Aluminium

Aluminium ist ein Leichtmetall, weich und strapazierfähig. Silber hat eine matte graues Aussehen aufgrund der dünnen Schicht aus Oxid, die schnell bildet, wenn sie der Luft ausgesetzt. Das Aluminium ist nicht so giftig Metall, nicht-magnetischen und nicht- Funken, wenn sie freigelegt, um die Reibung zu schaffen. Reines Aluminium hat eine Spannung von etwa 19 Megapascal (MPa) und 400 MPa in einer eingesetzten Legierung. Seine Dichte beträgt etwa ein Drittel der Stahl oder Kupfer. Es ist sehr verformbar, sehr duktil, geeignet für die Mechanisierung und Gießen sowie mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit und Haltbarkeit aufgrund der schützenden Oxidschicht. Es ist die zweithäufigste verformbaren Metall, wobei die erste die Gold und die sechste meisten duktilem. Dafür, dass es ein guter Wärmeleiter ist, ist weit verbreitet in Kochtöpfe verwendet.
Anwendungen

In Anbetracht der Höhe und die Menge an Metall verwendet wird, überschreitet die Verwendung von Aluminium, die aus einem anderen Metall, sondern aus Stahl. Es ist ein wichtiges Material in verschiedenen wirtschaftlichen Aktivitäten.

Reines Aluminium ist duktiler im Vergleich zu Stahl, aber seine Legierungen mit geringen Mengen an Kupfer, Mangan, Silizium, Magnesium und andere Elemente haben eine große Zahl von Eigenschaften für verschiedene Anwendungen geeignet. Diese Legierungen sind Hauptmaterial für die Herstellung vieler Komponenten von Flugzeugen und Raketen .

Wenn Aluminium im Vakuum verdampft, um eine Beschichtung, die sowohl sichtbares Licht reflektiert und Infrarot zu bilden, wobei der am häufigsten verwendeten Verfahren zur Herstellung von Automobil-Reflektoren, zum Beispiel. Da die Schicht aus Oxiden gebildet verhindert eine Verschlechterung der Beschichtung wird Aluminium für die Herstellung von Teleskopspiegel anstelle des verwendeten Silber.

Aufgrund seiner hohen Reaktivität Chemikalie wird so fein wie verwendet Kraftstoff und Feststoffraketen für die Herstellung von Sprengstoffen. Immer noch so verwendet der Anode und der Opfer-Prozesse

Andere Verwendungen von Aluminium sind:

Verkehrsmittel: Als Strukturelemente in Flugzeugen, Schiffen, Autos, Fahrräder, Tanks, Rüstungen und andere, in Europa werden oft benutzt, um Kisten Züge zu bilden.

Verpackung: Aluminiumfolie, Dosen, Verpackungen Tetra Pak und andere.

Konstruktion: Fenster, Türen, Trennwände, Geländer und andere.

Verwenden Waren: Geschirr, Werkzeuge und andere.

Aktuatoren: Obwohl die elektrische Leitfähigkeit von Aluminium ist 60% geringer als die von Kupfer, dessen Verwendung in Sendeleistung ist durch seine niedrigen Kosten und Versetzte, was eine größere Distanz zwischen den Sendemasten.

Als Kryobehälter bis -200 ° C und in der entgegengesetzten Richtung zu dem Kessel.

Hinweis: Die Aluminiumlegierungen viele Formen annehmen, wie Duraluminium.

Es wurde kürzlich entdeckt, dass die Legierungen von Gallium aus Aluminium in Kontakt mit Wasser eine chemische Reaktion in produzieren Wasserstoff durch die Verhinderung der Bildung der Schutzschicht von Aluminiumoxid und Aluminium so verhalten sich ähnlich wie ein Alkalimetall, wie Natrium oder Kalium. Diese Eigenschaft wird als Quelle von Wasserstoff Motor untersucht und ersetzt die Derivate von Erdöl und andere Brennstoffe Motoren Verbrennungsmotoren.

Geschichte

Sowohl in Griechenland und im alten Rom wurde Alaun, ein Doppel-Salz von Aluminium und Kalium, als Beizmittel in der Färberei und adstringierend in der Medizin, noch in Kraft zu nutzen.

