31Е | 1310Е | 0,30-0,7 | 0,50 | 0,10 | 0,03 | 0,35-0,8 | 0,03 | 0,10 | — | Бор: 0,06 | 0,03 | 0,10 | Остальное | 2,71 |
— | 1320 | 0,4-0,65 | 0,15 | 0,05-0,15 | 0,05-0,15 | 0,45-0,75 | 0,03 | 0,05 | 0,01-0,05 | Никель: 0,03 Цирконий: 0,03 Бериллий:0,001-0,005 | — | 0,1 | Остальное | 2,69 |
АД33 | 1330 | 0,40-0,8 | 0,7 | 0,15-0,40 | 0,15 | 0,8-1,2 | 0,04-0,35 | 0,25 | 0,15 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,70 |
АВ | 1340 | 0,5-1,2 | 0,5 | 0,1-0,5 | 0,15-0,35 | 0,45-0,90 | 0,25 | 0,2 | 0,15 | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,70 |
АВч | — | 0,35-0,55 | 0,12 | 0,05 | 0,05 | 0,6-1,0 | — | 0,05 | — | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,69 |
АВп | — | 0,4-0,75 | 0,3 | 0,1 | 0,2 | 0,4-0,9 | — | 0,2 | 0,15 | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,70 |
АВЕ | — | 0,45-0,60 | 0,35-0,70 | 0,05 | — | 0,45-0,60 | — | 0,05 | — | Титан+ванадий+марганец+хром: 0,015 | 0,03 | 0,10 | Остальное | 2,70 |
АД35 | 1350 | 0,7-1,3 | 0,50 | 0,10 | 0,40-1,0 | 0,6-1,2 | 0,25 | 0,20 | 0,10 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,70 |
АД35П | — | 0,4-1,0 | 0,5 | 0,1 | 0,5-0,9 | 0,8-1,4 | — | 0,2 | 0,15 | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,70 |
АД37 | 1370 | 0,6-1,2 | 0,15 | 0,6-1,4 | 0,2-0,5 | 0,7-1,4 | 0,01-0,10 | 0,2-0,8 | 0,01-0,10 | Никель:0,05-0,2 Цирконий:0,05-0,12 Церий:0,005-0,05 Скандий:0,01-0,10 | 0,05 | 0,10 | Остальное | 2,69 |
САВ1 | — | 0,7-1,2 | 0,2 | 0,012 | 0,012 | 0,45-0,9 | — | 0,03 | 0,012 | Никель: 0,03 Кадмий: 0,0001 Бор: 0,00012 | 0,03 | 0,07 | Остальное | 2,69 |
САВ2 | — | 0,7-1,2 | 0,2 | 0,012 | 0,012 | 0,45-0,9 | — | 0,03 | 0,012 | Никель: 0,03 | 0,03 | 0,07 | Остальное | 2,69 |
Марки алюминиевых сплавов по [7] | ||||||||||||||
EN AW-AI SiMg | EN AW-6005 | 0,6-0,9 | 0,35 | 0,10 | 0,10 | 0,40-0,6 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,70 |
EN AW-AI SiMg(A) | EN AW-6005A | 0,50-0,9 | 0,35 | 0,30 | 0,50 | 0,40-0,7 | 0,30 | 0,20 | 0,10 | Марганец+хром: 0,12-0,50 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,70 |
EN AW-AI MgSi | EN AW-6060 | 0,30-0,6 | 0,10-0,30 | 0,10 | 0,10 | 0,35-0,6 | 0,05 | 0,15 | 0,10 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,70 |
EN AW-AI Mg0,7Si | EN AW-6063 | 0,20-0,6 | 0,35 | 0,10 | 0,10 | 0,45-0,9 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,70 |
EN AW- AI Si1MgMn | EN AW-6082 | 0,7-1,3 | 0,50 | 0,10 | 0,40-1,0 | 0,6-1,2 | 0,25 | 0,20 | 0,10 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,70 |
EN AW-AI MgSi0,3Cu | EN AW-6951 | 0,20-0,50 | 0,8 | 0,15-0,40 | 0,10 | 0,40-0,8 | — | 0,20 | — | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,70 |
Марки алюминиевых сплавов по [8] | ||||||||||||||
AW-AI Mg1SiCu | AW-6061 | 0,40-0,8 | 0,7 | 0,15-0,40 | 0,15 | 0,8-1,2 | 0,04-0,35 | 0,25 | 0,15 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,70 |
AW-E-AI MgSi | AW-6101 A | 0,30-0,7 | 0,40 | 0,05 | — | 0,40-0,9 | — | — | — | — | 0,03 | 0,10 | Остальное | 2,69 |
AW-AI Si1Mg0,8 | AW-6181 | 0,8-1,2 | 0,45 | 0,10 | 0,15 | 0,6-1,0 | 0,10 | 0,20 | 0,10 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,69 |
AW-AI Mg1SPb | AW-6262 | 0,40-0,8 | 0,7 | 0,15-0,40 | 0,15 | 0,8-1,2 | 0,04-0,14 | 0,25 | 0,15 | Висмут:0,40-0,7 Свинец:0,40-0,7 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,72 |
AW-AI Si1Mg0,5Mn | AW-6351 | 0,7-1,3 | 0,50 | 0,10 | 0,40-0,8 | 0,40-0,8 | — | 0,20 | 0,20 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,71 |
Марки алюминиевых сплавов по [9] | ||||||||||||||
— | 6101 | 0,30-0,7 | 0,50 | 0,10 | 0,03 | 0,35-0,8 | 0,03 | 0,10 | — | Бор: 0,06 | 0,03 | 0,10 | Остальное | 2,70 |
— | 6201 | 0,50-0,9 | 0,50 | 0,10 | 0,03 | 0,6-0,9 | 0,03 | 0,10 | — | Бор: 0,06 | 0,03 | 0,10 | Остальное | 2,69 |
ПРИМЕЧАНИЕ:
- По согласованию между изготовителем и потребителем, для профилей, которые подвергаются порошковому окрашиванию или анодированию, в том числе для профилей для светопрозрачных ограждающих конструкций, рекомендуемое содержание пределов легирующих элементов и примесей для сплава АД31 следующее: кремний от 0,30 % до 0,55 %; железо от 0,10 % до 0,30 %; медь не более 0,03 %; марганец не более 0,10 %; магний от 0,35 % до 0,60 %; хром не более 0,05 %; цинк не более 0,03 %; титан не более 0,10 %.
- При производстве катанки, из сплавов марок 6101 и 6201, предназначенной для изготовления проволоки электротехнического назначения, содержание элементов должно соответствовать следующим требованиям:
- для сплава марки 6101: кремний от 0,30 % до 0,70 %; магний от 0,35 % до 0,80 %; сумма элементов (титан + ванадий + никель + галлий + марганец + хром) составляет не более 0,10 %;
- для сплава марки 6201: кремний от 0,50 % до 0,90 %; магний от 0,60 % до 0,90 %; сумма элементов (титан + ванадий + никель + галлий + марганец + хром) составляет не более 0,10 %.
