القسم 1. اسم وتاريخ اكتشاف الألومنيوم.

القسم 2. الوصف العام الألومنيومالخواص الفيزيائية والكيميائية.

القسم 3. الحصول على المسبوكات من سبائك الألومنيوم.

القسم 4. التطبيق الألومنيوم.

الألومنيوم  هو عنصر من عناصر المجموعة الفرعية الرئيسية للمجموعة الثالثة ، وهي الفترة الثالثة من النظام الدوري للعناصر الكيميائية لـ D. I. Mendeleev ، برقم ذري 13. ويشار إليه بالرمز Al. انه ينتمي الى مجموعة من المعادن الخفيفة. الأكثر شيوعا معدن  والثالث العنصر الكيميائي الأكثر وفرة في قشرة الأرض (بعد الأكسجين والسيليكون).

مادة الألومنيوم البسيطة (رقم سجل المستخلصات الكيميائية: 7429-90-5) - خفيفة الوزن ومغناطيسية معدن  اللون الفضي الأبيض ، مصبوب بسهولة ، يلقي ، تشكيله. الألومنيوم لديه الموصلية الحرارية والكهربائية العالية ، ومقاومة التآكل بسبب التكوين السريع للأفلام أكسيد قوية التي تحمي السطح من مزيد من التفاعل.

ترتبط إنجازات الصناعة في أي مجتمع متقدم دائمًا بإنجازات تكنولوجيا المواد الإنشائية والسبائك. تعد جودة المعالجة وإنتاجية عناصر التجارة من أهم مؤشرات تطور الدولة.

يجب أن تحتوي المواد المستخدمة في التصميمات الحديثة ، بالإضافة إلى خصائص القوة العالية ، على مجموعة من الخصائص مثل زيادة مقاومة التآكل ، ومقاومة الحرارة ، والموصلية الحرارية ، والموصلية الكهربائية ، والحراريات ، وكذلك القدرة على الحفاظ على هذه الخصائص في ظل ظروف التشغيل الطويل الأجل تحت الأحمال.

التطورات العلمية وعمليات الإنتاج في مجال مسبك المعادن غير الحديدية في بلادنا تتوافق مع الإنجازات المتقدمة للتقدم العلمي والتكنولوجي. وكانت نتيجتها ، على وجه الخصوص ، إنشاء ورش عمل حديثة لتشكيل البرد والحقن في مصنع فولغا للسيارات وعدد من المؤسسات الأخرى. تعمل آلات قولبة الحقن الكبيرة مع قوة قفل القالب 35 MN بنجاح في Zavolzhsky Motor Plant ، والتي تنتج كتل أسطوانات من سبائك الألومنيوم لسيارة Volga.

في Altai Motor Plant ، تم إتقان خط آلي لإنتاج المسبوكات المصبوبة بالحقن. في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية () ، أول دول العالم المتقدمة والمتقنة هذه العملية صب مستمر لسبائك سبائك الألومنيوم في قالب كهرومغناطيسي. هذه الطريقة تحسن بشكل كبير من نوعية سبائك ويقلل من كمية النفايات في شكل رقائق أثناء الدوران.

عنوان وتاريخ اكتشاف الألومنيوم

يأتي الألومنيوم اللاتيني من alumen اللاتيني ، بمعنى alum (الألومنيوم وكبريتات البوتاسيوم (K) KAl (SO4) 2 · 12H2O) ، والتي استخدمت منذ فترة طويلة في صناعة الملابس الجلدية ودواء قابض. Al ، عنصر كيميائي في المجموعة الثالثة من النظام الدوري ، العدد الذري 13 ، الكتلة الذرية 26 ، 98154. نظرًا للنشاط الكيميائي العالي ، استمر اكتشاف وإطلاق الألمنيوم النقي حوالي 100 عام. استنتج أن الشبة يمكن الحصول عليها "" (مادة مقاومة للحرارة ، في العصر الحديث - أكسيد الألومنيوم) في عام 1754. الكيميائي الألماني A. Markgraf. اتضح فيما بعد أن نفس "الأرض" يمكن استخلاصها من الطين ، وكان يطلق عليها الألومينا. كان قادرا على الحصول على الألومنيوم المعدني فقط في عام 1825. الفيزيائي الدنماركي إتش. كيه. أورستد. تعامل مع ملغم البوتاسيوم (سبيكة البوتاسيوم (K) مع كلوريد الألومنيوم الزئبق (الزئبق) AlCl3 ، والتي يمكن الحصول عليها من الألومينا ، وبعد تقطير الزئبق (Hg) قام بعزل مسحوق الألمنيوم الرمادي.

فقط بعد ربع قرن كانت هذه الطريقة قادرة على تحديثها قليلاً. اقترح الكيميائي الفرنسي أ. أي. سانت كلير ديفيل في عام 1854 استخدام الصوديوم المعدني (نا) لإنتاج الألومنيوم ، وتلقى أول سبيكة من المعدن الجديد. كانت تكلفة الألمنيوم ثم مرتفعة للغاية ، وصنعت المجوهرات منه.

تم تطوير طريقة صناعية لإنتاج الألمنيوم عن طريق التحليل الكهربائي لصهر الخلائط المعقدة ، بما في ذلك أكسيد الألومنيوم وفلوريد الألومنيوم والمواد الأخرى ، بشكل مستقل في عام 1886 من قبل P. Eru () و C. Hall (الولايات المتحدة الأمريكية). يرتبط إنتاج الألومنيوم بارتفاع تكاليف الكهرباء ، لذا تم بيعه على نطاق واسع فقط في القرن العشرين. ال اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفيتية (CCCP)  تم الحصول على أول الألومنيوم الصناعي في 14 مايو 1932 في مصنع فولخوف للألمنيوم ، والذي تم بناؤه بالقرب من محطة الطاقة الكهرومائية في فولخوف.

الألومنيوم بنقاء يزيد عن 99 ، تم الحصول على 99 ٪ لأول مرة عن طريق التحليل الكهربائي في عام 1920. في عام 1925 في ال  نشر إدواردز بعض المعلومات عن الخواص الفيزيائية والميكانيكية لمثل هذا الألمنيوم. في عام 1938 نشر تايلور ، ويلر ، سميث وإدواردز مقالة تسرد بعض خصائص الألمنيوم النقي بنسبة 99.96 ٪ ، والتي تم الحصول عليها أيضا عن طريق التحليل الكهربائي في فرنسا. نُشرت الطبعة الأولى من دراسة خصائص الألومنيوم في عام 1967.

في السنوات التالية ، وبسبب البساطة المقارنة للتحضير وخصائص جذابة ، تم نشر الكثير. أعمال  حول خصائص الألومنيوم. يستخدم الألمنيوم النقي على نطاق واسع في الإلكترونيات - من المكثفات الإلكتروليتية إلى قمة الهندسة الإلكترونية - المعالجات الدقيقة ؛ في الإلكترونيات الحرارية ، والمغناطيسية

الأساليب الحديثة لإنتاج الألمنيوم النقي هي طريقة تنظيف المنطقة ، وتبلور من الملغم (سبائك الألومنيوم مع الزئبق) ، والانفصال عن المحاليل القلوية. يتم التحكم في درجة نقاء الألومنيوم من خلال قيمة المقاومة الكهربائية في درجات الحرارة المنخفضة.

الخصائص العامة للألمنيوم

يتكون الألمنيوم الطبيعي من نيوكليد واحد 27Al. تكوين طبقة الإلكترون الخارجية 3s2p1. في جميع المركبات تقريبًا ، تكون حالة أكسدة الألومنيوم +3 (التكافؤ الثالث). نصف قطر ذرة الألومنيوم المحايدة هو 0 ، 143 نانومتر ، ونصف قطر الأيونات هو Al3 + 0 ، 057 نانومتر. إن طاقات التأين المتتابعة لذرة الألومنيوم المحايدة هي 5 و 984 و 18 و 828 و 28 و 44 و 120 فولت على التوالي. على مقياس بولينج ، تكون الكهربية للألومنيوم هي 1 ، 5.

ألومنيوم - ناعم ، خفيف ، فضي - أبيض ، شبكية كريستالية ذات محور مكعب ، معلمة a \u003d 0 ، 40403 نانومتر. نقطة انصهار المعدن النقي هي 660 درجة مئوية ، ونقطة الغليان حوالي 2450 درجة مئوية ، الكثافة 2 ، 6989 جم / سم 3. معامل درجة الحرارة للتمدد الخطي للألمنيوم حوالي 2.5 · 10-5 K-1.

الألومنيوم الكيميائي هو معدن نشط إلى حد ما. في الهواء ، يتم تغطية سطحه على الفور بفيلم كثيف من أكسيد Al2O3 ، والذي يمنع وصول المزيد من الأكسجين (O) إلى المعدن ويؤدي إلى إنهاء التفاعل ، والذي يسبب خصائص مقاومة للتآكل عالية من الألومنيوم. يتشكل فيلم سطح الحماية على الألومنيوم أيضًا إذا تم وضعه في حمض النتريك المركز.

يتفاعل الألومنيوم بنشاط مع الأحماض الأخرى:

6CHl + 2Al \u003d 2AlCl3 + 3H2 ،

3H2SO4 + 2Al \u003d Al2 (SO4) 3 + 3H2.

ومن المثير للاهتمام ، أن التفاعل بين مساحيق الألمنيوم واليود (I) يبدأ عند درجة حرارة الغرفة إذا تمت إضافة بضع قطرات من الماء إلى الخليط الأولي ، والذي يلعب في هذه الحالة دور المحفز:

2Al + 3I2 \u003d 2AlI3.

تفاعل الألومنيوم مع الكبريت (S) عند تسخينه يؤدي إلى تكوين كبريتيد الألومنيوم:

2Al + 3S \u003d Al2S3 ،

التي تتحلل بسهولة عن طريق المياه:

Al2S3 + 6H2O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H2S.

لا يتفاعل الألومنيوم مباشرة مع الهيدروجين (H) ، ولكن بشكل غير مباشر ، على سبيل المثال ، باستخدام مركبات الألمنيوم العضوي ، من الممكن توليف هيدريد الألومنيوم البوليمر الصلب (AlH3) x ، أقوى عامل اختزال.

في شكل مسحوق ، يمكن حرق الألومنيوم في الهواء ، ويتم تشكيل مسحوق أبيض حراري من أكسيد الألومنيوم Al2O3.

تحدد قوة الارتباط العالية في Al2О3 الحرارة العالية لتكوينها من مواد بسيطة وقدرة الألومنيوم على تقليل العديد من المعادن من أكاسيدها ، على سبيل المثال:

3Fe3O4 + 8Al \u003d 4Al2O3 + 9Fe وحتى

3CaO + 2Al \u003d Al2O3 + 3Ca.

وتسمى هذه الطريقة لإنتاج المعادن aluminothermy.

يجري في الطبيعة

من حيث الانتشار في قشرة الأرض ، يحتل الألومنيوم المرتبة الأولى بين المعادن والمركز الثالث بين جميع العناصر (بعد الأكسجين (O) والسليكون (Si)) ، حيث يمثل حوالي 8.8 ٪ من كتلة قشرة الأرض. الألومنيوم هو عدد كبير من المعادن ، وأساساً ألومينوسيليكات ، وصخور. تحتوي مركبات الألومنيوم على الجرانيت ، والبازلت ، والطين ، والفلسبار ، وما إلى ذلك. ولكن هنا تكمن المفارقة: مع وجود عدد ضخم المعادن  والصخور التي تحتوي على الألومنيوم ، ورواسب البوكسيت - المادة الخام الرئيسية في الإنتاج الصناعي للألمنيوم ، نادرة للغاية. في الاتحاد الروسي ، توجد رواسب البوكسيت في سيبيريا وجزر الأورال. Alunites و nepheline هي أيضا ذات أهمية صناعية. كعنصر أثر ، الألومنيوم موجود في أنسجة النباتات والحيوانات. هناك كائنات حية - مراكز تتراكم الألومنيوم في أعضائها - بعض سيقان ، رخويات.

الإنتاج الصناعي: عند مؤشر الإنتاج الصناعي ، تخضع البوكسيت أولاً للمعالجة الكيميائية ، وتزيل شوائب أكاسيد السيليكون (Si) والحديد (Fe) وعناصر أخرى منها. نتيجة لمثل هذه المعالجة ، يتم الحصول على أكسيد الألمنيوم النقي Al2O3 - وهو العنصر الرئيسي في إنتاج المعدن عن طريق التحليل الكهربائي. ومع ذلك ، نظرًا لارتفاع درجة انصهار Al2O3 (أكثر من 2000 درجة مئوية) ، لا يمكن استخدام ذوبانه للتحليل الكهربائي.