Es ist in der Regel gegeben Friedrich Wöhler Anerkennung Isolierung der Tatsache, dass Aluminium in aufgetreten 1827, obwohl das Metall gewonnen wurde Rohöl einige Jahre zuvor durch physikalische und chemische Hans Christian Orsted.

In 1807 , Humphrey Davy vorgeschlagen den Namen Aluminium für die Metall unentdeckt. Später wurde beschlossen, den Namen zu ändern Aluminium in Einklang mit den meisten anderen lateinischen Namen der Elemente, die das Suffix verwenden - Aluminium . So trat die Ableitung der Namen der Elemente, die in anderen Sprachen.

Doch in den Vereinigten Staaten, im Laufe der Zeit anders populär geworden heute auch erlaubt IUPAC .

Aluminium ist zwar ein Metall in Hülle und Fülle in der Erdkruste gefunden (8,1%) ist selten frei. Ihre technische Anwendungen sind relativ neu ist, ist im technischen Maßstab aus dem Ende des erzeugten neunzehnten Jahrhunderts. Wenn festgestellt wurde, dass es eine Trennung der Steine ​​enthalten war äußerst schwierig. Folglich ist für einige Zeit, wurde als ein Edelmetall wertvoller als Gold. Mit der Weiterentwicklung der Verfahren zur Erlangung Preise weiter in zusammenbrechen 1889 aufgrund der früheren Entdeckung eines einfachen Verfahren zur Extraktion des Metalls. Derzeit ist einer der Faktoren, die ihre Nutzung zu fördern die Stabilität seines Preises, verursacht hauptsächlich durch Recycling.

In 1859 , Henri Sainte-Claire Deville hat Verbesserungen in den Prozess der Erlangung angekündigt, durch den Austausch Kalium durch Natrium- und Chlorid durch einfachen Doppelklick. Später, mit der Erfindung des Halle-Héroult Prozess in 1886 , wurde vereinfacht und verbilligt die Gewinnung von Aluminium aus dem Mineral . Dieser Prozess, der zusammen mit dem Bayer-Verfahren , entdeckte im selben Jahr, erlaubt zu verlängern die Verwendung von Aluminium für eine Vielzahl von Anwendungen bisher unwirtschaftlich. Der Hall-Héroult beteiligten arbeiten unabhängig und fast gleichzeitig amerikanische Charles Martin Hall (1886) und Französisch Héroult Paul (1888), junge Wissenschaftler unter 27 Jahren zum Zeitpunkt der Entdeckung Prozess.

Die Rückgewinnung von Metall aus dem Recycling ist eine Praxis, seit Beginn der bekannten des zwanzigsten Jahrhunderts . Allerdings war es von 1960, dass der Prozess weit verbreitet, mehr war aus ökologischen Gründen als wirtschaftlich.

Die gewöhnlichen Verfahren zur Herstellung von Aluminium erfolgt in zwei Schritten: Erhalten der Aluminiumoxid nach dem Bayer-Verfahren und anschließend die Elektrolyse des Oxids von Aluminium. Die hohe Reaktivität des Aluminiums verhindert das Aluminiumoxid extrahieren durch Reduktion, ist es notwendig, sie durch die Elektrolyse des Oxids, das diese Verbindung in dem flüssigen Zustand erfordert erhalten. Aluminiumoxid hat einen extrem hohen Schmelzpunkt (2000 ° C), die es wirtschaftlich nicht vertretbar, um das Metall zu extrahieren. Jedoch ist der Zusatz eines Flusses bei der Kryolith ermöglicht Elektrolyse auf eine niedrigere Temperatur von etwa 1000 ° C auftreten Derzeit wird Kryolith wird ersetzt durch ciolita eine künstliche Aluminium Fluorid, Natrium und Calcium.

Isotope

Aluminium hat neun Isotope, deren atomare Massen zwischen 23 und 30 u. Nur der Al-27, stabil und Al-26, radioaktive mit einer Halbwertszeit von 7,2 × 10 5 Jahren sind in der Natur gefunden. Die Al-26 in der Atmosphäre von der Bombardierung der produzierten Argon durch kosmische Strahlung und Protonen . Die Isotope haben praktische Anwendung in aus marinen Sedimenten, Gletschereis, Meteoriten, etc. Das Verhältnis Al / 26 Seien -10 wird in der Analyse von Transportprozessen, Ablagerung, Sedimentation und Erosion Zeitskalen von Millionen von Jahren beschäftigt.