Химический состав алюминиевых сплавов системы алюминий-цинк-магний (Al-Zn-Mg); [6]
Обозначение марки | Массовая доля элемента, % | Плотность | |||||||||||||
Буквенное | Цифровое | Кремний | Железо | Медь | Марганец | Магний | Хром | Цинк | Титан | Цирконий | Дополнительные указания | Прочие элементы | Алюминий | ||
Каждый | Сумма | ||||||||||||||
— | 1901 | 0,2 | 0,3 | 0,2 | 0,1-0,3 | 2,4-3,0 | 0,12-0,25 | 5,4-6,2 | 0,03-0,10 | 0,07-0,12 | Бериллий: 0,0002-0,005 | — | 0,1 | Остальное | 2,78 |
— | 1903 | 0,25 | 0,35 | 0,2 | 0,05-0,15 | 2,1-2,6 | 0,12-0,25 | 4,7-5,3 | 0,03-0,10 | 0,07-0,12 | Бериллий: 0,0002-0,003 | — | 0,1 | Остальное | 2,77 |
— | 1905 | 1,5 | 1,0 | 1,0-3,0 | 0,2-1,0 | 0,6-3,0 | 0,25 | 0,8-4,0 | — | — | Никель: 0,2 Титан+цирконий: 0,2 | 0,05 | 0,2 | Остальное | 2,78 |
— | 1911 | 0,2 | 0,3 | 0,1-0,2 | 0,2-0,5 | 1,6-2,1 | 0,07-0,25 | 3,8-4,4 | — | 0,13-0,22 | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,76 |
В91 | 1913 | 0,3 | 0,5 | 0,3-1,0 | 0,2-0,5 | 1,6-2,0 | 0,1-0,25 | 3,7-4,5 | — | — | — | — | 0,1 | Остальное | 2,80 |
— | 1915 | 0,35 | 0,40 | 0,1 | 0,20-0,7 | 1,0-1,8 | 0,06-0,20 | 3,4-4,0 | 0,1 | 0,08-0,20 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,77 |
В92 | 1920 | 0,2 | 0,3 | 0,05 | 0,6-1,0 | 3,9-4,6 | — | 2,9-3,6 | 0,2 | — | Бериллий: 0,0001-0,005 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,72 |
— | 1925 | 0,7 | 0,7 | 0,8 | 0,2-0,7 | 1,3-1,8 | 0,2 | 3,4-4,0 | 0,1 | 0,1-0,2 | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,77 |
— | 1925К | 0,6 | 0,5 | 0,5 | 0,1-0,3 | 0,8-1,3 | 0,2 | 2,2-2,7 | 0,1 | 0,1 | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,77 |
В93 | 1930 | 0,3 | 0,20-0,45 | 0,8-1,2 | 0,1 | 1,6-2,2 | — | 6,3-7,3 | 0,1 | — | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,82 |
— | 1931 | 0,25 | 0,35 | 0,2 | 0,07-0,15 | 3,0-3,7 | 0,15-0,25 | 5,8-6,6 | 0,03-0,1 | 0,05-0,12 | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,77 |
— | 1935 | 0,3 | 0,4 | 0,2 | 0,2-0,5 | 0,6-1,1 | 0,2 | 3,6-4,1 | — | 0,15-0,22 | Церий:0,0001-0,005 | 0,05 | 0,2 | Остальное | 2,77 |
— | 1935В | 0,2 | 0,3 | 0,1-0,2 | 0,2-0,5 | 0,6-1,1 | 0,05-0,15 | 3,6-4,1 | 0,01-0,06 | 0,05-0,12 | Молибден:0,01-0,06 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,77 |
В93пч | — | 0,1 | 0,2-0,4 | 0,8-1,2 | 0,1 | 1,6-2,2 | — | 6,5-7,3 | 0,1 | — | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,84 |
В94 | 1940 | 0,2 | 0,2 | 1,8-2,4 | 0,1 | 1,2-1,6 | 0,05 | 5,9-6,8 | 0,02-0,08 | — | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,85 |
К48-2 | 1941 | 0,2 | 0,4 | 0,15-0,30 | 0,3-0,5 | 2,1-2,7 | 0,12-0,22 | 5,0-5,6 | — | 0,1-0,2 | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,77 |
К48-2пч | 1943 | 0,1 | 0,2 | 0,15-0,30 | 0,3-0,5 | 2,1-2,7 | 0,12-0,22 | 5,0-5,6 | — | 0,1-0,2 | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,77 |
К48-3 | — | 0,1 | 0,25 | 0,5-0,9 | 0,4-0,6 | 2,2-2,8 | 0,1-0,25 | 5,9-6,6 | — | 0,08-0,17 | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,79 |
В95 | 1950 | 0,5 | 0,5 | 1,4-2,0 | 0,2-0,6 | 1,8-2,8 | 0,10-0,25 | 5,0-7,0 | 0,05 | — | Никель: 0,1 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,85 |
В95пч | 1950-1 | 0,1 | 0,05-0,25 | 1,4-2,0 | 0,2-0,6 | 1,8-2,8 | 0,1-0,25 | 5,0-6,5 | 0,07 | — | Никель: 0,1 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,85 |
В95оч | — | 0,1 | 0,15 | 1,4-2,0 | 0,2-0,6 | 1,8-2,8 | 0,1-0,25 | 5,0-6,5 | 0,07 | — | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,85 |
В95-1 | — | 1,5 | 1,0 | 1,0-3,0 | 0,2-0,8 | 0,6-2,6 | 0,25 | 0,8-2,0 | Титан+цирконий: 0,20 | Никель: 0,2 | 0,05 | 0,2 | Остальное | 2,85 | |
В95-2 | — | 1,5 | 0,9 | 1,0-3,0 | 0,2-0,8 | 1,0-2,8 | 0,25 | 2,0-6,5 | Титан+цирконий: 0,15 | Никель: 0,2 | 0,05 | 0,2 | Остальное | 2,85 | |
— | 1953 | 0,2 | 0,25 | 0,4-0,8 | 0,1-0,3 | 2,4-3,0 | 0,15-0,25 | 5,6-6,2 | 0,02-0,1 | 0,1 | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,79 |
— | 1955 | 0,3 | 0,7 | 0,2-0,6 | 0,2 | 0,7-1,2 | 0,08-0,15 | 4,6-5,4 | 0,1 | 0,1-0,22 | Никель: 0,1 Церий: 0,001-0,1 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,80 |
В96ц | 1960 | 0,3 | 0,4 | 2,0-2,6 | 0,1 | 2,3-3,0 | 0,05 | 8,0-9,0 | 0,03 | 0,1-0,2 | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,89 |
В96цпч | 1960пч | 0,1 | 0,15 | 2,0-2,6 | 0,1 | 2,3-3,0 | 0,05 | 8,0-9,0 | — | 0,1-0,2 | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,89 |
В96ц1 | — | 0,2 | 0,3 | 2,0-2,6 | 0,3-0,6 | 2,3-2,8 | 0,05 | 8,0-8,8 | 0,05 | 0,10-0,16 | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,89 |
В96ц1оч | — | 0,1 | 0,15 | 2,0-2,6 | 0,2-0,5 | 2,3-3,0 | 0,1 | 8,0-8,8 | 0,05 | 0,1-0,16 | Бериллий:0,002 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,89 |
В96ц-3 | 1965 | 0,1 | 0,2 | 1,4-2,0 | 0,05 | 1,7-2,3 | 0,05 | 7,6-8,6 | 0,05 | 0,1-0,2 | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,85 |
В96ц-3пч | 1965-1 | 0,1 | 0,15 | 1,4-1,95 | 0,01-0,05 | 1,7-2,3 | 0,01-0,05 | 7,6-8,6 | 0,01-0,06 | 0,1-0,16 | Никель:0,001-0,03 Висмут:0,0005 Бериллий:0,0005-0,005 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,85 |
AZ6NF | — | 0,1 | 0,4-0,6 | 0,15-0,25 | — | 2,0-3,0 | 0,08-0,15 | 6,2-7,4 | 0,1 | 0,08-0,15 | Никель:0,5-0,7 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,81 |
— | 1973 | 0,1 | 0,15 | 1,4-2,2 | 0,1 | 2,0-2,6 | 0,05 | 5,5-6,7 | 0,02-0,07 | 0,08-0,16 | Никель: 0,1 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,85 |
— | 1977 | 0,10 | 0,15 | 0,4-1,0 | 0,25 | 4,2-5,0 | 0,10 | 3,2-3,9 | 0,01-0,05 | 0,07-0,14 | Скандий: 0,17-0,30 Бериллий: 0,0001-0,005 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,71 |
В48-4 | 1980 | 0,2 | 0,3 | 0,08 | 0,3-0,5 | 2,0-2,6 | 0,1-0,2 | 4,0-4,8 | 0,07 | 0,1-0,18 | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,76 |
— | 1985ч | 0,2 | 0,3 | 0,1 | 0,25-0,5 | 5,0-5,9 | 0,1-0,2 | 2,2-2,8 | 0,07 | 0,08-0,20 | Бериллий: 0,0002-0,005 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,71 |
АЦпл | — | Кремний+железо: 0,60 | — | 0,025 | — | — | 0,9-1,3 | 0,15 | — | — | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,80 | |
Марки алюминиевых сплавов по [7] | |||||||||||||||
EN AW-AI Zn4,5Mg1,5Mn | EN AW-7005 | 0,35 | 0,40 | 0,10 | 0,20-0,7 | 1,0-1,8 | 0,06-0,20 | 4,0-5,0 | 0,01-0,06 | 0,08-0,20 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,77 |
EN AW-AI Zn1 | EN AW-7072 | Кремний+железо: 0,7 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | — | 0,8-1,3 | — | — | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,72 | |
Марки алюминиевых сплавов по [8] | |||||||||||||||
AW-AI Zn4,5Mg1 | AW-7020 | 0,35 | 0,40 | 0,20 | 0,05-0,50 | 1,0-1,4 | 0,10-0,35 | 4,0-5,0 | — | 0,08-0,20 | Титан+цирконий: 0,08-0,25 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,78 |
AW-AI Zn8MgCu | AW-7049 A | 0,40 | 0,50 | 1,2-1,9 | 0,50 | 2,1-3,1 | 0,05-0,25 | 7,2-8,4 | — | — | Титан+цирконий: 0,25 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,84 |
AW-AI Zn6CuMgZr | AW-7050 | 0,12 | 0,15 | 2,0-2,6 | 0,10 | 1,9-2,6 | 0,04 | 5,7-6,7 | 0,06 | 0,08-0,15 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,83 |
AW-AI Zn5,5MgCu | AW-7075 | 0,40 | 0,50 | 1,2-2,0 | 0,30 | 2,1-2,9 | 0,18-0,28 | 5,1-6,1 | 0,20 | — | Титан+цирконий: 0,25 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,81 |
AW-AI Zn7MgCu | AW-7178 | 0,40 | 0,50 | 1,6-2,4 | 0,30 | 2,4-3,1 | 0,18-0,28 | 6,3-7,3 | 0,20 | — | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,83 |
AW-AI Zn5,5MgCu | AW-7475 | 0,10 | 0,12 | 1,2-1,9 | 0,06 | 1,9-2,6 | 0,18-0,25 | 5,2-6,2 | 0,06 | — | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,81 |
ПРИМЕЧАНИЕ:
- Сумму титана и циркония ограничивают только в сплавах для прессованных и кованых полуфабрикатов по согласованию между изготовителем и потребителем.