وجد العلماء والمهندسون طريقة للخروج في ما يلي. يتم إذابة الكريوليت Na3AlF6 لأول مرة في حمام التحليل الكهربائي (درجة حرارة الذوبان أقل قليلاً من 1000 درجة مئوية). يمكن الحصول على الكريوليت ، على سبيل المثال ، في معالجة خط الكولاين شبه الكلوي. ثم ، القليل من Al2O3 (ما يصل إلى 10 ٪ من حيث الوزن) وبعض المواد الأخرى التي تحسن من ظروف لاحقة هذه العملية. أثناء التحليل الكهربائي لهذا المصهور ، يتحلل أكسيد الألومنيوم ، ويبقى الكريوليت في المصهور ، ويتشكل الألومنيوم المصهور عند الكاثود:

2Al2O3 \u003d 4Al + 3O2.

سبائك الألومنيوم

معظم العناصر المعدنية مصنوعة من الألومنيوم ، لكن بعضها فقط يلعب دور مكونات صناعة السبائك الرئيسية في سبائك الألومنيوم الصناعية. ومع ذلك ، يتم استخدام عدد كبير من العناصر كمادة مضافة لتحسين خصائص السبائك. الأكثر استخداما:

يضاف البريليوم لتقليل الأكسدة في درجات حرارة مرتفعة. تستخدم الإضافات الصغيرة من البريليوم (0 ، 01 - 0 ، 05٪) في سبائك الألمنيوم المصبوب لتحسين السيولة في إنتاج أجزاء من محركات الاحتراق الداخلي (المكابس ورؤوس الأسطوانات).

يتم تقديم البورون لزيادة الموصلية الكهربائية وكإضافة تكرير. يتم إدخال البورون في سبائك الألومنيوم المستخدمة في الطاقة النووية (باستثناء أجزاء المفاعل) ، لأن يمتص النيوترونات ويمنع انتشار الإشعاع. يتم تقديم البورون في المتوسط \u200b\u200bبمبلغ 0 ، 095 - 0 ، 1 ٪.

البزموت. يتم إدخال المعادن ذات نقطة انصهار منخفضة ، مثل البزموت والكادميوم ، في سبائك الألومنيوم لتحسين قابلية الماكينة. هذه العناصر تشكل مراحل انصهارية ناعمة ، والتي تساهم في هشاشة الرقائق وتزييت القاطع.

يضاف الغاليوم بكمية 0 ، 01 - 0 ، 1 ٪ إلى السبائك ، والتي تصنع منها الأنودات المستهلكة.

حديد. بكميات صغيرة (\u003c0.04 ٪) يتم إدخالها في تصنيع الأسلاك لزيادة القوة وتحسين خصائص زحف. بنفس الطريقة حديد  يقلل من الالتصاق بالجدران عند الصب في قالب البرد.

الهند. المضافات 0 ، 05 - 0 ، 2 ٪ سبائك الألومنيوم تصلب أثناء الشيخوخة ، وخاصة مع محتوى الكبس منخفض. تستخدم إضافات الإنديوم في سبائك الألومنيوم الحاملة للكادميوم.

يتم تقديم حوالي 0.3٪ من الكادميوم لزيادة القوة وتحسين خصائص التآكل في السبائك.

الكالسيوم يعطي اللدونة. مع نسبة الكالسيوم بنسبة 5 ٪ ، فإن السبائك لها تأثير بلاستيكي.

السيليكون هو المضاف الأكثر استخداما في سبائك الزهر. في مقدار 0 ، 5 - 4 ٪ يقلل من الميل إلى تشكيل الكراك. مزيج من السيليكون والمغنيسيوم يجعل من الممكن تسخين السبائك.

المغنيسيوم. تزيد إضافة المغنيسيوم من القوة بشكل كبير دون تقليل المرونة ، وتزيد من قابلية اللحام وتزيد من مقاومة التآكل للسبائك.

نحاس  يصلب سبائك ، ويتحقق أقصى قدر من تصلب المحتوى كبروم  4 - 6 ٪. تستخدم سبائك Cuprum في إنتاج مكابس محركات الاحتراق الداخلي ، وأجزاء عالية الجودة من الطائرات المصبوب.

قصدير  يحسن أداء القطع.

التيتانيوم. تتمثل المهمة الرئيسية للتيتانيوم في السبائك في طحن الحبوب في المسبوكات والقوالب ، مما يزيد بشكل كبير من قوة وتوحيد الخصائص في الحجم بأكمله.

على الرغم من أن الألومنيوم يعتبر واحدًا من أقل المعادن الصناعية نبلًا ، إلا أنه مستقر تمامًا في العديد من البيئات المؤكسدة. سبب هذا السلوك هو وجود فيلم أكسيد مستمر على سطح الألومنيوم ، والذي يتشكل على الفور مرة أخرى في المناطق النظيفة عندما تتعرض للأكسجين والماء وعوامل مؤكسدة أخرى.

في معظم الحالات ، يتم الذوبان في الهواء. إذا كان التفاعل مع الهواء محدودًا بسبب التكوين على سطح المركبات غير القابلة للذوبان والفيلم الناتج من هذه المركبات يؤدي إلى إبطاء التفاعل بشكل كبير ، فلا يتم عادة اتخاذ أي تدابير لقمع مثل هذا التفاعل. ويتم الذوبان في هذه الحالة عن طريق الاتصال المباشر للذوبان مع الغلاف الجوي. هذا هو ما يحدث في إعداد معظم سبائك الألومنيوم والزنك والقصدير.

المساحة التي يتم فيها ذوبان السبائك محدودة بواسطة بطانة مقاومة للحرارة قادرة على تحمل درجات الحرارة من 1500 إلى 1800 درجة مئوية. في جميع عمليات الصهر ، يتم إشراك طور الغاز ، والذي يتكون في عملية احتراق الوقود ، والتفاعل مع البيئة وبطانة وحدة الصهر ، إلخ.

تتمتع معظم سبائك الألومنيوم بمقاومة عالية للتآكل في الجو الطبيعي ، ومياه البحر ، ومحاليل العديد من الأملاح والمواد الكيميائية ، وفي معظم المنتجات الغذائية. وغالبا ما تستخدم هياكل سبائك الألومنيوم في مياه البحر. تم بناء العوامات البحرية وقوارب النجاة والسفن والمراكب من سبائك الألمنيوم منذ عام 1930. في الوقت الحالي ، تصل هياكل السفن المصنوعة من سبائك الألومنيوم إلى 61 مترًا ، وهناك خبرة في خطوط أنابيب الألومنيوم تحت الأرض ، وسبائك الألمنيوم شديدة المقاومة للتآكل في التربة. في عام 1951 ، تم بناء خط أنابيب بطول 2 ، 9 كم في ألاسكا. بعد 30 عامًا من التشغيل ، لم يتم اكتشاف أي تسربات أو أضرار جسيمة بسبب التآكل.

يستخدم الألومنيوم بكميات كبيرة في البناء في شكل ألواح الكسوة والأبواب وإطارات النوافذ والكابلات الكهربائية. لا تخضع سبائك الألومنيوم للتآكل الشديد لفترة طويلة عند ملامستها للخرسانة أو الملاط أو الجص ، خاصةً إذا كانت الهياكل لا تخضع لترطيب متكرر. مع ترطيب متكرر ، إذا كان السطح هو الألومنيوم بنود التجارة لم تتم معالجتها مرة أخرى ، يمكن أن تكون أكثر قتامة ، حتى تصل إلى اللون الأسود في المدن الصناعية ذات المحتوى العالي من العوامل المؤكسدة في الهواء. لتجنب ذلك ، يتم إنتاج سبائك خاصة للحصول على أسطح لامعة عن طريق الطلاء بأكسيد الألمنيوم الرائع - تطبيق فيلم أكسيد على السطح المعدني. في هذه الحالة ، يمكن إعطاء السطح العديد من الألوان والظلال. على سبيل المثال ، تتيح لك سبائك الألومنيوم مع السيليكون الحصول على مجموعة من الظلال ، من الرمادي إلى الأسود. سبائك الألومنيوم مع الكروم لها لون ذهبي.

يتم إنتاج الألمنيوم الصناعي في شكل نوعين من السبائك - السبائك المصبوبة ، والتي يتم تصنيع أجزاء منها بالسبائك ، والسبائك المشوهة - السبائك المصنعة في شكل منتجات شبه جاهزة للتشكيل - الألواح والرقائق والألواح والألواح المعدنية والأسلاك. يتم الحصول على المسبوكات من سبائك الألومنيوم عن طريق جميع أساليب الصب الممكنة. الأكثر شيوعًا تحت الضغط وفي قوالب البرد والأشكال الرملية الطينية. في صناعة الأحزاب السياسية الصغيرة المدلى بها  في أشكال الجص مجتمعة و المدلى بها  فقدت نماذج الشمع. تصنع الدوارات المصبوب للمحركات الكهربائية ، وأجزاء من الطائرات المصبوب ، من سبائك الزهر ، وتستخدم السبائك المشوهة في صناعة السيارات للديكور الداخلي ، مصدات ، لوحات الجسم والأجزاء الداخلية. في البناء كمادة التشطيب. في الطائرات ، الخ

ال صناعة  وتستخدم مساحيق الألومنيوم أيضا. المستخدمة في المعادن صناعة: في aluminothermy ، مثل المضافات السبائك ، لتصنيع المنتجات شبه المصنعة عن طريق الضغط وتلبد. تنتج هذه الطريقة أجزاء متينة للغاية (التروس ، البطانات ، إلخ). أيضا ، تستخدم المساحيق في الكيمياء لإنتاج مركبات الألومنيوم وكما محفز  (على سبيل المثال ، في إنتاج الإيثيلين والأسيتون). نظرًا للتفاعل العالي للألمنيوم ، خاصة في شكل مسحوق ، يتم استخدامه في المتفجرات والوقود الصلب للصواريخ ، باستخدام قدرته على الاشتعال بسرعة.

بالنظر إلى مقاومة الأكسدة العالية للألمنيوم ، يتم استخدام المسحوق كصبغة في الطلاء لمعدات الطلاء والسقوف وورق الطباعة والأسطح اللامعة لألواح السيارات. أيضا ، طبقة من الألومنيوم مغلفة بالفولاذ والحديد الزهر موضوع التجارة  من أجل تجنب تآكلها.

من حيث نطاق التطبيق ، يحتل الألومنيوم وسبائكه المركز الثاني بعد الحديد (الحديد) وسبائكه. يرتبط الاستخدام الواسع للألمنيوم في مختلف مجالات التكنولوجيا والحياة اليومية بمزيج من خواصه الفيزيائية والميكانيكية والكيميائية: الكثافة المنخفضة ، ومقاومة التآكل في الهواء الجوي ، والحرارة العالية والموصلية الكهربائية ، والليونة والقوة العالية نسبيًا. تتم معالجة الألمنيوم بسهولة بعدة طرق - تزوير ، ختم ، درفلة ، إلخ. يستخدم الألمنيوم النقي في صناعة الأسلاك (الموصلية الكهربائية للألمنيوم هي 65.5٪ من الموصلية الكهربائية لل cuprum ، لكن الألمنيوم أخف بثلاث مرات من cuprum ، لذلك غالبًا ما يتم استبدال الألمنيوم في الهندسة الكهربائية) احباط تستخدم مواد التعبئة والتغليف. ينفق الجزء الرئيسي من الألومنيوم المصهور على الحصول على سبائك مختلفة. يتم تطبيق الطلاءات الواقية والزخرفية بسهولة على سطح سبائك الألومنيوم.

مجموعة متنوعة من خصائص سبائك الألومنيوم يرجع إلى إدخال إضافات مختلفة في الألومنيوم ، وتشكيل حلول صلبة أو مركبات intermetallic معها. يستخدم الجزء الأكبر من الألومنيوم للحصول على سبائك خفيفة - دورالومين (94٪ - ألومنيوم ، 4٪ نحاس (Cu) ، 0.5٪ مغنسيوم (Mg) ، منغنيز (Mn) ، (Fe) والسيليكون (Si)) ، silumin ( 85-90 ٪ - الألومنيوم ، 10-14 ٪ من السيليكون (Si) ، 0 ، 1 ٪ من الصوديوم (Na)) ، إلخ. في المعادن ، يتم استخدام الألومنيوم ليس فقط كأساس للسبائك ، ولكن أيضًا كأحد إضافات السبائك المستخدمة على نطاق واسع في السبائك على أساس cuprum (Cu) ، المغنيسيوم (Mg) ، الحديد (Fe) ،\u003e النيكل (Ni) ، إلخ.

تستخدم سبائك الألومنيوم على نطاق واسع في الحياة اليومية ، والبناء والهندسة المعمارية ، وصناعة السيارات ، وبناء السفن ، والطيران ، وتكنولوجيا الفضاء. على وجه الخصوص ، أول قمر صناعي أرضي مصنوع من سبائك الألومنيوم. سبائك الألومنيوم والزركونيوم (Zr) - يستخدم على نطاق واسع في هندسة المفاعل النووي. يستخدم الألومنيوم في صناعة المتفجرات.