Die kosmogenen Al-26 wurde zum ersten Mal in Studien der angewandten Mond und Meteoriten. Diese Raumkörper sind intensive kosmischen Strahlung Bombardement während ihrer Bewegung Raum unterworfen, wodurch eine erhebliche Menge an Al-26. Nach dem Aufprall gegen die Erde , die Atmosphäre filtert aus der kosmischen Strahlung hält die Produktion von Al-26, so dass die Zeit der Meteorit fiel bestimmen.
Transparent Aluminium

Hauptartikel: Oxinitrato polykristallinen Aluminium

Die transparente Aluminium ist nun Wirklichkeit geworden. Sein Durchbruch wurde in der Science-Fiction-Film erwartet Star Trek 4. Die transparente Aluminium in der Industrie als ALON bekannt TM , ist es ein oxinitrato polykristallinem Aluminium oder einem keramischen transparent auf Aluminiumatome kristallisiert. Trotz einer Keramik, ist viel widerstandsfähiger als das Panzerglas, und seine Entwicklung wurde ursprünglich von der US-Armee versucht, Fenster in gepanzerten Fahrzeugen zu bauen. Die transparente Aluminium ist viel stärker, leichter und schlanker als das Panzerglas und bietet mehrere Vorteile für Fahrzeug-Panzerung. Hat mehrere andere Vorteile gegenüber Glas und für die zivile Nutzung wird bereits in Barcode-Leser im Supermarkt aufgrund ihrer hohen Durchlässigkeit für sichtbares und UV-Licht verwendet. Viele andere Anwendungen auf dem ALON geplant TM, und sogar Bierdosen und Soda in diesem Material hergestellt werden (in 20 oder 30 Jahre). Gesamten Markt kann von dieser Entdeckung profitieren, hängt nur von der fallenden Preis dieses Produkt als das Herstellungsverfahren ALON TM ist immer noch 5-mal teurer als die Panzerglas. Ein Großteil der Forschung in diesem Bereich voran, nur nicht vergessen, dass Aluminium wurde einmal Edelmetall wegen dem gleichen Problen betrachtet und ist heute ein sehr billiges Material.
Vorsichtsmaßnahmen

Aluminum Probe

Nach Angaben der World Health Organization, ist es nun klar, dass die tolerierbare wöchentliche Aufnahme von 1 mg Aluminium pro Kilogramm Körpermasse ist. Daher würde eine Person von 50 kg eine Dosis von 50 mg Aluminium pro Woche geduldet.

Aluminium ist eines der wenigen in der Natur vorkommenden Elemente, die nicht scheinen, um eine erhebliche biologische Funktion zu zeigen. Manche Menschen manifestieren Allergie auf Aluminium, leiden Dermatitis, Ihre Kontaktdaten, einschließlich Verdauungsstörungen durch den Verzehr von Lebensmitteln in Aluschalen gegart. Für andere Menschen aus Aluminium ist nicht so giftig wie als Schwermetalle, obwohl es Anzeichen für eine gewisse Toxizität , wenn in großen Mengen eingenommen werden.

In Bezug auf die Verwendung von Aluminium-Behälter wurden nicht gesundheitliche Probleme, wobei diese auf den Verzehr von im Zusammenhang gefunden Antazida und Antitranspirantien dieses Element enthalten ist. Es wurde vorgeschlagen, dass Aluminium verbunden sein Alzheimer-Krankheit , obwohl dies nicht gezeigt ist abschließend.

Aluminium ist eines der am meisten vorkommenden Elemente in der Erdkruste in Form von Aluminiumoxid. Vielleicht aus diesem Grund wird es als harmlos, aber die Exposition gegenüber hohen Konzentrationen kann gesundheitliche Probleme verursachen vor allem wenn sie in Form von Ionen , dass es in Wasser löslich ist.