- В сплаве марки В91 хром может быть заменен цирконием в количестве от 0,1 % до 0,2 %.
- В сплаве марки В96ц-3пч допускается присутствие бора в количестве до 0,01 %.
- Отношение содержания никеля к железу для сплава марки AZ6NF больше 1,1.
- По согласованию между изготовителем и потребителем могут быть изготовлены полуфабрикаты из сплава 1985пч с массовой долей примесей железа не более 0,15 %; меди не более 0,05 %; кремния не более 0,1 %; прочих примесей не более 0,05 %.
Химический состав алюминиевых сплавов системы алюминий-железо (Al-Fe) [6]
Обозначение марки | Массовая доля элемента, % | Плотность, кг/дм | ||||||||||||
Буквенное | Цифровое | Кремний | Железо | Медь | Марганец | Магний | Хром | Цинк | Титан | Дополнительные указания | Прочие элементы | Алюминий, не менее | ||
Каждый | Сумма | |||||||||||||
АЖ0,8 | — | 0,30 | 0,60-0,80 | 0,02 | — | — | — | 0,06 | 0,03 | — | 0,03 | 0,5 | Остальное | 2,71 |
АЖ | — | 0,30 | 0,7-1,0 | 0,02 | — | — | — | 0,06 | 0,1 | — | 0,05 | 0,50 | Остальное | 2,71 |
АЖ1 | — | 0,20 | 0,95-1,15 | 0,01 | — | — | — | 0,06 | 0,03 | — | 0,05 | 0,50 | Остальное | 2,71 |
АЖК | — | 1,2-1,5 | 0,3-0,7 | 0,05 | — | — | — | 0,1 | — | — | 0,03 | 0,3 | Остальное | 2,71 |
АЦЕ | — | 0,08 | 0,15-0,30 | 0,01 | — | 0,02 | — | 0,02 | — | Цирконий: 0,20-0,45 Бор: 0,005 Галлий: 0,01 Титан+ванадий+марганец+хром: 0,036 | 0,01 | 0,10 | Остальное | 2,71 |
АМСН1 | — | 0,15 | 0,12 | 0,01 | 0,005 | 0,01 | — | 0,005 | 0,005 | Бор: 0,0002 Кадмий: 0,00005 | — | — | Остальное | 2,70 |
АМСН2 | — | 0,08-0,15 | 0,1-0,2 | 0,01 | 0,005 | 0,02 | — | 0,03 | 0,005 | Бор: 0,0002 Кадмий: 0,00005 | — | — | Остальное | 2,70 |
Марки алюминиевых сплавов по [7] | ||||||||||||||
EN AW-Al Fe1,5Mn | EN AW-8006 | 0,40 | 1,2-2,0 | 0,30 | 0,30-1,0 | 0,10 | — | 0,10 | — | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,74 |
EN AW-Al Fe1,5 | EN AW-8021В | 0,40 | 1,1-1,7 | 0,05 | 0,03 | 0,01 | 0,03 | 0,05 | 0,05 | — | 0,03 | 0,10 | Остальное | 2,72 |
EN AW-Al Fe1Si | EN AW-8079 | 0,05-0,30 | 0,7-1,3 | 0,05 | — | — | — | 0,10 | — | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,72 |
Марки алюминиевых сплавов по [9] | ||||||||||||||
— | 8030 | 0,10 | 0,30-0,8 | 0,15-0,30 | — | 0,05 | — | 0,05 | — | Бор: 0,001-0,04 | 0,03 | 0,10 | Остальное | 2,71 |
— | 8011 | 0,50-0,9 | 0,6-1,0 | 0,10 | 0,20 | 0,05 | 0,05 | 0,10 | 0,08 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,71 |
— | 8111 | 0,30-1,1 | 0,40-1,0 | 0,10 | 0,10 | 0,05 | 0,05 | 0,10 | 0,08 | — | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,71 |
— | 8176 | 0,03-0,15 | 0,40-1,0 | — | — | — | — | 0,10 | — | Галлий: 0,03 | 0,05 | 0,15 | Остальное | 2,71 |
ПРИМЕЧАНИЕ:
- Отношение содержания железа к кремнию для сплава марки АМСН2 должно быть не менее 1,2.
- По требованию потребителя, возможно изготовление сплава марки АМСН2 с массовой долей цинка не более 0,05 %.
- При производстве катанки из сплавов марок 8030 и 8176, предназначенной для изготовления проволоки электротехнического назначения, содержание элементов должно соответствовать следующим требованиям:
- — для сплава марки 8030: кремний не более 0,07 %; железо от 0,35 % до 0,45 %, медь от 0,15 % до 0,19 %; магний 0,02 %; цинк 0,04 %; галлий 0,01 %; сумма элементов (титан + ванадий + марганец + хром) составляет не более 0,015 %. Содержание бора учитывают как прочие элементы. Прочие элементы: каждый — 0,03 %; сумма — 0,10 %;
- для сплава марки 8176: кремний не более 0,07 %; железо от 0,40 % до 0,50 %; медь 0,01 %; магний 0,02 %; цинк 0,04 %; галлий 0,01 %; сумма элементов (титан + ванадий + марганец + хром) составляет не более 0,015 %. Прочие элементы: каждый — 0,03 %; сумма 0,15 %.