عند التعامل مع الألمنيوم في الحياة اليومية ، عليك أن تضع في اعتبارك أن السوائل المحايدة (الحمضية) فقط (على سبيل المثال ، الماء المغلي) يمكن تسخينها وتخزينها في حاويات الألمنيوم. على سبيل المثال ، إذا تم طهي حساء الملفوف الحامض في أواني من الألومنيوم ، فحينئذٍ ينتقل الألمنيوم إلى الطعام ، ويحصل على طعم "معدني" غير سار. نظرًا لأن غشاء الأكسيد سهل التلف في الحياة اليومية ، فإن استخدام أدوات الألمنيوم لا يزال غير مرغوب فيه.

معدن أبيض فضي ، خفيف

الكثافة - 2.7 جم / سم

درجة حرارة انصهار الألومنيوم الصناعي هي 658 درجة مئوية ، للألمنيوم عالي النقاء - 660 درجة مئوية

حرارة الانصهار المحددة - 390 كيلو جول / كجم

نقطة الغليان - 2500 درجة مئوية

حرارة محددة من التبخير - 10.53 MJ / كجم

مقاومة مؤقتة من الألمنيوم المصبوب - 10-12 كجم / مم 2 ، المطاوع - 18-25 كجم / مم 2 ، سبائك - 38-42 كجم / مم 2

صلابة برينل - 24 ... 32 كجم / م 3

ليونة عالية: التقنية - 35 ٪ ، نظيفة - 50 ٪ ، تدحرجت في ورقة رقيقة وحتى احباط

معامل يونغ - 70 GPa

يحتوي الألومنيوم على الموصلية الكهربائية العالية (0.0265 hmOhm · m) والتوصيل الحراري (203.5 W / (m · K)) ، 65 ٪ من التوصيل الكهربائي من cuprum ، لديه انعكاسية عالية.

paramagnet ضعيفة.

معامل درجة حرارة التمدد الخطي هو 24.58 · 10−6 K - 1 (20 ... 200 ° C).

معامل درجة الحرارة للمقاومة الكهربائية هو 2.7 · 10−8K - 1.

يشكل الألمنيوم سبائك مع جميع المعادن تقريبًا. السبائك الأكثر شهرة مع cuprum والمغنيسيوم (duralumin) والسيليكون (silumin).

يتكون الألمنيوم الطبيعي بالكامل تقريبًا من نظير مستقر 27Al مع آثار 26Al ، نظير مشع مع فترة  نصف عمر 720 ألف سنة ، تشكلت في الغلاف الجوي أثناء قصف نوى الأرجون بواسطة بروتونات الأشعة الكونية.

من حيث الانتشار في قشرة الأرض ، الأرض هي الأولى بين المعادن والثالثة بين العناصر ، في المرتبة الثانية بعد الأكسجين والسيليكون. محتوى الألومنيوم في قشرة الأرض معطيات  تراوحت مختلف الباحثين من 7.45 إلى 8.14 ٪ من كتلة قشرة الأرض.

في الطبيعة ، يحدث الألمنيوم ، بسبب نشاطه الكيميائي العالي ، بشكل شبه حصري في شكل مركبات. البعض منهم:

البوكسيت - Al2O3 · H2O (مع الشوائب SiO2 ، Fe2O3 ، CaCO3)

Alunites - (Na، K) 2SO4Al2 (SO4) 3Al (OH) 3

الألومينا (مخاليط الكاولين مع الرمل SiO2 والحجر الجيري CaCO3 والمغنسيوم MgCO3)

الياقوت (الياقوت ، الياقوت ، الصنفرة) - Al2O3

الكاولينيت - Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O

Beryl (الزمرد ، الزبرجد) - 3В · Al2О3 · 6SiO2

كريسوبريل (ألكساندريت) - BeAl2O4.

ومع ذلك ، في بعض ظروف الاختزال المحددة ، يكون تكوين الألمنيوم الأصلي ممكنًا.

في المياه الطبيعية ، يوجد الألمنيوم في شكل مركبات كيميائية منخفضة السمية ، على سبيل المثال ، فلوريد الألومنيوم. يعتمد نوع الكاتيون أو الأنيون ، أولاً وقبل كل شيء ، على حموضة الوسط المائي. تركيزات الألومنيوم في المسطحات المائية السطحية الاتحاد الروسي  يتراوح من 0.001 إلى 10 ملغم / لتر ، في ماء البحر 0.01 ملغم / لتر.

الألومنيوم (الألومنيوم) هو

الحصول على المسبوكات من سبائك الألومنيوم

التحدي الرئيسي الذي يواجه مسبك في منطقتنا البلد، يتضمن تحسينًا عامًا كبيرًا في جودة المصبوبات ، والذي يجب أن يجد تعبيرًا في انخفاض سماكة الجدار ، وتقليل بدلات التشغيل الميكانيكي وأنظمة تغذية البوابة مع الحفاظ على الخصائص التشغيلية المناسبة للعناصر المباعة. يجب أن تكون النتيجة النهائية لهذا العمل هي توفير الاحتياجات المتزايدة للهندسة الميكانيكية مع العدد اللازم من قضبان الصب دون زيادة كبيرة في إجمالي الانبعاثات النقدية للمسبوكات بالوزن.

صب الرمل

من الطرق المذكورة أعلاه من الصب في أشكال واحدة ، تلقى الأكثر استخداما في تصنيع المسبوكات من سبائك الألومنيوم الصب في أشكال الرمال الخام. ويرجع ذلك إلى انخفاض كثافة السبائك ، والقوة الصغيرة للمعادن على القالب ودرجات حرارة الصب المنخفضة (680-800C).

لتصنيع أشكال الرمل ، يتم استخدام القوالب والمزيجات الأساسية المصنوعة من رمال الكوارتز والطين (GOST 2138–74) ، والطين المصبوب (GOST 3226–76) ، والرابطات والمواد المساعدة.

يتم اختيار نوع نظام البوابات مع مراعاة أبعاد الصب ، وتعقيد تكوينه وموقعه في القالب. يتم إجراء قوالب الصب للمسبوكات ذات التكوين المعقد ذات الارتفاع الصغير ، كقاعدة عامة ، باستخدام أنظمة البوابة السفلية. مع ارتفاع المسبوكات العالية والجدران الرقيقة ، يفضل استخدام أنظمة البوابات الرأسية ذات فترات زمنية محددة أو مجتمعة. يجوز قولبة قوالب الصب الصغيرة في أنظمة البوابات العلوية. في الوقت نفسه ، يجب ألا يتجاوز ارتفاع جرب المعادن في تجويف القالب 80 مم.

لتقليل سرعة حركة الذوبان عند مدخل تجويف قالب الصب وفصل أفضل لمقتضيات الأكسيد المعلقة فيه وإدخالات الخبث ، يتم إدخال مقاومات هيدروليكية إضافية في أنظمة البوابات - فهي تقوم بتركيب شبكات (معدنية أو من الألياف الزجاجية) أو تصب عبر المرشحات الحبيبية.

يتم إحضار شجرة التنوب (وحدات التغذية) إلى أقسام رقيقة (جدران) من المسبوكات موزعة حول المحيط ، مع مراعاة وسائل الراحة ، وفصلها اللاحق أثناء المعالجة. إن توريد المعادن إلى العقد الضخمة أمر غير مقبول ، لأنه يتسبب في تكوين أغطية انكماش ، وزيادة خشونة وانكماش "الانخفاضات" على سطح المسبوكات. في القسم ، غالبًا ما تكون قنوات الرذاذ مستطيلة الشكل مع جانب عريض من 15-20 ملم وجانب ضيق بحجم 5-7 ملم.

السبائك ذات فترة التبلور الضيقة (AL2 ، AL4 ، AL) ، AL34 ، AK9 ، AL25 ، ALZO) عرضة لتشكيل أغطية انكماش مركزة في العقد الحرارية للمسبوكات. يستخدم على نطاق واسع تثبيت أرباح ضخمة لنقل هذه القذائف خارج المسبوكات. في حالة الجدران الرقيقة (4-5 مم) والمسبوكات الصغيرة ، تكون كتلة الربح أكبر 2-3 مرات من كتلة المصبوبات ، بالنسبة للمسبوكات ذات الجدران السميكة - ما يصل إلى 1.5 مرة. ارتفاع ربح  اختيار اعتمادا على ارتفاع الصب. على ارتفاع أقل من 150 ملم ، الارتفاع ربح  H-تقريبا. تأخذ على قدم المساواة إلى ارتفاع الصب نول. بالنسبة إلى المسبوكات الأعلى ، يتم اعتبار نسبة Nprib / Notl 0 ، 3 0 ، 5.

تم العثور على أكبر تطبيق في سبائك الألومنيوم الصب في الأرباح المفتوحة العلوية من المقطع العرضي أو البيضاوي. الأرباح الجانبية في معظم الحالات تجعل مغلقة. لزيادة كفاءة العمل الأرباح  يتم عزلها ، مملوءة بالمعدن الساخن ، تصدرت. عادة ما يتم الاحترار بواسطة لاصق على سطح شكل الأسبستوس ، يليه التجفيف باستخدام لهب غاز. السبائك مع فترة تبلور واسعة (AL1 ، AL7 ، AL8 ، AL19 ، ALZZ) عرضة لتشكيل مسامية انكماش منتشر. انكماش المسام التشريب مع الأرباح غير فعالة. لذلك ، في صناعة المسبوكات من السبائك المذكورة أعلاه ، لا ينصح باستخدام تركيب أرباح ضخمة. للحصول على مصبوبات عالية الجودة ، يتم بلورة الاتجاه ، باستخدام على نطاق واسع لهذا الغرض تركيب ثلاجات مصنوعة من الحديد الزهر وسبائك الألومنيوم. يتم إنشاء الظروف المثلى لبلورة الاتجاه عن طريق نظام بوابة فتحة عمودية. لمنع تطور الغاز أثناء التبلور ولمنع تشكيل مسامية انكماش الغاز في المصبوبات ذات الجدران السميكة ، يستخدم التبلور تحت ضغط 0 ، 4-0 ، 5 ميجا باسكال. لهذا ، يتم وضع قوالب الصب في التعقيم قبل صبها ، مملوءة بالمعادن والمسبوكات المتبلورة تحت ضغط الهواء. لتصنيع مصبوبات رقيقة الجدران (يصل ارتفاعها إلى 2-3 أمتار) ، يتم استخدام طريقة الصب مع التصلب الموجه على التوالي. جوهر الطريقة هو تبلور متسلسل من الصب من أسفل إلى أعلى. لهذا الغرض ، يتم تثبيت قالب الصب على طاولة المصعد الهيدروليكي ويتم استيفاء الأنابيب المعدنية التي تصل درجة حرارتها إلى ما بين 500 و 700 درجة مئوية ويبلغ قطرها 12-20 مم ، والتي تعمل بمثابة رافعات. يتم تثبيت الأنابيب بثبات في وعاء الرذاذ وتغطية الفتحات الموجودة فيها بالسدادات. بعد ملء كوب التنوب بالذوبان ، يتم رفع سدادات ، وتتدفق السبيكة عبر الأنابيب إلى آبار البقع الموصولة بتجويف القالب بواسطة نوابض ذات فترة زمنية محددة (مغذيات). بعد ارتفاع مستوى الذوبان في الآبار 20-30 مم فوق الطرف السفلي للأنابيب ، يتم تشغيل آلية خفض الجدول الهيدروليكي. تؤخذ سرعة خفض بحيث يتم ملء القالب تحت مستوى غمرته المياه ويتدفق المعدن الساخن باستمرار إلى الأجزاء العليا من القالب. يوفر ذلك صلابة اتجاهية ويسمح لك بالحصول على مسبوكات معقدة دون عيوب انكماش.

يتم صب أشكال الرمل بالمعدن من دلاء مبطنة بمادة مقاومة للحرارة. قبل التعبئة بالمعدن ، يتم تجفيف الدلاء المبطنة ببطانة طازجة ومكلسة عند درجة حرارة تتراوح بين 780 و 800 درجة مئوية لإزالة الرطوبة. أحافظ على درجة حرارة الذوبان قبل أن أسكب على مستوى 720-780 درجة مئوية. تمتلئ أشكال المسبوكات رقيقة الجدران مع ذوبان تسخينها إلى 730-750 درجة مئوية ، وبالنسبة للمسبوكات ذات الجدران السميكة إلى 700-720 درجة مئوية.