Die Aufnahme von Aluminium kann durch Nahrung, Luft und Hautkontakt auftreten. Die lange Einnahme von Aluminium in hohen Konzentrationen kann zu schweren gesundheitlichen Problemen führen, wie:

Demenz
Schädigung des zentralen Nervensystems
Gedächtnisschwund
Taubheit
Starkes Zittern
Muskelschmerzen
Cramps
Schwäche
Appetitlosigkeit
Impotenz

Die Inspiration von Aluminiumpulver in Fabriken, in denen dieses Element in der Produktion verwendet wird, kann dazu führen, Lungenfibrose und andere Lungenschäden verursachen. Dieser Effekt ist bekannt als kaum Rasierer durch die Anwesenheit in der Luft ist kompliziert Siliciumdioxid und Eisenoxid. In Dialyse kann es durchdringen und Nierenschäden verursachen.

Seine Konzentration höher zu sein scheint in Seen Säuren. In diesen Seen die Zahl der Fische und Amphibien ist rückläufig aufgrund von Reaktionen von Aluminium-Ionen mit Proteinen in braten Fisch und Embryonen von Amphibien.

Wirkung auf Pflanzen

Aluminium ist eines der wichtigsten Faktoren, die das Wachstum reduzieren Pflanzen in Erde Säuren . Obwohl normalerweise harmlos für das Wachstum von Pflanzen in Böden pH neutralen, sauren Böden in der Konzentration von Al 3 + erhöht den Kationen und stört das Wachstum der Wurzel. Die Böden sind gesättigte Säuren zu Aluminium Anstelle von Ionen von Wasserstoff. Der Säuregehalt des Bodens ist daher ein Ergebnis der Hydrolyse von Aluminiumverbindungen. 9Hauptmerkmale

Aluminium ist ein Leichtmetall, weich und strapazierfähig. Silber hat eine matte graues Aussehen aufgrund der dünnen Schicht aus Oxid , die schnell bildet, wenn sie der Luft ausgesetzt. Das Aluminium ist nicht so giftig Metall , nicht-magnetischen und nicht-Funken, wenn sie freigelegt, um die Reibung zu schaffen. Reines Aluminium hat eine Spannung von etwa 19 Megapascal und 400 MPa in einer eingesetzten Legierung. Seine Dichte beträgt etwa ein Drittel der Stahl oder Kupfer. Es ist sehr verformbar, sehr duktil, geeignet für die Mechanisierung und Gießen sowie mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit und Haltbarkeit aufgrund der schützenden Oxidschicht. Es ist die zweithäufigste verformbaren Metall, wobei die erste die Gold und die sechste meisten duktilem. Dafür, dass es ein guter Wärmeleiter ist, ist weit verbreitet in Kochtöpfe verwendet.

Anwendungen

In Anbetracht der Höhe und die Menge an Metall verwendet wird, überschreitet die Verwendung von Aluminium, die aus einem anderen Metall, sondern aus Stahl. Es ist ein wichtiges Material in verschiedenen wirtschaftlichen Aktivitäten.

Reines Aluminium ist duktiler im Vergleich zu Stahl, aber seine Legierungen mit geringen Mengen an Kupfer, Mangan, Silizium, Magnesium und andere Elemente haben eine große Zahl von Eigenschaften für verschiedene Anwendungen geeignet. Diese Legierungen sind Hauptmaterial für die Herstellung vieler Komponenten von Flugzeugen und Raketen.

Wenn Aluminium im Vakuum verdampft, um eine Beschichtung, die sowohl sichtbares Licht reflektiert und Infrarot zu bilden, wobei der am häufigsten verwendeten Verfahren zur Herstellung von Automobil-Reflektoren, zum Beispiel. Da die Schicht aus Oxiden gebildet verhindert eine Verschlechterung der Beschichtung wird Aluminium für die Herstellung von Teleskopspiegel anstelle des verwendeten Silber.

Aufgrund seiner hohen Reaktivität Chemikalie wird so fein wie verwendet Kraftstoff und Feststoffraketen für die Herstellung von Sprengstoffen. Immer noch so verwendet der Anode und der Opfer-Prozesse Aluminothermie für den Erhalt von Metallen.