Химический состав алюминиевых сплавов системы алюминий-литий (Al-Li) [6]
Обозначение марки | Массовая доля элемента, % | Плотность, кг/дм | |||||||||||||
Буквенное | Цифровое | Кремний | Железо | Медь | Марганец | Магний | Цинк | Титан | Литий | Цирконий | Дополнительные указания | Прочие элементы | Алюминий, не менее | ||
Каждый | Сумма | ||||||||||||||
ВАД23 (Д23) | 1230 | 0,3 | 0,3 | 4,8-5,8 | 0,4-0,8 | 0,05 | 0,1 | 0,15 | 0,9-1,4 | — | Кадмий:0,1-0,25 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,72 |
ВАД23пч | 1230пч | 0,1 | 0,15 | 4,8-5,8 | 0,4-0,8 | 0,03 | 0,1 | 0,03-0,15 | 0,9-1,4 | — | Кадмий:0,1-0,25 | 0,05 | 0,1 | Остальное | 2,72 |
Химический состав алюминиевые сплавы, предназначенные для изготовления проволоки для холодной высадки [6]
Обозначение марки | Массовая доля элемента, % | ||||||||||||
Буквенное | Цифровое | Кремний | Железо | Медь | Марганец | Магний | Хром | Цинк | Титан | Дополнительные указания | Прочие элементы | Алюминий, не менее | |
Каждый | Сумма | ||||||||||||
Д1П | 1117 | 0,5 | 0,5 | 3,8-4,5 | 0,4-0,8 | 0,4-0,8 | — | 0,1 | 0,1 | — | 0,05 | 0,1 | Остальное |
Д16П | 1167 | 0,5 | 0,5 | 3,8-4,5 | 0,3-0,7 | 1,2-1,6 | — | 0,1 | 0,1 | — | 0,05 | 0,1 | Остальное |
Д19П | 1197 | 0,3 | 0,3 | 3,2-3,7 | 0,5-0,8 | 2,1-2,6 | — | 0,1 | 0,1 | Бериллий:0,0002-0,005 | 0,05 | 0,1 | Остальное |
АМг5П | 1557 | 0,4 | 0,4 | 0,2 | 0,2-0,6 | 4,7-5,7 | — | — | — | — | 0,05 | 0,1 | Остальное |
В48П | — | 0,15 | 0,2 | 0,3-0,6 | 0,2-0,4 | 1,35-1,80 | — | 4,5-5,1 | 0,05- 0,10 | Цирконий:0,07-0,20 Кадмий:0,05-0,20 | 0,05 | 0,1 | Остальное |
К48П | — | 0,15 | 0,2 | 0,7-1,0 | 0,2-0,4 | 1,7-2,2 | — | 4,6-5,2 | 0,06-0,11 | Церий: 0,2 Лантан: 0,1 | 0,05 | 0,1 | Остальное |
В95П | 1957 | 0,3 | 0,3 | 1,4-2,0 | 0,3-0,5 | 2,0-2,6 | 0,1-0,25 | 5,5-6,5 | — | — | 0,05 | 0,1 | Остальное |
ПРИМЕЧАНИЕ:
- Церий и лантан вводят в сплав марки К48П по требованию потребителя, в таблице приведены расчетные массовые доли церия и лантана.
- Повышение массовой доли циркония свыше 0,12 % и введение бериллия и кадмия в сплав В48П проводят по согласованию между изготовителем и потребителем.
- Сплавы марок Д18, В65, АД1, АМц, АМг2, используемые для изготовления проволоки для холодной высадки, по нормативной документации, согласованной между изготовителем и потребителем, дополнительно маркируют буквой «П».
Химический состав алюминиевых сплавов, предназначенных для изготовления сварочной проволоки [6]
Обозначение марки сплава | Массовая доля элемента, % | ||||||||||||||
Основные компоненты | Примеси, не более | ||||||||||||||
Алюминий | Магний | Марганец | Железо | Кремний | Титан | Бериллий | Цирконий | Железо | Кремний | Цинк | Медь | Магний | Прочие примеси | Сумма всех примесей | |
СвА99 | Не менее 99,99 | — | — | — | — | — | — | — | 0,003 | 0,003 | 0,003 | 0,003 | — | 0,001 | 0,010 |
СвА97 | Не менее 99,97 | — | — | — | — | — | — | — | 0,015 | 0,015 | — | 0,005 | — | 0,01 | 0,03 |
СвА85Т | Остальное | — | — | — | — | 0,2-0,5 | — | — | 0,04 | 0,04 | 0,02 | 0,01 | 0,01 | — | 0,08 |
СвА5 | Не менее 99,5 | — | — | 0,2-0,35 | 0,10-0,25 | — | — | — | — | — | — | 0,015 | — | 0,05 | 0,5 |
Св1201 | Остальное | Медь: 6,0-6,8 | 0,2-0,4 | — | Ванадий: 0,05-0,15 | 0,1-0,2 | — | 0,1-0,25 | 0,15 | 0,08 | 0,05 | — | 0,02 | 0,01 | 0,3 |
СвАМц | Остальное | — | 1,0-1,5 | 0,3-0,5 | 0,2-0,4 | — | — | — | — | — | 0,1 | 0,2 | 0,05 | 0,1 | 1,35 |
СвАМг3 | Остальное | 3,2-3,8 | 0,3-0,6 | — | 0,5-0,8 | 0,15 | — | — | 0,5 | — | 0,2 | 0,05 | — | 0,1 | 0,85 |
СвАМг5 | Остальное | 4,8-5,8 | 0,5-0,8 | — | — | 0,1-0,2 | 0,002-0,005 | — | 0,4 | 0,4 | 0,2 | 0,05 | — | 0,1 | 1,4 |
Св1557 | Остальное | 4,5-5,5 | 0,2-0,6 | — | — | Хром:0,07-0,15 | 0,002-0,005 | 0,2-0,35 | 0,3 | 0,15 | — | 0,05 | — | 0,1 | 0,6 |
СвАМг6 | Остальное | 5,8-6,8 | 0,5-0,8 | — | — | 0,1-0,2 | 0,002-0,005 | — | 0,4 | 0,4 | 0,2 | 0,1 | — | 0,1 | 1,2 |
СвАМг61 | Остальное | 5,5-6,5 | 0,8-1,1 | — | — | — | 0,0001-0,0003 | 0,002-0,12 | 0,4 | 0,4 | 0,2 | 0,05 | — | 0,1 | 1,15 |
Св1577пч | Остальное | 5,5-6,5 | 0,5-0,8 | — | — | Хром:0,1-0,2 | — | 0,15-0,25 | 0,15 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | — | 0,05 | 0,5 |
СвАМг63 | Остальное | 5,8-6,8 | 0,5-0,8 | — | — | — | 0,002-0,005 | 0,15-0,35 | 0,05 | 0,05 | 0,05 | 0,05 | — | 0,01 | 0,15 |
СвАК5 | Остальное | — | — | — | 4,5-6,0 | 0,1-0,2 | — | — | 0,6 | — | Цинк+олово: 0,1 | 0,2 | — | 0,1 | 1,0 |
СвАК10 | Остальное | — | — | — | 7,0-10,0 | 0,15 | — | — | 0,6 | — | 0,2 | 0,1 | 0,10 | 0,1 | 1,1 |
ПРИМЕЧАНИЕ:
- Отношение содержания железа к кремнию для всех марок сплавов, кроме марок СвАМгЗ, СвАК5, СвАКЮ, должно быть больше единицы.
- В сплавах марок СвАМгЗ и СвАКЮ допускается массовая доля остаточного титана до 0,15 %.
- По требованию потребителя в сплаве марки СвАК5 содержание железа должно быть не более 0,3 %
Химический состав алюминиевых сплавов, предназначенных для изготовления сварочной проволоки (продолжение) [6]
Обозначение марки сплава | Массовая доля элемента, % | ||||||||||||||
Кремний | Железо | Медь | Марганец | Магний | Хром | Цинк | Титан | Бериллий | Цирконий | Церий | Скандий | Прочие элементы | Алюминий | ||
Каждый | Сумма | ||||||||||||||
Св1570 | 0,2 | 0,3 | 0,1 | 0,2-0,6 | 5,3-6,3 | — | 0,1 | 0,01-0,05 | 0,0002-0,0050 | 0,05-0,15 | — | 0,17-0,27 | 0,05 | 0,15 | Остальное |
Св1571 | 0,2 | 0,3 | 0,15 | 0,3 | 5,8-6,8 | 0,05-0,15 | 0,2 | 0,02-0,05 | 0,0005-0,005 | 0,05-0,15 | 0,001-0,01 | 0,2-0,5 | 0,05 | 0,15 | Остальное |
Св1575 | 0,01-0,1 | 0,02-0,15 | 0,02-0,1 | 0,3-0,7 | 5,5-6,1 | 0,02-0,12 | Никель:0,06 | 0,01-0,06 | 0,0003-0,005 | 0,18-0,25 | Бор:0,01 | 0,20-0,28 | 0,05 | 0,1 | Остальное |
Св1587 | 0,05-0,2 | 0,05-0,3 | 0,02-0,1 | 0,4-0,9 | 4,8-5,6 | 0,05-0,15 | Никель:0,08 | 0,02-0,08 | 0,0003-0,005 | 0,1-0,18 | Бор:0,01 | 0,1-0,18 | 0,05 | 0,1 | Остальное |
Св1597 | 0,1 | 0,15 | 0,1 | 0,5-0,8 | 5,5-6,5 | 0,1-0,2 | 0,1 | 0,01-0,05 | 0,0001-0,0050 | 0,05-0,25 | — | 0,36-0,50 | 0,05 | 0,1 | Остальное |
ПРИМЕЧАНИЕ:
- В сплаве Св1571 массовая доля бора должна составлять от 0,001 до 0,005 %.