صب الجبس

يستخدم صب الجبس في الحالات التي يتم فيها وضع متطلبات عالية على المسبوكات للتأكد من دقتها ، ونظافة السطح واستنساخ أصغر التفاصيل للإغاثة. مقارنة بالرمل ، تتميز قوالب الجبس بمقاومة أعلى ودقة أبعاد وتحمل درجات حرارة عالية بشكل أفضل وتسمح بالحصول على مصبوبات ذات تكوين معقد بسماكة جدار يبلغ 1 ، 5 مم وفقًا للفئة 5-6 من الدقة. تصنع القوالب وفقًا لنماذج الشمع أو المعدن المطلي بالكروم. لوحات نموذج مصنوعة من سبائك الألومنيوم. لتسهيل إزالة النماذج من النماذج ، يتم تغطية سطحها بطبقة رقيقة من زيوت التشحيم بالكيروسين.

تصنع الأشكال الصغيرة والمتوسطة لسبائك رقيقة الجدران معقدة من خليط يتكون من 80 ٪ الجبس ، 20 ٪ الكوارتز رمل  أو الأسبستوس و 60-70 ٪ من الماء (حسب وزن المزيج الجاف). تركيبة الخليط للأشكال المتوسطة والكبيرة: 30٪ جبس ، 60٪ رمل، 10 ٪ من الأسبستوس ، 40-50 ٪ من الماء. لإبطاء الإعداد ، يتم إضافة 1-2 ٪ الجير المطفأ إلى الخليط. تتحقق القوة المطلوبة للأشكال عن طريق ترطيب الجبس اللامائي أو شبه المائي. لتقليل القوة وزيادة نفاذية الغاز ، تتعرض أشكال الجبس الخام للمعالجة الحرارية المائية - يتم الاحتفاظ بها في الأوتوكلاف لمدة 6-10 ساعات تحت ضغط بخار الماء من 0 ، 13-0 ، 14 ميجا باسكال ، ثم في الهواء لمدة 24 ساعة. بعد تعرض هذا النموذج لتجفيف الخطوة عند 350-500 درجة مئوية

سمة من أشكال الجبس هو الموصلية الحرارية المنخفضة. يجعل هذا الظرف من الصعب الحصول على مصبوبات كثيفة من سبائك الألومنيوم مع فاصل تبلور واسع. لذلك ، تتمثل المهمة الرئيسية في تطوير نظام البوابات لقوالب الجبس في منع تشكيل أغطية الانكماش والتخفيف وأغشية الأكسيد والشقوق الساخنة وتقلص جدران الجدران الرقيقة. ويتحقق ذلك من خلال استخدام أنظمة البوابات المتوسعة ، مما يوفر سرعة حركة منخفضة للذوبان في تجويف القوالب ، والموجود من خلال تقوية العقد الحرارية في اتجاه الأرباح بمساعدة الثلاجات ، من خلال زيادة مرونة القوالب عن طريق زيادة محتوى رمل الكوارتز في الخليط. يتم ملء مسبوكات رقيقة الجدران في قوالب تسخينها إلى 100-200 درجة مئوية عن طريق الامتصاص الفراغي ، والذي يسمح بملء التجاويف بسمك يصل إلى 0.2 مم. يتم الحصول على مصبوبات سميكة الجدران (أكثر من 10 مم) عن طريق صب القوالب في التعقيم. يتم بلورة المعدن في هذه الحالة عند ضغط 0 ، 4-0 ، 5 ميجا باسكال.

شل الصب

يتم استخدام صب القشرة بشكل مناسب في الإنتاج المتسلسل والواسع النطاق للمسبوكات ذات الأحجام المحدودة مع زيادة نظافة السطح ، ودقة أكبر في الأبعاد وأقل معالجة من صب الرمل.

تصنع قوالب القشرة باستخدام تزوير (250-300 درجة مئوية) من المعدن (الصلب) بطريقة القبو. يتم تنفيذ تزوير النموذج وفقًا لفئات الدقة 4-5 مع منحدرات صب من 0 ، 5 إلى 1 ، 5٪. تصنع الأصداف من طبقتين: الطبقة الأولى من خليط مع راتنج بالحرارة 6-10 ٪ ، والثانية من خليط مع راتنج 2 ٪. من أجل إزالة القشرة بشكل أفضل ، تمت تغطية اللوحة النموذجية بطبقة رقيقة من مستحلب الفصل (5٪ سائل سيليكون رقم 5 ؛ صابون غسيل 3٪ ؛ 92٪ ماء) قبل ملء رمل الصب.

لتصنيع أشكال القشرة ، يتم استخدام رمال الكوارتز الدقيقة التي تحتوي على 96٪ من السيليكا على الأقل. ويتم توصيل القوالب عن طريق الإلتصاق على مكابس الدبوس الخاصة. تكوين الغراء: 40 ٪ الراتنج MF17. 60 ٪ مارشاليت و 1 ، 5 ٪ كلوريد الألومنيوم (تصلب). يتم ملء النماذج المجمعة في حاويات. عند الصب في قوالب الصدفة ، يتم استخدام نفس أنظمة البوابات وظروف درجة الحرارة كما هو الحال عند الصب في أشكال الرمال.

انخفاض معدل تبلور المعدن في أشكال الصدفة وإمكانيات أقل لإنشاء تبلور اتجاهي ينتج عنه مصبوبات بخصائص أقل مما يحدث عند الصب في أشكال الرمال الخام.

فقدت صب الشمع

يستخدم صب الشمع المفقود لتصنيع المصبوبات بدقة أكبر (درجة 3-5) ونظافة السطح (فئة خشونة من 4 إلى 6) ، والتي تعتبر هذه الطريقة هي الطريقة الوحيدة الممكنة أو المثلى.

تصنع النماذج في معظم الحالات من مركبات البارافينوستيرين الفطرية (1: 1) عن طريق الضغط في قوالب معدنية (مسبقة الصنع) على النباتات الثابتة أو الدوارة. في صناعة المصبوبات المعقدة ذات أبعاد أكبر من 200 ملم ، من أجل تجنب تشوه النماذج ، تضاف المواد إلى تكوين كتلة النموذج التي تزيد من درجة حرارة تليينها (الانصهار).

يستخدم تعليق سيليكات الإيثيل المهدرج (30-40 ٪) والسيليكا المسحوقة (70-60 ٪) كطلاء حراري في صناعة قوالب السيراميك. يتم رش الكتل النموذجية بالرمل المكلس 1KO16A أو 1K025A. تجفف كل طبقة طلاء في الهواء لمدة 10-12 ساعة أو في جو يحتوي على أبخرة الأمونيا. تتحقق القوة اللازمة للشكل الخزفي بسمك غلاف يبلغ 4-6 مم (4-6 طبقات من الطلاء المقاوم للحرارة). لضمان ملء هادئ للقالب ، يتم استخدام أنظمة ذراع التمدد مع تزويد المعدن إلى أقسام سميكة والعقد الضخمة. يتم تغذية المصبوبات عادة من الناهض الهائل من خلال العدائين السميكين (المغذيات). بالنسبة للمسبوكات المعقدة ، يُسمح باستخدام أرباح ضخمة لتزويد الوحدات الضخمة العلوية بملءها الإلزامي من الناهض.

الألومنيوم (الألومنيوم) هو

يتم صهر النماذج من النماذج في ماء ساخن (85-90 درجة مئوية) ، محمض بحمض الهيدروكلوريك (0.5-1 سم 3 لكل لتر من الماء) لمنع تصبن الاستيرين. بعد ذوبان النماذج ، يتم تجفيف القوالب الخزفية عند درجة حرارة 150–170 درجة مئوية لمدة 1-2 ساعات ، وتوضع في حاويات ، مملوءة بالحشو الجاف ، وتكلس عند درجة حرارة 600 - 700 درجة مئوية لمدة 5-8 ساعات. صب يؤدي إلى أشكال الباردة والساخنة. يتم تحديد درجة حرارة التسخين (50-300 درجة مئوية) من القوالب عن طريق سمك الجدار من الصب. يتم ملء القوالب بالمعدن بالطريقة المعتادة ، وكذلك باستخدام القوة الفراغية أو الطاردة المركزية. يتم تسخين معظم سبائك الألومنيوم إلى 720-750 درجة مئوية قبل الصب.

البرد الصب

صب البرد هو الطريقة الرئيسية للإنتاج التسلسلي والكتل للمسبوكات من سبائك الألومنيوم ، والتي تسمح بمسبوكات من فئات الدقة 4-6 مع خشونة السطح من Rz \u003d 50-20 والحد الأدنى لسماكة الجدار من 3-4 مم يمكن الحصول عليها. عند الصب في قالب البرد ، إلى جانب العيوب الناجمة عن السرعات العالية للذوبان في تجويف القالب وعدم الامتثال لمتطلبات التصلب الاتجاهي (مسامية الغاز وأفلام الأكسيد وتخفيف الانكماش) \u200b\u200b، فإن الأنواع الرئيسية من الزواج ، والمسبوكات هي قلة الحشو والشقوق. الشقوق هي سبب الانكماش الصعب. غالبًا ما تحدث الشقوق في المسبوكات من السبائك مع فترة تبلور واسعة لها انكماش خطي كبير (1 ، 25-1 ، 35 ٪). يتم تحقيق الوقاية من تشكيل هذه العيوب من خلال الأساليب التكنولوجية المختلفة.

في حالة تزويد المقاطع السميكة بالمعادن ، يجب توفيرها لتغذية موقع الإمداد بتركيب رب التغذية (الربح). توجد جميع عناصر أنظمة البوابة على موصل البرد. يوصى بالنسب التالية للمناطق المستعرضة لقنوات sprue: للمسبوكات الصغيرة EFst: EFl: EFpit \u003d 1: 2: 3؛ للمسبوكات الكبيرة EFst: EFfl: EFpit \u003d 1: 3: 6.

لتقليل معدل دخول الذوبان في تجويف القالب ، يتم استخدام رافعات منحنية ، وألياف زجاجية أو شبكة معدنية ، ومرشحات حبيبية. تعتمد جودة المصبوبات من سبائك الألمنيوم على معدل ارتفاع الذوبان في تجويف القالب. يجب أن تكون هذه السرعة كافية لضمان ملء المقاطع الرقيقة من المصبوبات في ظل ظروف إزالة الحرارة المتزايدة وفي نفس الوقت لا تتسبب في نقص الوقود الناجم عن الخروج غير المكتمل للهواء والغازات من خلال قنوات التهوية والأرباح والاضطرابات وتدفق الذوبان أثناء الانتقال من الأجزاء الضيقة إلى الأجزاء العريضة. معدل ارتفاع المعدن في تجويف القالب أثناء القالب في قالب البرد أعلى إلى حد ما من عند صب القوالب الرملية. يتم حساب الحد الأدنى لسرعة الرفع المسموح بها بواسطة صيغ A. A. Lebedev و N. M. Galdin (انظر القسم 5.1 ، "صب الرمل").

للحصول على المسبوكات الكثيفة ، يتم إنشاء التصلب الاتجاهي ، كما هو الحال في صب الرمل ، من خلال الموقع المناسب للقالب في القالب وتنظيم إزالة الحرارة. وكقاعدة عامة ، توجد عقدة ضخمة (سميكة) من المسبوكات في الجزء العلوي من قالب البرد. هذا يجعل من الممكن التعويض عن الانخفاض في حجمها أثناء التصلب مباشرة من الأرباح المثبتة فوقها. يتم تنظيم شدة المشتت الحراري من أجل خلق التصلب الاتجاهي عن طريق تبريد أو تسخين أقسام مختلفة من القالب. لزيادة امتصاص المشتت الحراري محليًا ، تُستخدم على نطاق واسع إدخالات من قاطع موصل للحرارة ، فهي توفر زيادة في سطح تبريد قالب البرد بسبب الزعانف ، ويتم إجراء تبريد محلي للعفن بهواء أو ماء مضغوط. لتقليل شدة المشتت الحراري ، يتم تطبيق طبقة طلاء بسماكة 0 ، 1-0 ، 5 مم على سطح عمل قالب البرد. لهذا الغرض ، يتم تطبيق طبقة الطلاء بسمك 1-1.5 مم على سطح قنوات الرذاذ والأرباح. يمكن أيضًا إبطاء تبريد المعدن في الأرباح من خلال التسمك المحلي لجدران قالب البرد ، واستخدام العديد من الطلاءات منخفضة التوصيل للحرارة وتسخين الأرباح من خلال ملصق الأسبستوس. يؤدي تلوين سطح العمل لقالب البرد إلى تحسين مظهر المسبوكات ، ويساعد على التخلص من قذائف الغاز على سطحها ويزيد من متانة قوالب البرد. قبل الطلاء ، يتم تسخين قوالب البرد إلى 100-120 درجة مئوية. درجة حرارة التسخين المرتفعة بشكل مفرط غير مرغوب فيها ، لأن هذا يقلل من سرعة التصلب من المسبوكات والمدة الموعد الأخير  خدمة العفن البرد. التدفئة يقلل من الفرق في درجة الحرارة بين الصب والعفن وتوسيع القالب عن طريق تسخينه مع المعدن من الصب. نتيجة لذلك ، تظهر الضغوط الشدية التي تسبب التشققات في عملية الصب. ومع ذلك ، مجرد تسخين القالب لا يكفي للقضاء على احتمال حدوث تشققات. من الضروري إزالة الصب في الوقت المناسب من القالب. من الضروري إزالة القالب من قالب البرد في وقت أبكر من اللحظة التي تكون فيها درجة حرارتها مساوية لدرجة حرارة القالب البارد ، ويصل إجهاد الانكماش إلى أقصى قيمته. عادة ، يتم إزالة الصب في الوقت الذي يكون فيه قويًا للغاية بحيث يمكن تحريكه دون تدمير (450-500 درجة مئوية). في هذه المرحلة ، لم يكتسب نظام البوابات قوة كافية بعد ويتم إتلافه بسبب التأثيرات الضوئية. يتم تحديد وقت التعرض للقالب في القالب من خلال سرعة التصلب ويعتمد على درجة حرارة المعدن ودرجة حرارة القالب وسرعة الصب.