Andere Verwendungen von Aluminium sind:

Verkehrsmittel: Als Strukturelemente in Flugzeugen, Schiffen, Autos, Fahrräder, Tanks, Rüstungen und andere, in Europa werden oft benutzt, um Kisten Züge zu bilden.

Verpackung: Aluminiumfolie, Dosen, Verpackungen Tetra Pak und andere.

Konstruktion: Fenster, Türen, Trennwände, Geländer und andere.

Verwenden Waren: Geschirr, Werkzeuge und andere.

Aktuatoren: Obwohl die elektrische Leitfähigkeit von Aluminium ist 60% geringer als die von Kupfer , dessen Verwendung in Sendeleistung ist durch seine niedrigen Kosten und Versetzte, was eine größere Distanz zwischen den Sendemasten.

Als Kryobehälter bis -200 ° C und in der entgegengesetzten Richtung zu dem Kessel.

Hinweis: Die Aluminiumlegierungen viele Formen annehmen, wie Duraluminium.

Es wurde kürzlich entdeckt, dass die Legierungen von Gallium aus Aluminium in Kontakt mit Wasser eine chemische Reaktion in produzieren Wasserstoff durch die Verhinderung der Bildung der Schutzschicht (Passivierung) von Aluminiumoxid und Aluminium so verhalten sich ähnlich wie ein Alkalimetall , wie Natrium oder Kalium. Diese Eigenschaft wird als Quelle von Wasserstoff Motor untersucht und ersetzt die Derivate von Erdöl und andere Brennstoffe Motoren Verbrennungsmotoren.

Geschichte

Sowohl in Griechenland und im alten Rom wurde Alaun, ein Doppel-Salz von Aluminium und Kalium, als Beizmittel in der Färberei und adstringierend in der Medizin, noch in Kraft zu nutzen.

Es ist in der Regel gegeben Friedrich Wöhler Anerkennung Isolierung der Tatsache, dass Aluminium in aufgetreten 1827, obwohl das Metall gewonnen wurde Rohöl einige Jahre zuvor durch physikalische und chemische Hans Christian Orsted

.

In 1807 , Humphrey Davy vorgeschlagen den Namen Aluminium für die Metall unentdeckt. Später wurde beschlossen, den Namen zu ändern Aluminium in Einklang mit den meisten anderen lateinischen Namen der Elemente, die das Suffix verwenden - ium . So trat die Ableitung der Namen der Elemente, die in anderen Sprachen. Doch in den Vereinigten Staaten , im Laufe der Zeit anders populär geworden heute auch erlaubt IUPAC .

Aluminium ist zwar ein Metall in Hülle und Fülle in der Erdkruste gefunden (8,1%) ist selten frei. Ihre technische Anwendungen sind relativ neu ist, ist im technischen Maßstab aus dem Ende des erzeugten neunzehnten Jahrhunderts . Wenn festgestellt wurde, dass es eine Trennung der Steine ​​enthalten war äußerst schwierig. Folglich ist für einige Zeit, wurde als ein Edelmetall wertvoller als Gold. Mit der Weiterentwicklung der Verfahren zur Erlangung Preise weiter in zusammenbrechen 1889 aufgrund der früheren Entdeckung eines einfachen Verfahren zur Extraktion des Metalls. Derzeit ist einer der Faktoren, die ihre Nutzung zu fördern die Stabilität seines Preises, verursacht hauptsächlich durch Recycling.

In 1859, Henri Sainte-Claire Deville hat Verbesserungen in den Prozess der Erlangung angekündigt, durch den Austausch Kalium durch Natrium- und Chlorid durch einfachen Doppelklick. Später, mit der Erfindung des Halle-Héroult Prozess in 1886 , wurde vereinfacht und verbilligt die Gewinnung von Aluminium aus dem Mineral. Dieser Prozess, der zusammen mit dem Bayer-Verfahren, entdeckte im selben Jahr, erlaubt zu verlängern die Verwendung von Aluminium für eine Vielzahl von Anwendungen bisher unwirtschaftlich. Der Hall-Héroult beteiligten arbeiten unabhängig und fast gleichzeitig amerikanische Charles Martin Hall (1886) und Französisch Héroult Paul (1888), junge Wissenschaftler unter 27 Jahren zum Zeitpunkt der Entdeckung Prozess.