- Массовая доля ванадия в сплаве Св1587 должна составлять от 0,003 до 0,03 %, в сплаве Св1575 от 0,002 до 0,02 %.
- Отношение содержания железа к кремнию должно быть больше единицы.
Библиографический список
- Шрейбер Г.К., Перлин С.М., Шибряев Б.Ф. Конструкционные материалы в нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности. 1969 г.
- Глинка Н.Л. Общая химия. 1977 г.
- Рэмсден Э.Н. Начала современной химии. 1989 г.
- Семенов Г.А., Ефремов Н.Л., Баранов М.И. Организация заготовки и переработки лома и отходов цветных металлов — 1981 г.
- ОСТ 26.260.3-2001
- ГОСТ 4784-2019
- EN 573-3:2013
- ISO 209:2007
- Международные обозначения и пределы химических составов деформируемого алюминия и деформируемых алюминиевых сплавов («International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys», 2018, The AluminumAssociation Inc. USA1525 Wilson Boulevard Suite 600 Arlington, VA22209 USA, www.aluminum.org)
Алюминий (Al, лат. aluminium) — элемент 13-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации — элемент главной подгруппы III группы), третьего периода, с атомным номером 13. Относится к группе лёгких металлов. Наиболее распространённый металл и третий по распространённости химический элемент в земной коре (после кислорода и кремния).
Простое вещество алюминий — лёгкий парамагнитный металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Алюминий обладает высокой тепло- и электропроводностью, стойкостью к коррозии за счёт быстрого образования прочных оксидных плёнок, защищающих поверхность от дальнейшего взаимодействия.
| |
Название, символ, номер | Алюминий / Aluminium (Al), 13 |
---|---|
Группа, период, блок | 13, 3, |
Атомная масса (молярная масса) | 26,9815386(8) а. е. м. (г/моль) |
Электронная конфигурация | [Ne] 3s2 3p1 |
Электроны по оболочкам | 2, 8, 3 |
Радиус атома | 143 пм |
Ковалентный радиус | 121 ± 4 пм |
Радиус Ван-дер-Ваальса | 184 пм |
Радиус иона | 51 (+3e) пм |
Электроотрицательность | 1,61 (шкала Полинга) |
Электродный потенциал | −1,66 В |
Степени окисления | 0; +3 |
Энергия ионизации | 1‑я: 577,5 (5,984) кДж/моль (эВ) 2‑я: 1816,7 (18,828) кДж/моль (эВ) |
Термодинамическая фаза | Твёрдое вещество |
Плотность (при н. у.) | 2,6989 г/см³ |
Температура плавления | 660 °C, 933,5 K |
Температура кипения | 2518,82 °C, 2792 K |
Уд. теплота плавления | 10,75 кДж/моль |
Уд. теплота испарения | 284,1 кДж/моль |
Молярная теплоёмкость | 24,35 24,2 Дж/(K·моль) |
Молярный объём | 10,0 см³/моль |
Структура решётки | кубическая гранецентрированая |
Параметры решётки | 4,050 Å |
Температура Дебая | 394 K |
Теплопроводность | (300 K) 237 Вт/(м·К) |
Скорость звука | 5200 м/с |
Номер CAS | 7429-90-5 |
Кодовый символ, указывающий, что алюминий может быть вторично переработан
Содержание
- 1 История
- 2 Нахождение в природе
- 2.1 Распространённость
- 2.2 Природные соединения алюминия
- 2.3 Изотопы алюминия
- 3 Получение
- 4 Физические свойства
- 5 Химические свойства
- 6 Производство и рынок
- 7 Применение
- 7.1 В качестве восстановителя
- 7.2 Сплавы на основе алюминия
- 7.3 Алюминий как добавка в другие сплавы
- 7.4 Ювелирные изделия
- 7.5 Столовые приборы
- 7.6 Стекловарение
- 7.7 Пищевая промышленность
- 7.8 Военная промышленность
- 7.9 Алюминий и его соединения в ракетной технике
- 7.10 Алюмоэнергетика
- 8 Алюминий в мировой культуре
- 9 Токсичность
История
Впервые алюминий был получен датским физиком Гансом Эрстедом в 1825 году действием амальгамы калия на хлорид алюминия с последующей отгонкой ртути.
Название элемента образовано от лат. alumen — квасцы.
До развития промышленного электролитического способа получения алюминия этот металл был дороже золота. В 1889 году британцы, желая почтить богатым подарком великого русского химика Д. И. Менделеева, подарили ему аналитические весы у которых чашки были изготовлены из золота и алюминия.
Нахождение в природе
Распространённость
По распространённости в земной коре занимает 1-е место среди металлов и 3-е место среди элементов, уступая только кислороду и кремнию. Массовая концентрация алюминия в земной коре, по данным различных исследователей, оценивается от 7,45 до 8,14 %.
Природные соединения алюминия
В природе алюминий, в связи с высокой химической активностью, встречается почти исключительно в виде соединений. Некоторые из природных минералов алюминия:
- Бокситы — Al2O3 · H2O (с примесями SiO2, Fe2O3, CaCO3)
- Нефелины — KNa3[AlSiO4]4
- Алуниты — (Na,K)2SO4·Al2(SO4)3·4Al(OH)3
- Глинозёмы (смеси каолинов с песком SiO2, известняком CaCO3, магнезитом MgCO3)
- Корунд (сапфир, рубин, наждак) — Al2O3
- Полевые шпаты — (K,Na)2O·Al2O3·6SiO2, Ca[Al2Si2O8]
- Каолинит — Al2O3·2SiO2 · 2H2O
- Берилл (изумруд, аквамарин) — 3ВеО · Al2О3 · 6SiO2
- Хризоберилл (александрит) — BeAl2O4.
Тем не менее, в некоторых специфических восстановительных условиях (жерла вулканов) найдены ничтожные количества самородного металлического алюминия.
В природных водах алюминий содержится в виде малотоксичных химических соединений, например, фторида алюминия. Вид катиона или аниона зависит, в первую очередь, от кислотности водной среды. Концентрации алюминия в водоёмах России колеблются от 0,001 до 10 мг/л. В морской воде его концентрация 0,01 мг/л.
Изотопы алюминия
Основная статья: Изотопы алюминия
Природный алюминий состоит практически полностью из единственного стабильного изотопа 27Al с ничтожными следами 26Al, наиболее долгоживущего радиоактивного изотопа с периодом полураспада 720 тыс. лет, образующегося в атмосфере при расщеплении ядер аргона 40Arпротонами космических лучей с высокими энергиями.
Получение
Алюминий образует прочную химическую связь с кислородом. По сравнению с другими металлами, восстановление алюминия до металла из природных оксидов и алюмосиликатов более сложно в связи с его высокой реакционной способностью и с высокой температурой плавления всех его руд, например таких, как бокситы, корунды.
Обычное восстановление до металла обжигом оксида с углеродом (как например, в металлургических процессах восстановления железа) — невозможно, так как сродство к кислороду у алюминия выше, чем у углерода.
Возможно получение алюминия посредством неполного восстановления алюминия с образованием промежуточного продукта — карбида алюминия Al4C3, который далее подвергается разложению при 1900—2000 °С с образованием металлического алюминия. Этот способ производства алюминия изучается, предполагается, что он более выгоден, чем классический электролитический способ производства алюминия процесс Холла — Эру, так как требует меньших энергозатрат и приводит к образованию меньшего количества CO2.