للقضاء على الالتصاق المعدني ، وزيادة عمر الخدمة وتسهيل عملية الاستخراج ، يتم تشحيم قضبان المعادن أثناء التشغيل. أكثر زيوت التشحيم شيوعًا هو تعليق الجرافيت المائي (3-5٪ من الجرافيت).

أجزاء من قوالب البرد التي تنفذ الخطوط العريضة للمسبوكات مصنوعة من الرمادي الحديد الزهر. يتم تعيين سمك الجدار لقوالب البرد اعتمادًا على سمك الجدار للمسبوكات وفقًا لتوصيات GOST 16237–70. يتم إجراء التجويف الداخلي في المسبوكات باستخدام المعدن (الصلب) وقضبان الرمال. تستخدم قضبان الرمل لتصميم تجاويف معقدة لا يمكن تصنيعها بقضبان معدنية. لتسهيل استخلاص المسبوكات من قوالب البرد ، يجب أن يكون للأسطح الخارجية للمسبوكات ميل منحدر يتراوح من 30 "إلى 3 درجات باتجاه الموصل. يجب أن يكون للأسطح الداخلية للمسبوكات المصنوعة من قضبان معدنية ميلًا لا يقل عن 6 درجات. لا يجوز السماح بالتحولات المفاجئة من المقاطع السميكة إلى الرقيقة في المسبوكات يجب أن يكون نصف قطر الانحناء 3 مم على الأقل ، ويبلغ قطر الثقوب التي يزيد قطرها عن 8 مم للمسبوكات الصغيرة ، و 10 مم للوسط المتوسط \u200b\u200bو 12 مم للقضبان الصب الكبيرة ، وتكون النسبة المثلى لعمق الحفرة إلى قطرها 0 ، 7-1.

تتم إزالة الهواء والغازات من تجويف قالب البرد باستخدام قنوات التهوية الموجودة في مستوى الموصل والمقابس الموضوعة في الجدران بالقرب من التجاويف العميقة.

في المسابك الحديثة ، يتم تثبيت قوالب البرد على آلات المسبك شبه الآلية ذات الوضع الواحد أو متعددة المواضع والتي يتم فيها إقفال وإغلاق قالب البرد ، وتركيب وإزالة قضبان ، وطرد وإزالة الصب. كما يتم توفير التحكم التلقائي لدرجة حرارة تسخين قالب البرد. ويتم ملء البرد على الآلات باستخدام موزعات.

لتحسين ملء التجاويف الرقيقة لقوالب البرد وإزالة الهواء والغازات المنبعثة أثناء تدمير المجلدات ، يتم إخلاء القوالب أو ملؤها بالضغط المنخفض أو باستخدام قوة الطرد المركزي.

ضغط الصب

صب الضغط هو نوع من صب البرد ، وهو مصمم لتصنيع المسبوكات كبيرة الحجم (2500 × 1400 مم) من نوع اللوحة بسماكة الجدار من 2-3 مم. لهذا الغرض ، يتم استخدام قوالب معدنية ، والتي يتم تثبيتها على آلات الصب والضغط المتخصصة مع التقارب من جانب واحد أو في اتجاهين من القوالب. السمة المميزة لطريقة الصب هذه هي الحشو القسري لتجويف القالب بتدفق ذوبان عريض عندما تقترب القوالب النصفية من بعضها البعض. في القالب لا توجد عناصر لنظام البوابة التقليدية. معطيات  تستخدم هذه الطريقة في إنتاج سبائك من السبائك AL2 و AL4 و AL9 و AL34 ، مع وجود فترة تبلور ضيقة.

يتم تنظيم معدل التبريد للذوبان من خلال تطبيقه على سطح العمل لأشكال تجويف الطلاء العازل للحرارة بسماكات مختلفة (0.05-1 مم). يجب ألا يتجاوز ارتفاع درجة حرارة السبائك قبل صبها ما بين 15-20 درجة مئوية فوق درجة حرارة السيولة. مدة تقارب الأشكال النصفية هي 5-3 ثوانٍ.

صب الضغط المنخفض

صب الضغط المنخفض هو شكل آخر من أشكال البرد. لقد تم استخدامه في تصنيع مسبوكات رقيقة الجدران كبيرة الحجم من سبائك الألومنيوم مع فترة تبلور ضيقة (AL2 ، AL4 ، AL9 ، AL34). وكذلك أثناء صب البرد ، يتم تصنيع الأسطح الخارجية للمسبوكات في شكل معدني ، ويتم إجراء التجاويف الداخلية في قلب معدني أو رمل.

لصناعة قضبان باستخدام خليط يتكون من 55 ٪ رمل الكوارتز 1K016A ؛ 13 ، 5 ٪ الرمال جريئة P01 ؛ 27 ٪ من السيليكا المسحوقة ؛ 0.8 ٪ الغراء البكتين. 3 ، 2 ٪ راتنج M و 0.5 ٪ الكيروسين. مثل هذا المزيج لا يشكّل احتراقًا ميكانيكيًا. تمتلئ النماذج بالمعادن عن طريق ضغط الهواء المجفف المضغوط (18-80 كيلو باسكال) الذي يتم توفيره لسطح الذوبان في بوتقة مسخنة إلى 720-750 درجة مئوية. تحت تأثير هذا الضغط ، يتم إزاحة الصهر من البوتقة إلى السلك المعدني ، ومنه إلى نظام البوابات ثم إلى تجويف القالب. تتمثل ميزة الصب المنخفض الضغط في القدرة على التحكم التلقائي في معدل الرفع المعدني في تجويف القالب ، والذي يسمح بالحصول على مصبوبات رقيقة الجدران أفضل من المصبوبات بالجاذبية.

تتم بلورة السبائك في الشكل تحت ضغط يتراوح من 10-30 كيلو باسكال قبل تشكيل قشرة معدنية صلبة و 50-80 كيلو باسكال بعد تكوين القشرة.

يتم الحصول على مزيد من المسبوكات الكثيفة لسبائك الألمنيوم عن طريق قولبة الحقن تحت ضغط منخفض مع الضغط الخلفي. يتم ملء تجويف القالب أثناء صب الضغط الخلفي بسبب اختلاف الضغط في البوتقة وفي القالب (10-60 كيلو باسكال). تتم بلورة المعدن في القالب عند ضغط 0 ، 4-0.5 ميجا باسكال. هذا يمنع إطلاق الهيدروجين المذاب في المعدن وتشكيل مسام الغاز. زيادة الضغط يساهم في تحسين تغذية وحدات الصب الضخمة. خلاف ذلك ، لا تختلف تقنية صب الضغط الخلفي عن تقنية صب الضغط المنخفض.

في عملية صب الضغط الخلفي ، تم دمج مزايا صب الضغط المنخفض وتبلور تحت الضغط بنجاح.

حقن صب

القوالب الصب من سبائك الألومنيوم AL2 ، ALZ ، AL1 ، ALO ، AL11 ، AL13 ، AL22 ، AL28 ، AL32 ، AL34 تنتج مصبوبات ذات دقة معقدة 1-3 تكوينات بسماكة الجدار من 1 مم فما فوق ، فتحات مصبوبة بقطر يصل إلى 1 ، 2 ملم ، يلقي الخيط الخارجي والداخلي مع الحد الأدنى من الملعب من 1 ملم وقطرها 6 ملم. نظافة السطح من هذه المسبوكات يتوافق مع فصول خشونة 5-8. يتم تصنيع هذه المصبوبات على الآلات ذات غرف الضغط الأفقية أو الرأسية الباردة ، مع ضغط ضغط معين يتراوح بين 30 و 70 ميجا باسكال. تعطى الأفضلية للآلات ذات غرفة الضغط الأفقية.

تقتصر أبعاد ووزن المسبوكات على إمكانات آلات قولبة الحقن: حجم غرفة الضغط ، وضغط الضغط المعين (ع) وقوة الإغلاق (0). يجب ألا تتجاوز منطقة الإسقاط (F) من الصب ، وقنوات sprue وغرفة الضغط على اللوحة المنقولة من القالب القيم المحددة بواسطة الصيغة F \u003d 0 ، 85 0 / p.

المنحدرات المثالية للأسطح الخارجية هي 45 درجة ؛ ل 1 درجة الداخلية. الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء هو 0.5-1 مم. يتم حفر ثقوب أكبر من 2.5 مم. يتم تشكيل المسبوكات من سبائك الألومنيوم ، كقاعدة عامة ، فقط على أسطح الهبوط. يتم تعيين بدل التشغيل مع مراعاة أبعاد الصب وتتراوح من 0 ، 3 إلى 1 ملم.

لتصنيع القوالب ، يتم استخدام مواد مختلفة. أجزاء من القوالب في اتصال مع المعدن السائل مصنوعة من الصلب ZX2V8 ، 4X8B2 ، 4XB2C ، لوحات تصاعد ومقاطع المصفوفات مصنوعة من الفولاذ  35 ، 45 ، 50 ، دبابيس ، البطانات وأعمدة توجيه - مصنوعة من الفولاذ U8A.

يتم توريد المعادن إلى تجويف القوالب باستخدام أنظمة البوابة الخارجية والداخلية. مغذيات يجلبون إلى مناطق الصب تخضع للآلات. يتم تعيين سمكها اعتمادًا على سمك جدار الصب في مكان التوريد والطابع المعطى لملء القالب. يتم تحديد هذا الاعتماد من خلال نسبة سمك وحدة التغذية إلى سمك جدار الصب. على نحو سلس ، بدون اضطراب وهواء ، يتم ملء القالب إذا كانت النسبة قريبة من واحدة. لقوالب الصب التي يصل سمكها إلى 2 مم. مغذيات لها سمك 0.8 مم ؛ مع سمك الجدار من 3MM. سمك المغذية 1 ، 2 مم ؛ بسماكة الجدار من 4-6 مم - 2 مم.

لاستلام الجزء الأول من الذوبان ، المخصب بإدراج الهواء ، توجد خزانات غسيل خاصة بالقرب من تجويف العفن ، والتي يمكن أن يصل حجمها إلى 20 - 40٪ من حجم الصب. تتصل الغسالات بتجويف القالب عن طريق القنوات التي يساوي سمكها سماكة المغذيات. تتم إزالة الهواء والغاز من تجويف القوالب من خلال قنوات التهوية الخاصة والثغرات بين القضبان (القاذفات) ومصفوفة القالب. يتم إجراء قنوات التهوية في مستوى الموصل الموجود في الجزء الثابت من القالب ، وكذلك على طول القضبان والقاذفات المتحركة. يفترض أن يكون عمق قنوات التهوية أثناء صب سبائك الألومنيوم 0.05 - 0.15 ملم ، ويتم توصيل عرض 10–0.0 ملم مع الغلاف الجوي لتحسين التهوية وقوالب تجويف الغسالة مع قنوات رقيقة (0–2-0.5 ملم). .

العيوب الرئيسية للمسبوكات التي يتم الحصول عليها عن طريق الحقن هي المسامية الهوائية (الغازية) الناتجة عن انثقاب الهواء بسبب انحباس الهواء بسرعات مدخل معدنية عالية في تجويف القالب ، وتقلص المسامية (أو القذائف) في الوحدات الحرارية. يتأثر تشكيل هذه العيوب إلى حد كبير بمعلمات تقنية الصب ، سرعة الضغط ، ضغط الضغط ، النظام الحراري للقالب.