Die Rückgewinnung von Metall aus dem Recycling ist eine Praxis, seit Beginn der bekannten des zwanzigsten Jahrhunderts . Allerdings war es von 1960 , dass der Prozess weit verbreitet, mehr war aus ökologischen Gründen als wirtschaftlich.

Die gewöhnlichen Verfahren zur Herstellung von Aluminium erfolgt in zwei Schritten: Erhalten der Aluminiumoxid nach dem Bayer-Verfahren und anschließend die Elektrolyse des Oxids von Aluminium. Die hohe Reaktivität des Aluminiums verhindert das Aluminiumoxid extrahieren durch Reduktion , ist es notwendig, sie durch die Elektrolyse des Oxids, das diese Verbindung in dem flüssigen Zustand erfordert erhalten. Aluminiumoxid hat einen extrem hohen Schmelzpunkt (2000 ° C), die es wirtschaftlich nicht vertretbar, um das Metall zu extrahieren. Jedoch ist der Zusatz eines Flusses bei der Kryolith ermöglicht Elektrolyse auf eine niedrigere Temperatur von etwa 1000 ° C auftreten Derzeit wird Kryolith wird ersetzt durch ciolita eine künstliche Aluminium Fluorid, Natrium und Calcium.

Isotope

Aluminium hat neun Isotope , deren atomare Massen zwischen 23 und 30 u . Nur der Al-27, stabil und Al-26, radioaktive mit einer Halbwertszeit von 7,2 × 10 5 Jahren sind in der Natur gefunden. Die Al-26 in der Atmosphäre von der Bombardierung der produzierten Argon durch kosmische Strahlung und Protonen . Die Isotope haben praktische Anwendung in aus marinen Sedimenten, Gletschereis, Meteoriten , etc.. Das Verhältnis Al / 26 Seien -10 wird in der Analyse von Transportprozessen, Ablagerung, Sedimentation und Erosion Zeitskalen von Millionen von Jahren beschäftigt.

Die kosmogenen Al-26 wurde zum ersten Mal in Studien der angewandten Mond und Meteoriten. Diese Raumkörper sind intensive kosmischen Strahlung Bombardement während ihrer Bewegung Raum unterworfen, wodurch eine erhebliche Menge an Al-26. Nach dem Aufprall gegen die Erde , die Atmosphäre filtert aus der kosmischen Strahlung hält die Produktion von Al-26, so dass die Zeit der Meteorit fiel bestimmen.

Transparent Aluminium

Hauptartikel: Oxinitrato polykristallinen Aluminium

Die transparente Aluminium ist nun Wirklichkeit geworden. Sein Durchbruch wurde in der Science-Fiction-Film erwartet Star Trek 4. Die transparente Aluminium in der Industrie als ALON bekannt TM , ist es ein oxinitrato polykristallinem Aluminium oder einem keramischen transparent auf Aluminiumatome kristallisiert. Trotz einer Keramik, ist viel widerstandsfähiger als das Panzerglas, und seine Entwicklung wurde ursprünglich von der US-Armee versucht, Fenster in gepanzerten Fahrzeugen zu bauen. Die transparente Aluminium ist viel stärker, leichter und schlanker als das Panzerglas und bietet mehrere Vorteile für Fahrzeug-Panzerung. Hat mehrere andere Vorteile gegenüber Glas und für die zivile Nutzung wird bereits in Barcode-Leser im Supermarkt aufgrund ihrer hohen Durchlässigkeit für sichtbares und UV-Licht verwendet.

Viele andere Anwendungen auf dem ALON geplant TM, und sogar Bierdosen und Soda in diesem Material hergestellt werden (in 20 oder 30 Jahre). Gesamten Markt kann von dieser Entdeckung profitieren, hängt nur von der fallenden Preis dieses Produkt als das Herstellungsverfahren ALON TM ist immer noch 5-mal teurer als die Panzerglas. Ein Großteil der Forschung in diesem Bereich voran, nur nicht vergessen, dass Aluminium wurde einmal Edelmetall wegen dem gleichen Problem betrachtet und ist heute ein sehr billiges Material.

Vorsichtsmaßnahmen