Современный метод получения, процесс Холла — Эру, был разработан независимо американцем Чарльзом Холлом и французом Полем Эру в 1886 году. Он заключается в растворении оксида алюминия Al2O3 в расплаве криолита Na3AlF6 с последующим электролизом с использованием расходуемых коксовых или графитовых анодных электродов. Такой метод получения требует очень больших затрат электроэнергии и поэтому получил промышленное применение только в XX веке.
Электролиз в расплаве криолита:
-
- 2Al2O3 →Na3AlF6 4Al + 3O2
Для производства 1000 кг чернового алюминия требуется 1920 кг глинозёма, 65 кг криолита, 35 кг фторида алюминия, 600 кг анодных графитовых электродов и около 17 МВт·ч электроэнергии (~61 ГДж).
Лабораторный способ получения алюминия предложил Фридрих Вёлер в 1827 году восстановлением металлическим калием безводного хлорида алюминия (реакция протекает при нагревании без доступа воздуха):
-
- AlCl3 + 3K → 3KCl + Al
Физические свойства
Микроструктура алюминия на протравленной поверхности слитка, чистотой 99,9998 %, размер видимого сектора около 55×37 мм
- Металл серебристо-белого цвета, лёгкий
- плотность — 2712 кг/м³
- температура плавления у технического алюминия — 658 °C, у алюминия высокой чистоты — 660 °C
- удельная теплота плавления — 390 кДж/кг
- температура кипения — 2518,8 °C
- удельная теплота испарения — 10,53 МДж/кг
- удельная теплоёмкость — 897 Дж/кг·K
- временное сопротивление литого алюминия — 10—12 кг/мм², деформируемого — 18—25 кг/мм², сплавов — 38—42 кг/мм²
- Твёрдость по Бринеллю — 24—32 кгс/мм²
- высокая пластичность: у технического — 35 %, у чистого — 50 %, прокатывается в тонкий лист и даже фольгу
- Модуль Юнга — 70 ГПа
- Коэффициент Пуассона — 0,34
- Алюминий обладает высокой электропроводностью (37·106 См/м — 65 % от электропроводности меди) и теплопроводностью (203,5 Вт/(м·К)), обладает высокой светоотражательной способностью.
- Слабый парамагнетик.
- Температурный коэффициент линейного расширения 24,58⋅10−6 К−1 (20—200 °C).
- Удельное сопротивление 0,0262—0,0295 Ом·мм²/м
- Температурный коэффициент электрического сопротивления 4,3⋅10−3 K−1. Алюминий переходит в сверхпроводящее состояние при температуре 1,2 кельвина.
Алюминий образует сплавы почти со всеми металлами. Наиболее известны сплавы с медью и магнием (дюралюминий) и кремнием (силумин).
Химические свойства
При нормальных условиях алюминий покрыт тонкой и прочной оксидной плёнкой и потому не реагирует с классическими окислителями: с O2, HNO3 (без нагревания), H2SO4(конц), но легко реагирует с HCl и H2SO4(разб). Благодаря этому алюминий практически не подвержен коррозии и потому широко востребован современной промышленностью. Однако при разрушении оксидной плёнки (например, при контакте с растворами солей аммония NH4+, горячими щелочами или в результате амальгамирования), алюминий выступает как активный металл-восстановитель. Не допустить образования оксидной плёнки можно, добавляя к алюминию такие металлы, как галлий, индий или олово. При этом поверхность алюминия смачивают легкоплавкие эвтектики на основе этих металлов.
Легко реагирует с простыми веществами:
- с кислородом, образуя оксид алюминия:
-
- 4Al + 3O2 → 2Al2O3
- с галогенами при комнатной температуре (кроме фтора), образуя хлорид, бромид или иодид алюминия:
-
- 2Al + 3Hal2 → 2AlHal3(Hal = Cl , Br , I )
- с другими неметаллами реагирует при нагревании:
-
- со фтором, образуя фторид алюминия:
-
- 2Al + 3F2 → 2AlF3
-
- с серой, образуя сульфид алюминия:
-
- 2Al + 3S → Al2S3
-
- с азотом, образуя нитрид алюминия:
-
- 2Al + N2 → 2AlN
-
- с углеродом, образуя карбид алюминия:
-
- 4Al + 3C → Al4C3
Сульфид и карбид алюминия полностью гидролизуются:
-
- Al2S3 + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2S
-
- Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4
Со сложными веществами:
- с водой (после удаления защитной оксидной плёнки, например, амальгамированием или растворами горячей щёлочи):
-
- 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2
- со щелочами (с образованием тетрагидроксоалюминатов и других алюминатов):
-
- 2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2
-
- 2Al + 6NaOH → 2Na3AlO3 + 3H2
- Легко растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах:
-
- 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
-
- 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2
- При нагревании растворяется в кислотах — окислителях, образующих растворимые соли алюминия:
-
- 2Al + 6H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
-
- Al + 6HNO3 → Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
- восстанавливает металлы из их оксидов (алюминотермия):
-
- 8Al + 3Fe3O4 → 4Al2O3 + 9Fe
-
- 2Al + Cr2O3 → Al2O3 + 2Cr
Производство и рынок
Основная статья: Алюминиевая промышленность
Производство алюминия в миллионах тонн
Достоверных сведений о получении алюминия до XIX века нет. Встречающееся иногда со ссылкой на «Естественную историю» Плиния утверждение, что алюминий был известен при императоре Тиберии, основано на неверном толковании источника.
В 1825 году датский физик Ганс Христиан Эрстед получил несколько миллиграммов металлического алюминия, а в 1827 году Фридрих Вёлер смог выделить крупинки алюминия, которые, однако, на воздухе немедленно покрывались тончайшей плёнкой оксида алюминия.
До конца XIX века алюминий в промышленных масштабах не производился.
Только в 1854 году Анри Сент-Клер Девиль (его исследования финансировал Наполеон III, рассчитывая, что алюминий пригодится его армии) изобрёл первый способ промышленного производства алюминия, основанный на вытеснении алюминия металлическим натрием из двойного хлорида натрия и алюминия NaCl·AlCl3. В 1855 году был получен первый слиток металла массой 6—8 кг. За 36 лет применения, с 1855 по 1890 год, способом Сент-Клер Девиля было получено 200 тонн металлического алюминия. В 1856 году он же получил алюминий электролизом расплава хлорида натрия-алюминия.
В 1885 году был построен завод по производству алюминия в немецком городе Гмелингеме, работающий по технологии, предложенной Николаем Бекетовым. Технология Бекетова мало чем отличалась от способа Девиля, но была проще и заключалась во взаимодействии между криолитом (Na3AlF6) и магнием. За пять лет на этом заводе было получено около 58 т алюминия — более четверти всего мирового производства металла химическим путём в период с 1854 по 1890 год.
Метод, изобретённый почти одновременно Чарльзом Холлом в США и Полем Эру во Франции (1886 год) и основанный на получении алюминия электролизом глинозёма, растворённого в расплавленном криолите, положил начало современному способу производства алюминия. С тех пор, в связи с улучшением электротехники, производство алюминия совершенствовалось. Заметный вклад в развитие производства глинозёма внесли русские учёные К. И. Байер, Д. А. Пеняков, А. Н. Кузнецов, Е. И. Жуковский, А. А. Яковкин и др.
Первый алюминиевый завод в России был построен в 1932 году в городе Волхов. Металлургическая промышленность СССР в 1939 году производила 47,7 тыс. тонн алюминия, ещё 2,2 тыс. тонн импортировалось.
Вторая мировая война значительно стимулировала производство алюминия. Так, в 1939 году общемировое его производство, без учёта СССР, составляло 620 тыс. т, но уже к 1943 году выросло до 1,9 млн т.
К 1956 году в мире производилось 3,4 млн т первичного алюминия, в 1965 году — 5,4 млн т, в 1980 году — 16,1 млн т, в 1990 году — 18 млн т.