تحدد سرعة الضغط طريقة ملء القالب. كلما زادت سرعة الضغط ، كلما تحرك الذوبان بشكل أسرع على طول قنوات البرك ، زادت سرعة مدخل الذوبان في تجويف القالب. تساهم سرعات الضغط العالية في ملء التجاويف الرفيعة والمستطيلة بشكل أفضل. ومع ذلك ، فهي سبب التقاط المعادن للهواء وتشكيل المسامية تحت القشرية. عند صب سبائك الألومنيوم ، يتم استخدام سرعات الضغط العالية فقط في تصنيع مسبوكات رقيقة الجدران معقدة. يمارس الضغط على الضغط تأثيرًا كبيرًا على جودة المسبوكات. كما يزيد ، تزداد كثافة المسبوكات.

يقتصر حجم ضغط الضغط عادةً على حجم قوة قفل الماكينة ، والتي يجب أن تتجاوز الضغط الذي يمارسه المعدن على المصفوفة المنقولة (pF). لذلك ، فإن ما قبل الطباعة المسبوكة للمسبوكات ذات الجدران السميكة ، والمعروفة باسم عملية Asigay ، له أهمية كبيرة. إن السرعة المنخفضة لمدخل المعدن في تجويف القوالب من خلال مغذيات القسم الكبير والضغط الفعال للذوبان المتبلور بمساعدة غطاس مزدوج تسمح بالحصول على مصبوبات كثيفة.

تتأثر جودة المصبوبات أيضًا بدرجة كبيرة من درجة حرارة السبيكة والعفن. في صناعة المصبوبات ذات الجدران السميكة ذات التكوين البسيط ، يتم صب المصهور عند درجة حرارة 20-30 درجة مئوية تحت درجة حرارة السائل. تتطلب المصبوبات ذات الجدران الرقيقة استخدام ذوبان ساخن فوق درجة حرارة السائل بمقدار 10-15 درجة مئوية. لتقليل قيمة الضغوط المتقلصة ومنع تكون التشققات في مسبوكات القالب ، يتم تسخينها قبل الصب. ينصح درجات حرارة التدفئة التالية:

سمك الجدار الصب ، مم 1-2 1-2 3-5 5-8

درجة حرارة التدفئة

قوالب ، ° С 250—280 200—250 160–200 120–160

يتم ضمان الاستقرار الحراري عن طريق التسخين (كهربائي) أو قوالب التبريد (الماء).

لحماية سطح العمل من القوالب من الالتصاق وتآكل الذوبان ، لتقليل الاحتكاك عند إزالة القضبان وتسهيل استخراج الصب ، يتم تشحيم القوالب. لهذا الغرض ، استخدم دهني (زيت مع الجرافيت أو مسحوق الألمنيوم) أو محاليل مائية (محاليل ملح ، مستحضرات تشحيم مبنية على الجرافيت الغروي).

يزيد بشكل كبير من كثافة المسبوكات من سبائك الألومنيوم أثناء الصب مع إخلاء القوالب. لهذا ، يتم وضع القالب في غلاف مغلق ، حيث يتم إنشاء الفراغ اللازم. يمكن الحصول على نتائج جيدة باستخدام "عملية الأكسجين". للقيام بذلك ، يتم استبدال الهواء في تجويف القالب بالأكسجين. عند السرعات العالية للمعادن في تجويف القالب ، مما يتسبب في مصيدة الأوكسجين بالذوبان ، لا يتم تشكيل المسامية تحت الإقحام في المصبوبات ، حيث يتم إنفاق كل الأكسجين المحتجز على تشكيل أكاسيد الألومنيوم المشتتة بدقة ، والتي لا تؤثر بشكل كبير على الخواص الميكانيكية للمسبوكات. يمكن أن تكون هذه المسبوكات المعالجة حراريا.

بناءً على متطلبات الشروط الفنية ، يمكن إخضاع سبائك الألمنيوم لأنواع مختلفة من التحكم: الأشعة السينية أو تنظير عيب جاما أو الموجات فوق الصوتية للكشف عن العيوب الداخلية ؛ الترميز لتحديد الانحرافات الأبعاد ؛ نيون للكشف عن تشققات السطح ؛ هيدرو أو هوائي تحكم لتقييم ضيق. يتم تحديد تواتر أنواع التحكم المدرجة وفقًا للشروط الفنية أو يتم تحديدها بواسطة قسم علماء المعادن الرئيسي للمصنع. يتم إزالة العيوب المحددة ، إذا سمحت بها الشروط التقنية ، باللحام أو التشريب. يستخدم الأرجون-قوس اللحام في underfilling اللحام ، والأصداف ، وهشاشة الشقوق. قبل اللحام ، يتم قطع المكان المعيب بحيث يكون لجدران الاستراحة ميل من 30 إلى 42 درجة. تخضع المسبوكات للتدفئة المحلية أو العامة إلى 300-350C. تتم التدفئة المحلية بواسطة لهب الأسيتيلين - الأكسجين ، ويتم التدفئة العامة في أفران الغرفة. يتم اللحام بنفس السبائك التي تصنع منها المسبوكات ، باستخدام قطب تنجستن غير قابل للاستهلاك يبلغ قطره 2-6 مم عند استهلاك  الأرجون 5-12 لتر / دقيقة. قوة التيار لحام عادة 25-40 ألف لكل 1 ملم من قطر القطب.

يتم التخلص من المسامية في المسبوكات بالتشريب باستخدام ورنيش الباكليت أو ورنيش الإسفلت أو زيت التجفيف أو الزجاج السائل. يتم الإشباع في غلايات خاصة تحت ضغط 490-590 كيلو باسكال مع التعرض الأولي للمسبوكات في جو نادر (1 ، 3-6.5 كيلو باسكال). تتم المحافظة على درجة حرارة السائل المشرب عند 100 درجة مئوية. بعد التشريب ، تجفف المصبوبات عند 65-200 درجة مئوية ، حيث يتشرب السائل المشرب ، ويعاد التحكم فيه.

الألومنيوم (الألومنيوم) هو

تطبيق الألومنيوم

تستخدم على نطاق واسع كمادة هيكلية. المزايا الرئيسية للألمنيوم في هذه النوعية هي الخفة ، مرونة الختم ، مقاومة التآكل (في الهواء يتم طلاء الألومنيوم على الفور مع فيلم Al2O3 دائم ، والذي يمنع أكسدة أخرى) ، الموصلية الحرارية العالية ، وعدم سمية مركباتها. على وجه الخصوص ، جعلت هذه الخصائص الألومنيوم شعبية للغاية في صناعة تجهيزات المطابخ ، ورقائق الألومنيوم في صناعة المواد الغذائية والتعبئة والتغليف.

إن العيب الرئيسي للألمنيوم كمواد هيكلية هو قوته المنخفضة ، لذلك ، عادةً ما يتم تنصهره بكمية صغيرة من الكبريوم والمغنيسيوم (يطلق على السبائك دورالومين).

إن الموصلية الكهربائية للألمنيوم أقل بمقدار 1.7 مرة من تلك الموجودة في cuprum ، في حين أن الألمنيوم أرخص بنحو 4 مرات للكيلوغرام الواحد ، ولكن بسبب كثافته 3.3 مرات ، فإنه يحتاج إلى وزن أقل بحوالي مرتين لمقاومة متساوية . لذلك ، يستخدم على نطاق واسع في الهندسة الكهربائية لتصنيع الأسلاك ، التدريع ، وحتى في الإلكترونيات الدقيقة في تصنيع الموصلات في الرقائق. يتم تعويض الموصلية الكهربائية المنخفضة للألمنيوم (37 1 / أوم) مقارنة مع الكبسوم (63 1 / أوم) بزيادة في المقطع العرضي لموصلات الألومنيوم. عيب الألمنيوم كمادة كهربائية هو وجود فيلم أكسيد دائم يجعل من الصعب لحام.

بسبب مجمع خصائصه ، فإنه يتم توزيعه على نطاق واسع في المعدات الحرارية.

يحتفظ الألومنيوم وسبائكه بقوتهم في درجات حرارة منخفضة للغاية. بسبب هذا ، يستخدم على نطاق واسع في التكنولوجيا المبردة.

يجعل معامل الانعكاس العالي بالإضافة إلى التكلفة المنخفضة وسهولة الرش من الألومنيوم مادة مثالية لتصنيع المرايا.

في إنتاج مواد البناء كعامل لتوليد الغاز.

يتم نقل مقاومة التآكل والمقياس إلى الفولاذ والسبائك الأخرى ، على سبيل المثال ، يتم استبدال صمامات ICE للمكبس ، وشفرات التوربينات ، وأبراج استرداد الزيت ، ومعدات التبادل الحراري ، والزنك.

يستخدم كبريتيد الألومنيوم لإنتاج كبريتيد الهيدروجين.

البحوث جارية لتطوير الألومنيوم الرغوي كمادة قوية وخفيفة الوزن بشكل خاص.

كعنصر من النمل الأبيض ، مخاليط ل aluminothermy

يستخدم الألومنيوم لتقليل المعادن النادرة من أكاسيدها أو هاليداتها.

الألومنيوم عنصر مهم في العديد من السبائك. على سبيل المثال ، في البرونز الألومنيوم ، والمكونات الرئيسية هي النحاس والألومنيوم. في سبائك المغنيسيوم ، غالبًا ما يستخدم الألومنيوم كإضافة. لتصنيع اللوالب في السخانات الكهربائية ، يستخدم fechral (Fe ، Cr ، Al) (مع سبائك أخرى).

قهوة من الألومنيوم "height \u003d" 449 "src \u003d" / images / الاستثمارات / img920791_21_Klassicheskiy_italyanskiy_proizvoditel_kofe_iz_alyuminiya.jpg "title \u003d" (! LANG: 21. صانع القهوة الإيطالي الكلاسيكي من الألومنيوم" width="376" />!}

عندما كان الألمنيوم غاليًا جدًا ، تم تصنيع العديد من عناصر المجوهرات منه. لذا ، طلب نابليون الثالث أزرارًا من الألومنيوم ، وتم تزويد ديمتري إيفانوفيتش مينديليف في عام 1889 بمقاييس بأوعية من الذهب والألومنيوم. مرت الموضة على الفور عندما ظهرت تكنولوجيات جديدة (تطورات) لإنتاجها ، مما قلل التكلفة عدة مرات. الآن يستخدم الألومنيوم في بعض الأحيان في صناعة المجوهرات.

في اليابان ، يستخدم الألومنيوم في صناعة المجوهرات التقليدية ، لتحل محلها.

يستخدم الألومنيوم ومركباته كوقود صاروخي عالي الكفاءة في وقود الصواريخ المكونين وكعنصر قابل للاشتعال في وقود الصواريخ الصلب. مركبات الألومنيوم التالية ذات أهمية عملية كوقود الصواريخ:

مسحوق الألومنيوم كوقود في وقود الصواريخ الصلبة. كما أنها تستخدم في شكل مسحوق وتعليق في الهيدروكربونات.

هيدريد الألومنيوم.

بورانات الألومنيوم.

ثلاثي الألومنيوم.

ثلاثي إيثيل الألومنيوم.

Tripropylaluminum.

يستخدم الألومنيوم ثلاثي الإيثيل (عادة ، إلى جانب ثلاثي إيثيل بورون) أيضًا في الاشتعال الكيميائي (أي ، كوقود انطلاق) في محركات الصواريخ ، لأنه يشعل نفسه في الأكسجين الغازي.

له تأثير سام طفيف ، لكن العديد من مركبات الألومنيوم غير العضوية القابلة للذوبان في الماء تظل في حالة الذوبان لفترة طويلة ويمكن أن يكون لها تأثير ضار على البشر والحيوانات ذات الدم الدافئ من خلال مياه الشرب. أكثر أنواع الكلوريد والنترات والأسيتات والكبريتات سمية ، بالنسبة للبشر ، الجرعات التالية من مركبات الألمنيوم (ملغم / كغم من وزن الجسم) لها تأثير سام عند تناولها.

خلات الألومنيوم - 0.2-0.4 ؛

هيدروكسيد الألومنيوم - 3.7-7.3 ؛

الشب الألومنيوم - 2.9.

يؤثر بشكل أساسي على الجهاز العصبي (يتراكم في الأنسجة العصبية ، مما يؤدي إلى اضطرابات شديدة في الجهاز العصبي المركزي). ومع ذلك ، فإن خاصية السمية العصبية للألمنيوم بدأت في الدراسة منذ منتصف الستينيات ، حيث أن آلية إفرازها تعرقل تراكم المعادن في جسم الإنسان. في ظل الظروف العادية ، يمكن إخراج ما يصل إلى 15 ملغ من العناصر يوميًا في البول. وفقا لذلك ، لوحظ أكبر تأثير سلبي في الأشخاص الذين يعانون من ضعف وظيفة إفراز الكلى.

وفقًا لبعض الدراسات البيولوجية ، تم اعتبار تناول الألمنيوم في جسم الإنسان عاملاً في تطور مرض الزهايمر ، ولكن تم انتقاد هذه الدراسات لاحقًا وتم دحض الاستنتاج حول علاقة أحدهما بالآخر.

يتم تحديد الخصائص الكيميائية للألمنيوم من خلال تقاربها العالي للأكسجين (في المعادن  الألومنيوم يدخل الأوكتيدرا الأوكسجين والتتراهدرا) ، التكافؤ المستمر (3) ، ضعف القابلية للذوبان في معظم المركبات الطبيعية. في العمليات الداخلية أثناء ترسيخ الصهارة وتشكيل الصخور البركانية ، يدخل الألومنيوم في الشبكة البلورية للفلدسبار والميكا والمعادن الأخرى - ألومينوسيليكات. في المحيط الحيوي ، يعتبر الألومنيوم مهاجرًا ضعيفًا ؛ وهو قليل في الكائنات الحية والغلاف المائي. في مناخ رطب ، حيث تشكل بقايا النباتات الغزيرة المتحللة العديد من الأحماض العضوية ، يهاجر الألومنيوم في التربة والمياه في صورة مركبات الغروية العضوية ؛ يتم امتصاص الألومنيوم بواسطة الغرويات ويرسب في الجزء السفلي من التربة. تعطل اتصال الألومنيوم مع السيليكون جزئيًا وتتشكل المعادن في أماكن في المناطق الاستوائية - هيدروكسيدات الألومنيوم - الألومنيوم البوهيميت ، والمغتربين ، والهيدرارجيليت. معظم الألومنيوم هو جزء من ألومينوسيليكات - الكاولينيت ، beidellite وغيرها من المعادن الطينية. تحدد الحركة الضعيفة التراكم المتبقي للألمنيوم في قشرة التجوية في المناطق المدارية الرطبة. نتيجة لذلك ، يتم تشكيل البوكسيت eluvial. في العصور الجيولوجية السابقة ، تراكمت البوكسيتات أيضًا في البحيرات والمنطقة الساحلية لبحار المناطق المدارية (على سبيل المثال البوكسيت الرسوبي في كازاخستان). في السهوب والصحاري ، حيث تكون المادة الحية شحيحة ، والمياه محايدة وقلوية ، بالكاد يهاجر الألومنيوم. وتتمثل أكثر هجرات الألومنيوم قوة في المناطق البركانية ، حيث تتم ملاحظة أنهار حمضي بقوة والمياه الجوفية الغنية بالألمنيوم. في أماكن نزوح المياه الحمضية مع القلوية - البحرية (في مصبات الأنهار وغيرها) ، يترسب الألومنيوم بتكوين رواسب البوكسيت.

الألومنيوم هو جزء من أنسجة الحيوانات والنباتات. في أعضاء حيوانات الثدييات ، تم العثور على 10-3 إلى 10-5 ٪ من الألومنيوم (لكل مادة خام). يتراكم الألومنيوم في الكبد والبنكرياس والغدة الدرقية. في المنتجات النباتية ، يتراوح محتوى الألومنيوم من 4 ملغ لكل 1 كجم من المادة الجافة (البطاطا) إلى 46 ملغ (اللفت الأصفر) ، في المنتجات ذات الأصل الحيواني - من 4 ملغ (عسل) إلى 72 ملغ لكل 1 كلغ من المواد الجافة (). في النظام الغذائي اليومي للإنسان ، يصل محتوى الألومنيوم إلى 35-40 ملغ. الكائنات المعروفة هي مركّزات الألومنيوم ، على سبيل المثال ، الديوك (Lycopodiaceae) ، التي تحتوي على ما يصل إلى 5.3٪ من الألمنيوم في الرماد والرخويات (Helix و Lithorina) ، حيث يوجد 0.2-0.8٪ من الألومنيوم في الرماد. تشكيل مركبات غير قابلة للذوبان مع الفوسفات ، والألمنيوم يعطل تغذية النباتات (امتصاص الفوسفات من الجذور) والحيوانات (امتصاص الفوسفات في الأمعاء).

المستحوذ الرئيسي هو الطيران. تصنع العناصر الأكثر تحميلا من الطائرات (الغلاف ، مجموعة تعزيز الطاقة) من duralumin. وفي الفضاء أخذت هذه السبائك. وحتى على سطح القمر جاء وعاد إلى الأرض. ومحطات "Luna" ، "Venus" ، "Mars" ، التي أنشأها مصممو المكتب ، والتي كان يرأسها جورج نيكولايفيتش Babakin (1914-1971) لسنوات عديدة ، لا يمكن الاستغناء عن خلائط الألمنيوم.

سبائك من الألومنيوم - المنغنيز والألومنيوم - نظم المغنيسيوم (AMTS و AMg) هي المادة الرئيسية لهيكل "صواريخ" عالية السرعة و "الشهب" - hydrofoils.

ولكن ليس فقط في الفضاء والطيران والنقل البحري والنهري ، وتستخدم سبائك الألومنيوم. يحمل الألومنيوم مكانة قوية في النقل البري. يشار إلى الاستخدام الواسع للألمنيوم في صناعة السيارات بهذه البيانات. في عام 1948 ، تم استخدام 3.2 كجم من الألومنيوم لكل واحد ، في 1958 - 23.6 ، في 1968 - 71.4 ، واليوم يتجاوز هذا الرقم 100 كجم. ظهر الألومنيوم والسكك الحديدية. و Express Express Express هو أكثر من 50٪ مصنوع من سبائك الألومنيوم.

يستخدم الألومنيوم بشكل متزايد في البناء. في المباني الجديدة ، غالبًا ما يتم استخدام عوارض قوية وخفيفة ، والأرضيات ، والأعمدة ، والسور ، والأسوار ، وعناصر أنظمة التهوية المصنوعة من سبائك أساسها الألومنيوم. في السنوات الأخيرة ، دخلت سبائك الألومنيوم في بناء العديد من المباني العامة والمجمعات الرياضية. هناك محاولات لاستخدام الألومنيوم كمادة تسقيف. هذا السقف لا يخاف من اختلاطات ثاني أكسيد الكربون من مركبات الكبريت ومركبات النيتروجين وغيرها من الشوائب الضارة ، والتي تكثف بشدة التآكل في الغلاف الجوي للحديد التسقيف.

كما سبائك الصب ، يتم استخدام السيلومينات - سبائك من نظام السيليكون الألومنيوم. تحتوي هذه السبائك على سيولة جيدة ، وتمنح انكماشًا وفصلًا صغيرًا (عدم التجانس) في المصبوبات ، مما يسمح بصب الأجزاء الأكثر تعقيدًا من خلال طريقة التشكيل ، على سبيل المثال ، أغطية المحرك ، ودوافع المضخة ، وأغطية الآلات ، وكتل محركات الاحتراق الداخلي ، والمكابس ، ورؤوس القمصان وقمصان الاسطوانة محركات المكبس.

الكفاح من أجل الانخفاض تكلفة  سبائك الألومنيوم كما تم تتويج مع النجاح. على سبيل المثال ، يكون السيلومون أرخص مرتين من الألمنيوم. عادة ، على العكس من ذلك ، السبائك أكثر تكلفة (للحصول على سبيكة ، تحتاج إلى الحصول على قاعدة نظيفة ، ثم صناعة السبائك للحصول على سبيكة). أتقن علماء المعادن السوفييت في مصنع دنيبروبيتروفسك للألمنيوم في عام 1976 إنتاج السيلومينات مباشرة من الألوميني سيليكات.

منذ فترة طويلة الألومنيوم معروفة في الهندسة الكهربائية. ومع ذلك ، وحتى وقت قريب ، كان نطاق الألومنيوم يقتصر على خطوط الكهرباء ، وفي حالات نادرة ، كابلات الكهرباء. صناعة الكابلات كان يهيمن عليها النحاس و الرصاص. كانت العناصر الموصلة لبناء الكابلات مصنوعة من قبة ، وغمد المعدن مصنوع من الرصاص  أو السبائك القائمة على الرصاص. لعقود عديدة (لأول مرة تم اقتراح الأغماد الرصاص لحماية الكابلات النوى في عام 1851) كانت المادة المعدنية الوحيدة لأغلفة الكابلات. إنه ممتاز في هذا الدور ، لكن ليس بدون عيوب - الكثافة العالية والقوة المنخفضة والندرة ؛ هذه ليست سوى العوامل الرئيسية التي جعلت الشخص يبحث عن المعادن الأخرى التي يمكن أن تحل محل الرصاص بشكل مناسب.

اتضح أن يكون الألومنيوم. يمكن اعتبار بداية خدمته في هذا الدور عام 1939 ، وبدأ العمل في عام 1928. ومع ذلك ، حدث تحول خطير في استخدام الألومنيوم في تكنولوجيا الكابلات في عام 1948 ، عندما تم تطوير تقنية تصنيع قذائف الألمنيوم وإتقانها.

كان النحاس أيضًا ، لعدة عقود ، المعدن الوحيد لتصنيع الموصلات الحية. أظهرت دراسات المواد التي يمكن أن تحل محل النحاس أن الألومنيوم يجب أن يكون مثل هذا المعدن. لذلك ، بدلاً من اثنين من المعادن ، أساساً لأغراض مختلفة ، دخل الألومنيوم تكنولوجيا الكابلات.

هذا البديل له العديد من المزايا. أولاً ، إن إمكانية استخدام غلاف الألومنيوم كقائد صفري يمثل توفيرًا كبيرًا للمعادن وخفضًا للوزن. ثانيا ، قوة أعلى. ثالثًا ، - سهولة التركيب ، وخفض تكاليف النقل ، وخفض تكاليف الكابلات ، إلخ.

تستخدم أسلاك الألمنيوم أيضًا لخطوط الطاقة العلوية. ولكن الأمر استغرق الكثير من الجهد ، والوقت لإجراء بديل معادل. لقد تم تطوير العديد من الخيارات ، ويتم استخدامها بناءً على الموقف المحدد. [يتم تصنيع أسلاك الألمنيوم ذات القوة المتزايدة والمقاومة الزحف المتزايدة ، والتي يتم تحقيقها عن طريق صناعة الماغنسيوم بنسبة تصل إلى 0.5 ٪ ، والسيليكون يصل إلى 0.5 ٪ ، والحديد يصل إلى 0.45 ٪ ، تصلب والشيخوخة. تستخدم أسلاك الفولاذ والألومنيوم ، وخاصةً لأداء الفواصل الكبيرة المطلوبة في الأماكن التي تتقاطع فيها خطوط الطاقة مع العديد من العقبات. هناك مسافات تزيد عن 1500 متر ، على سبيل المثال ، عند عبور الأنهار.

انتقال الألومنيوم كهرباء  تستخدم المسافات الطويلة ليس فقط كمادة موصلة. منذ أكثر من عشرة أعوام ونصف ، بدأ استخدام السبائك المصنوعة من الألومنيوم في تصنيع أعمدة خطوط النقل. أنها بنيت لأول مرة في منطقتنا البلد  في القوقاز. إنها أخف من الفولاذ بنحو 2.5 مرة ولا تتطلب حماية من التآكل. وهكذا ، شرد المعدن نفسه الحديد والنحاس والرصاص في الهندسة الكهربائية وتقنية نقل الكهرباء.

وهكذا أو ما يقرب من ذلك كان في مجالات أخرى من التكنولوجيا. في صناعات النفط والغاز والكيماويات ، أثبتت الخزانات وخطوط الأنابيب ووحدات التجميع الأخرى المصنوعة من خلائط الألمنيوم عن نفسها بشكل جيد. لقد حلوا محل العديد من المعادن والمواد المقاومة للتآكل ، مثل الخزانات المصنوعة من سبائك الكربون الحديدي ، المطلية بالداخل لتخزين السوائل العدوانية (قد يؤدي حدوث تصدع في طبقة المينا لهذا البناء الغالي إلى خسائر أو حتى وقوع حادث).

يتم استهلاك أكثر من مليون طن من الألومنيوم سنويًا في العالم لإنتاج الرقائق المعدنية. يتراوح سمك الرقاقة ، حسب الغرض منه ، بين 0.004 - 15 ملم. تطبيقه متنوع للغاية. يتم استخدامه لتغليف المنتجات الغذائية والصناعية المختلفة - الشوكولاته والحلويات والأدوية ومستحضرات التجميل ومنتجات الصور ، إلخ.

يستخدم احباط أيضا كمادة هيكلية. هناك مجموعة من المواد البلاستيكية المملوءة بالغاز - البلاستيك قرص العسل - المواد الخلوية مع نظام من الخلايا المتكررة بانتظام من الأشكال الهندسية العادية ، الجدران التي مصنوعة من رقائق الألومنيوم.