В 2007 году в мире было произведено 38 млн т первичного алюминия, а в 2008 — 39,7 млн т. Лидерами производства являлись:
- КНР (в 2007 году произвёл 12,60 млн т, а в 2008 — 13,50 млн т)
- Россия (3,96/4,20)
- Канада (3,09/3,10)
- США (2,55/2,64)
- Австралия (1,96/1,96)
- Бразилия (1,66/1,66)
- Индия (1,22/1,30)
- Норвегия (1,30/1,10)
- ОАЭ (0,89/0,92)
- Бахрейн (0,87/0,87)
- ЮАР (0,90/0,85)
- Исландия (0,40/0,79)
- Германия (0,55/0,59)
- Венесуэла (0,61/0,55)
- Мозамбик (0,56/0,55)
- Таджикистан (0,42/0,42)
В 2016 году было произведено 59 млн тонн алюминия
См. также: Список стран по выплавке алюминия
На мировом рынке запас составляет 2,224 млн т., а среднесуточное производство — 128,6 тыс. т. (2013.7).
В России монополистом по производству алюминия является компания «Российский алюминий», на которую приходится около 13 % мирового рынка алюминия и 16 % глинозёма.
Мировые запасы бокситов практически безграничны, то есть несоизмеримы с динамикой спроса. Существующие мощности могут производить до 44,3 млн т первичного алюминия в год. Следует также учитывать, что в будущем некоторые из применений алюминия могут быть переориентированы на использование, например, композитных материалов.
Цены на алюминий (на торгах международных сырьевых бирж) с 2007 по 2015 годы составляли в среднем 1253—3291 долларов США за тонну.
Применение
Широко применяется как конструкционный материал. Основные достоинства алюминия в этом качестве — лёгкость, податливость штамповке, коррозионная стойкость (на воздухе алюминий мгновенно покрывается прочной плёнкой Al2O3, которая препятствует его дальнейшему окислению), высокая теплопроводность, неядовитость его соединений. В частности, эти свойства сделали алюминий чрезвычайно популярным при производстве кухонной посуды, алюминиевой фольги в пищевой промышленности и для упаковки. Первые же три свойства сделали алюминий основным сырьём в авиационной и авиакосмической промышленности (в последнее время медленно вытесняется композитными материалами, в первую очередь, углеволокном).
Основной недостаток алюминия как конструкционного материала — малая прочность, поэтому для упрочнения его обычно сплавляют с небольшим количеством меди и магния (сплав называется дюралюминий).
Электропроводность алюминия всего в 1,7 раза меньше, чем у меди, при этом алюминий приблизительно в 4 раза дешевле за килограмм, но, за счёт в 3,3 раза меньшей плотности, для получения равного сопротивления его нужно приблизительно в 2 раза меньше по весу. Поэтому он широко применяется в электротехнике для изготовления проводов, их экранирования и даже в микроэлектронике при напылении проводников на поверхности кристаллов микросхем. Меньшую электропроводность алюминия (3,7·107 См/м) по сравнению с медью (5,84·107 См/м), для сохранения одинакового электрического сопротивления, компенсируют увеличением площади сечения алюминиевых проводников. Недостатком алюминия как электротехнического материала является образование на его поверхности прочной диэлектрической оксидной плёнки, затрудняющей пайку и за счёт ухудшения контактного сопротивления вызывающей повышенное нагревание в местах электрических соединений, что, в свою очередь, отрицательно сказывается на надёжности электрического контакта и состоянии изоляции. Поэтому, в частности, 7-я редакция Правил устройства электроустановок, принятая в 2002 году, запрещает использовать алюминиевые проводники сечением менее 16 мм².
- Благодаря комплексу свойств широко распространён в тепловом оборудовании.
- Алюминий и его сплавы не приобретают хрупкость при сверхнизких температурах. Благодаря этому он широко используется в криогенной технике. Однако известен случай приобретения хрупкости криогенными трубами из алюминиевого сплава из-за их гибки на медных кернах при разработке РН Энергия.
- Высокий коэффициент отражения в сочетании с дешевизной и лёгкостью вакуумного напыления делает алюминий оптимальным материалом для изготовления зеркал.
- В производстве строительных материалов как газообразующий агент.
- Алитированием придают коррозионную и окалиностойкость стальным и другим сплавам, например, клапанам поршневых ДВС, лопаткам турбин, нефтяным платформам, теплообменной аппаратуре, а также заменяют цинкование.
- Сульфид алюминия используется для производства сероводорода.
- Идут исследования по разработке пенистого алюминия как особо прочного и лёгкого материала.
В качестве восстановителя
- Как компонент термита, смесей для алюмотермии.
- В пиротехнике.
- Алюминий применяют для восстановления редких металлов из их оксидов или галогенидов.
- Ограничено применяется как протектор при анодной защите.
Сплавы на основе алюминия
Основная статья: Алюминиевый сплав
В качестве конструкционного материала обычно используют не чистый алюминий, а разные сплавы на его основе. Обозначение серий сплавов в данной статье приведена для США (стандарт H35.1 ANSI) и согласно ГОСТ России. В России основные стандарты — это ГОСТ 1583 «Сплавы алюминиевые литейные. Технические условия» и ГОСТ 4784 «Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки». Существует также UNS маркировка и международный стандарт алюминиевых сплавов и их маркировки ISO R209 b.
- Алюминиево-магниевые Al-Mg (ANSI: серия 5ххх у деформируемых сплавов и 5xx.x у сплавов для изделий фасонного литья; ГОСТ: АМг). Сплавы системы Al-Mg характеризуются сочетанием удовлетворительной прочности, хорошей пластичности, очень хорошей свариваемости и коррозионной стойкости. Кроме того, эти сплавы отличаются высокой вибростойкостью.
В сплавах этой системы, содержащих до 6 % Mg, образуется эвтектическая система соединения Al3Mg2 c твёрдым раствором на основе алюминия. Наиболее широкое распространение в промышленности получили сплавы с содержанием магния от 1 до 5 %.
Рост содержания Mg в сплаве существенно увеличивает его прочность. Каждый процент магния повышает предел прочности сплава на 30 МПа, а предел текучести — на 20 МПа. При этом относительное удлинение уменьшается незначительно и находится в пределах 30—35 %.
Сплавы с содержанием магния до 3 % (по массе) структурно стабильны при комнатной и повышенной температуре даже в значительно нагартованном состоянии. С ростом концентрации магния в нагартованном состоянии структура сплава становится нестабильной. Кроме того, увеличение содержания магния свыше 6 % приводит к ухудшению коррозионной стойкости сплава.
Для улучшения прочностных характеристик сплавы системы Al-Mg легируют хромом, марганцем, титаном, кремнием или ванадием. Попадания в сплавы этой системы меди и железа стараются избегать, поскольку они снижают их коррозионную стойкость и свариваемость.
- Алюминиево-марганцевые Al-Mn (ANSI: серия 3ххх; ГОСТ: АМц). Сплавы этой системы обладают хорошей прочностью, пластичностью и технологичностью, высокой коррозионной стойкостью и хорошей свариваемостью.
Основными примесями в сплавах системы Al-Mn являются железо и кремний. Оба этих элемента уменьшают растворимость марганца в алюминии. Для получения мелкозернистой структуры сплавы этой системы легируют титаном.
Присутствие достаточного количества марганца обеспечивает стабильность структуры нагартованного металла при комнатной и повышенной температурах.
- Алюминиево-медные Al-Cu (Al-Cu-Mg) (ANSI: серия 2ххх, 2xx.x; ГОСТ: АМ). Механические свойства сплавов этой системы в термоупрочненном состоянии достигают, а иногда и превышают, механические свойства низкоуглеродистых сталей. Эти сплавы высокотехнологичны. Однако у них есть и существенный недостаток — низкое сопротивление коррозии, что приводит к необходимости использовать защитные покрытия.
В качестве легирующих добавок могут применяться марганец, кремний, железо и магний. Причем наиболее сильное влияние на свойства сплава оказывает последний: легирование магнием заметно повышает пределы прочности и текучести. Добавка кремния в сплав повышает его способность к искусственному старению. Легирование железом и никелем повышает жаропрочность сплавов второй серии.
Нагартовка этих сплавов после закалки ускоряет искусственное старение, а также повышает прочность и сопротивление коррозии под напряжением.
- Сплавы системы Al-Zn-Mg (Al-Zn-Mg-Cu) (ANSI: серия 7ххх, 7xx.x). Сплавы этой системы ценятся за очень высокую прочность и хорошую технологичность. Представитель системы — сплав 7075 является самым прочным из всех алюминиевых сплавов. Эффект столь высокого упрочнения достигается благодаря высокой растворимости цинка (70 %) и магния (17,4 %) при повышенных температурах, резко уменьшающейся при охлаждении.
Однако существенным недостатком этих сплавов является крайне низкая коррозионная стойкость под напряжением. Повысить сопротивление коррозии сплавов под напряжением можно легированием медью.
Нельзя не отметить открытой в 1960-е годы закономерности: присутствие лития в сплавах замедляет естественное и ускоряет искусственное старение. Помимо этого, присутствие лития уменьшает удельный вес сплава и существенно повышает его модуль упругости. В результате этого открытия были разработаны новые системы сплавов Al-Mg-Li, Al-Cu-Li и Al-Mg-Cu-Li.
- Алюминиево-кремниевые сплавы (силумины) лучше всего подходят для литья. Из них часто отливают корпуса разных механизмов.
- Комплексные сплавы на основе алюминия: авиаль.
Алюминий как добавка в другие сплавы
Алюминий является важным компонентом многих сплавов. Например, в алюминиевых бронзах основные компоненты — медь и алюминий. В магниевых сплавах в качестве добавки чаще всего используется алюминий. Для изготовления спиралей в электронагревательных приборах используют (наряду с другими сплавами) фехраль (Fe, Cr, Al). Добавка алюминия в так называемые «автоматные стали» облегчает их обработку, давая чёткое обламывание готовой детали с прутка в конце процесса.
Ювелирные изделия
Когда алюминий был очень дорог, из него делали разнообразные ювелирные изделия. Так, Наполеон III заказал алюминиевые пуговицы, а Менделееву в 1889 году были подарены весы с чашами из золота и алюминия. Мода на ювелирные изделия из алюминия сразу прошла, когда появились новые технологии его получения, во много раз снизившие себестоимость. Сейчас алюминий иногда используют в производстве бижутерии.
В Японии алюминий используется в производстве традиционных украшений, заменяя серебро.
Столовые приборы
По приказу Наполеона III были изготовлены алюминиевые столовые приборы, которые подавались на торжественных обедах ему и самым почётным гостям. Другие гости при этом пользовались приборами из золота и серебра.
Затем столовые приборы из алюминия получили широкое распространение, со временем использование алюминиевой кухонной утвари существенно снизилось, но и в настоящее время их всё ещё можно увидеть лишь в некоторых заведениях общественного питания — несмотря на заявления некоторых специалистов о вредности алюминия для здоровья человека. Кроме того, такие приборы со временем теряют привлекательный вид из-за царапин и форму из-за мягкости алюминия.
Из алюминия делают посуду для армии: ложки, котелки, фляжки.
Стекловарение
В стекловарении используются фторид, фосфат и оксид алюминия.
Пищевая промышленность
Алюминий зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е173.
Алюмогель — студенистый осадок, образующийся при быстром осаждении гидроксида алюминия из солевых растворов, не имеющий кристаллического строения и содержащий большое количество воды используется в качестве основы для антацидных, обезболивающих и обволакивающих средств (алгелдрат; в смеси с гидроксидом магния — альмагель, маалокс, гастрацид и др.) при заболеваниях желудочно-кишечного тракта.
Военная промышленность
Дешевизна и вес металла обусловили широкое применение в производстве ручного стрелкового оружия, в частности автоматов и пистолетов.
Алюминий и его соединения в ракетной технике
Алюминий и его соединения используются в качестве высокоэффективного ракетного горючего в двухкомпонентных ракетных топливах и в качестве горючего компонента в твёрдых ракетных топливах. Следующие соединения алюминия представляют наибольший практический интерес как ракетное горючее:
- Порошковый алюминий как горючее в твёрдых ракетных топливах. Применяется также в виде порошка и суспензий в углеводородах.
- Гидрид алюминия.
- Боранат алюминия.
- Триметилалюминий.
- Триэтилалюминий.
- Трипропилалюминий.
Триэтилалюминий (обычно в смеси с триэтилбором) используется также для химического зажигания (как пусковое горючее) в ракетных двигателях, так как он самовоспламеняется в газообразном кислороде. Ракетные топлива на основе гидрида алюминия, в зависимости от окислителя, имеют следующие характеристики:
Окислитель | Удельная тяга (Р1, с) | Температура сгорания, °С | Плотность топлива, г/см³ | Прирост скорости, ΔVид, 25, м/с | Весовое содержание горючего, % |
---|---|---|---|---|---|
Фтор | 348,4 | 5009 | 1,504 | 5328 | 25 |
Тетрафторгидразин | 327,4 | 4758 | 1,193 | 4434 | 19 |
ClF3 | 287,7 | 4402 | 1,764 | 4762 | 20 |
ClF5 | 303,7 | 4604 | 1,691 | 4922 | 20 |
Перхлорилфторид | 293,7 | 3788 | 1,589 | 4617 | 47 |
Фторид кислорода | 326,5 | 4067 | 1,511 | 5004 | 38,5 |
Кислород | 310,8 | 4028 | 1,312 | 4428 | 56 |
Пероксид водорода | 318,4 | 3561 | 1,466 | 4806 | 52 |
N2O4 | 300,5 | 3906 | 1,467 | 4537 | 47 |
Азотная кислота | 301,3 | 3720 | 1,496 | 4595 | 49 |
Алюмоэнергетика
Алюмоэнергетика использует алюминий как универсальный вторичный энергоноситель. Его применения в этом качестве:
- Окисление алюминия в воде для производства водорода и тепловой энергии.
- Окисление алюминия кислородом воздуха для производства электроэнергии в воздушно-алюминиевых электрохимических генераторах.
Алюминий в мировой культуре
- В романе Н. Г. Чернышевского «Что делать?» (1862—1863) один из главных героев описывает в письме свой сон — видение будущего, в котором люди живут, отдыхают и работают в многоэтажных зданиях из стекла и алюминия; из алюминия выполнены полы, потолки и мебель (во времена Н. Г. Чернышевского алюминий ещё только начинали открывать).
- Алюминиевые огурцы — это образ и название песни Виктора Цоя 1987 года.
Токсичность
Несмотря на широкую распространённость в природе, ни одно живое существо не использует алюминий в метаболизме — это «мёртвый» металл. Отличается незначительным токсическим действием, но многие растворимые в воде неорганические соединения алюминия сохраняются в растворённом состоянии длительное время и могут оказывать вредное воздействие на человека и теплокровных животных через питьевую воду. Наиболее ядовиты хлориды, нитраты, ацетаты, сульфаты и др. Для человека токсическое действие при попадании внутрь оказывают следующие дозы соединений алюминия (мг/кг массы тела):
- ацетат алюминия — 0,2—0,4;
- гидроксид алюминия — 3,7—7,3;
- алюминиевые квасцы — 2,9.
В первую очередь действует на нервную систему (накапливается в нервной ткани, приводя к тяжёлым расстройствам функции ЦНС). Однако свойство нейротоксичности алюминия стали изучать с середины 1960-х годов, так как накоплению металла в организме человека препятствует механизм его выведения. В обычных условиях с мочой может выделяться до 15 мг элемента в сутки. Соответственно, наибольший негативный эффект наблюдается у людей с нарушенной выделительной функцией почек.
Норматив содержания алюминия в воде хозяйственно-питьевого использования в России составляет 0,2 мг/л. При этом данная ПДК может быть увеличена до 0,5 мг/л главным государственным санитарным врачом по соответствующей территории для конкретной системы водоснабжения.
По некоторым биологическим исследованиям, поступление алюминия в организм человека было сочтено фактором в развитии болезни Альцгеймера, но эти исследования были позже раскритикованы, и вывод о связи одного с другим опровергался.
Соединения алюминия также, возможно, стимулируют рак молочной железы при применении антиперспирантов на основе хлорида алюминия. Но научных данных, подтверждающих это меньше, чем противоположных.
В ряде источников, авторство которых не указывается, содержатся утверждения о том, что алюминий якобы способен замещать кальций в костной ткани. Это противоречит научным данным, поскольку в электрохимическом ряду активности металлов алюминий стоит правее кальция — то есть, является менее химически активным металлом.