موسوعة بروكهاوس وإفرون

ما هو الألومنيوم

خفيفة الوزن ومتينة ومقاومة للتآكل والوظيفية - هذا المزيج من الصفات جعل الألومنيوم المادة الهيكلية الرئيسية في عصرنا. يقع الألومنيوم في المنازل التي نعيش فيها ، والسيارات والقطارات والطائرات ، حيث نغطي المسافات ، في الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر ، وعلى أرفف الثلاجات ، وفي التصميمات الداخلية الحديثة. لكن منذ 200 عام ، لم يكن يعرف الكثير عن هذا المعدن.

"ما بدا غير قابل للتحقيق لعدة قرون ، والذي كان بالأمس مجرد حلم جريء ، أصبح اليوم تحديا حقيقيا ، وغدا هو إنجاز".

سيرجي بافلوفيتش كوروليف
عالم ، مصمم ، مؤسس علم الفضاء العملي

الألومنيوم - المعدن الفضي الأبيض ، العنصر الثالث عشر في الجدول الدوري. إنه أمر لا يصدق ، ولكنه حقيقي: الألومنيوم هو أكثر المعادن وفرة على وجه الأرض ، ويمثل أكثر من 8 ٪ من إجمالي كتلة قشرة الأرض ، وهذا هو العنصر الكيميائي الثالث الأكثر وفرة على كوكبنا بعد الأكسجين والسيليكون.

في الوقت نفسه ، لا يحدث الألمنيوم في الطبيعة بشكله النقي بسبب نشاطه الكيميائي العالي. هذا هو السبب في أننا تعلمنا عنها في الآونة الأخيرة نسبيا. رسميا ، تم الحصول على الألومنيوم فقط في عام 1824 ، ومرت نصف قرن آخر قبل بدء الإنتاج الصناعي.

في معظم الأحيان في الطبيعة ، تم العثور على الألومنيوم في الشب. هذه معادن تجمع بين أملاحين من حامض الكبريتيك: واحدة تعتمد على فلز قلوي (الليثيوم ، الصوديوم ، البوتاسيوم ، الروبيديوم أو السيزيوم) ، والأخرى تعتمد على فلز المجموعة الثالثة من الجدول الدوري ، خاصة الألومنيوم.

يستخدم الشب اليوم في تنقية المياه ، والطبخ ، والطب ، والتجميل ، والصناعات الكيماوية وغيرها. بالمناسبة ، حصل الألومنيوم على اسمه بالضبط بفضل الشب ، والذي كان يسمى في اللاتينية alumen.

اكسيد الالمونيوم

والياقوت والصفير والزمرد والزبرجد من معادن الألمنيوم.
يتعلق الأولان بالإكسيد - وهذا هو الألومينا (Al 2 O 3) في شكل بلوري. لديها شفافية طبيعية ، وفي المرتبة الثانية بعد الماس. مصنوعة من الزجاج المقاوم للرصاص ، الكسور على الطائرات ، وشاشات الهاتف الذكي باستخدام الياقوت.
وواحدة من المعادن الأقل أهمية اكسيد الالمونيوم - يستخدم الصنفرة كمادة جلخ ، بما في ذلك لإنشاء ورق الصنفرة.

اليوم ، هناك ما يقرب من 300 مركب مختلف من معادن الألمنيوم معروفة - بدءًا من الفلسبار ، وهو المعدن الرئيسي الذي يتكون من الصخور على الأرض ، وحتى الياقوت أو الياقوت أو الزمرد ، وهي ليست شائعة جدًا.

هانز كريستيان أورستد (1777-1851) - عالم فيزياء دنماركي ، عضو فخري في أكاديمية العلوم بسانت بطرسبرغ (1830). ولد في مدينة Rudkörbing في عائلة صيدلي. في عام 1797 تخرج من جامعة كوبنهاغن ، في عام 1806 - أصبح أستاذاً.

ولكن بغض النظر عن مدى وجود الألومنيوم المشترك ، أصبح اكتشافه ممكنًا فقط عندما ظهرت أداة جديدة تحت تصرف العلماء ، مما يسمح بتقسيم المواد المعقدة إلى مواد بسيطة ، - التيار الكهربائي.

وفي عام 1824 م ، باستخدام عملية التحليل الكهربائي ، حصل الفيزيائي الدنماركي هانز كريستيان أورستد على الألومنيوم. كان ملوثا بشوائب البوتاسيوم والزئبق المتورطين في التفاعلات الكيميائية ، ولكن كانت هذه هي الحالة الأولى لإنتاج الألمنيوم.

باستخدام التحليل الكهربائي ، يتم إنتاج الألومنيوم اليوم.

المواد الخام لإنتاج الألومنيوم اليوم هي خام الألومنيوم آخر شائع في الطبيعة - bauxites. هذا صخرة طينية ، تتكون من تعديلات مختلفة من هيدروكسيد الألومنيوم المخلوط بأكاسيد الحديد ، السيليكون ، التيتانيوم ، الكبريت ، الغاليوم ، الكروم ، الفاناديوم ، أملاح كربونات الكالسيوم والحديد والمغنيسيوم - ما يقرب من نصف الجدول الدوري. في المتوسط \u200b\u200b، يتم إنتاج طن واحد من الألومنيوم من 4 إلى 5 أطنان من البوكسيت.

bauxites

اكتشف البوكسيت عام 1821 من قبل الجيولوجي بيير بيرتير في جنوب فرنسا. حصلت على سلالة اسمها تكريما لموقع لو باو (ليه بو) ، حيث تم العثور عليها. يتركز حوالي 90٪ من احتياطي البوكسيت في العالم في بلدان المناطق المدارية وشبه المدارية - في غينيا وأستراليا وفيتنام والبرازيل والهند وجامايكا.

من الحصول على البوكسيت الألومينا. هذا هو أكسيد الألومنيوم Al 2 O 3 ، الذي يحتوي على شكل مسحوق أبيض والذي يتم إنتاج المعدن بواسطة التحليل الكهربائي في مصانع الألمنيوم.

يتطلب إنتاج الألومنيوم كمية كبيرة من الكهرباء. لإنتاج طن واحد من المعدن ، هناك حاجة إلى حوالي 15 ميجاوات من الطاقة - يستهلك الكثير من المباني المكونة من 100 شقة لمدة شهر كامل ، وبالتالي ، فمن الأكثر منطقية بناء مصانع للألمنيوم بالقرب من مصادر الطاقة القوية والمتجددة. أفضل حل هو محطات الطاقة الكهرومائيةيمثل أقوى من جميع أنواع "الطاقة الخضراء".

خصائص الألومنيوم

يحتوي الألومنيوم على مزيج نادر من الخصائص القيمة. هذا واحد من أخف المعادن في الطبيعة: فهو أخف بثلاث مرات تقريبًا من الحديد ، لكنه قوي ، مطيل للغاية وغير قابل للتآكل ، نظرًا لأن سطحه مغطى دائمًا بأغشية أكسيد الأوكسيد النحيفة ، لكنها قوية جدًا. إنه لا يشبه المغناطيس ، ويوصل التيار الكهربائي تمامًا ويشكل السبائك مع جميع المعادن تقريبًا.

سهل

ثلاث مرات أخف وزنا من الحديد

متحمل

مقارنة في قوة الصلب

البلاستيك

قابلة لجميع أنواع الآلات

لا تآكل

فيلم أكسيد رقيقة يحمي من التآكل

تتم معالجة الألمنيوم بسهولة عن طريق الضغط ، سواء في حالة الطقس الساخن أو البارد. إنه يفسح المجال أمام المتداول والرسم والختم. الألومنيوم لا يحترق ، ولا يحتاج إلى تلوين خاص وليس ساما على عكس البلاستيك.

إن ليونة الألمنيوم عالية جدًا: فمن الممكن أن تصنع الألواح بسمك 4 ميكرون فقط وسلك نحيف. ورقاقة الألمنيوم الرفيعة جداً هي أرق ثلاث مرات من شعرة الإنسان. بالإضافة إلى ذلك ، مقارنة بالمعادن والمواد الأخرى ، فهي أكثر اقتصادا.

أدت القدرة العالية على تكوين مركبات بعناصر كيميائية مختلفة إلى العديد من خلائط الألمنيوم. حتى جزء صغير من الشوائب يغير بشكل كبير خصائص المعدن ويفتح مساحات جديدة لتطبيقه. على سبيل المثال ، يمكن العثور على مزيج من الألومنيوم مع السيليكون والمغنيسيوم في الحياة اليومية حرفيًا على الطريق - في شكل عجلات ألمنيوم ومحركات وعناصر هيكلية وأجزاء أخرى من سيارة حديثة. وإذا قمت بإضافة الزنك إلى سبائك الألومنيوم ، فربما تكون الآن تحتفظ به بين يديك ، لأن هذه السبائك تستخدم في تصنيع حقائب للهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية. وفي الوقت نفسه ، يواصل العلماء اختراع سبائك الألومنيوم الجديدة والجديدة.
احتياطيات الألومنيوم
  حوالي 75 ٪ من الألومنيوم المنتج على مدى الحياة الكاملة لهذه الصناعة لا يزال قيد الاستخدام.

المادة تستخدم الصور © Shutterstock و © روسال.

نوع الدرس. جنبا إلى جنب.

الأهداف:

التعليمية:

1. تفعيل معرفة الطلاب حول بنية الذرة ، والحواس المادية للرقم التسلسلي ، ورقم المجموعة ، ورقم الفترة باستخدام مثال الألومنيوم.

2. لتكوين المعرفة بين الطلاب أن الألومنيوم في حالة حرة لديه الخصائص الفيزيائية والكيميائية المميزة ، المميزة.

تطوير:

1. إثارة الاهتمام بدراسة العلوم من خلال تقديم تقارير تاريخية وعلمية موجزة عن الماضي والحاضر والمستقبل للألمنيوم.

2. الاستمرار في تشكيل مهارات البحث لدى الطلاب عند العمل مع الأدب والعمل المخبري.

3. لتوسيع مفهوم الكشف المبتري للهيكل الإلكتروني للألمنيوم ، الخواص الكيميائية لمركباته.

التعليمية:

1. لتعزيز احترام البيئة من خلال توفير معلومات حول الاستخدام المحتمل للألمنيوم أمس واليوم وغداً.

2. لتكوين مهارات العمل كفريق واحد لكل طالب ، لمراعاة رأي المجموعة بأكملها والدفاع عن أعمالهم المختبرية بشكل صحيح.

3. تعريف الطلاب بالأخلاقيات العلمية والأمانة واللياقة البدنية للعلماء الطبيعيين في الماضي ، وتوفير معلومات حول الكفاح من أجل الحق في أن يكون مكتشف الألومنيوم.

تكرار المادة التي تم تمريرها حسب الموضوعات القلوية والأرض القلوية M (التكرار):

ما هو عدد الإلكترونات على مستوى الطاقة الخارجية للأرض القلوية والقلوية م؟

ما هي المنتجات التي تتشكل عند التفاعل مع أكسجين الصوديوم أو البوتاسيوم؟ (بيروكسيد) ، هل الليثيوم قادر على إنتاج بيروكسيد كرد فعل للأكسجين؟ (لا ، يتكون أكسيد الليثيوم نتيجة للتفاعل.)

كيفية الحصول على أكاسيد الصوديوم والبوتاسيوم؟ (تحميص البيروكسيدات مع Me المقابلة ، Pr: 2Na + Na 2 O 2 \u003d 2Na 2 O).

هل تعرض المعادن الأرضية القلوية والقلوية حالات أكسدة سلبية؟ (لا ، إنهم لا يفعلون ذلك ، لأنهم عوامل خفض قوية.).

كيف يتغير نصف قطر الذرة في المجموعات الفرعية الرئيسية (من الأعلى إلى الأسفل) للنظام الدوري؟ (زيادة) ، ما علاقة هذا؟ (مع زيادة في عدد مستويات الطاقة).

أي من المجموعات المعدنية التي درسناها أخف من الماء؟ (في القلوية).

تحت أي ظروف يكون تشكيل الهيدريد في المعادن الأرضية القلوية؟ (في درجات حرارة عالية).

أي مادة الكالسيوم أو المغنيسيوم يتفاعل بشكل أكثر فعالية مع الماء؟ (يتفاعل الكالسيوم بشكل أكثر نشاطًا. يتفاعل المغنسيوم بنشاط مع الماء فقط عندما يتم تسخينه إلى 100 درجة مئوية).

كيف تختلف ذوبان هيدروكسيدات الفلزات القلوية في الماء من الكالسيوم إلى الباريوم؟ (الذوبان في الماء يزيد).

أخبرنا عن ميزات تخزين المعادن الأرضية القلوية والقلوية ، لماذا يتم تخزينها بهذه الطريقة؟ (نظرًا لأن هذه المعادن شديدة التفاعل ، يتم تخزينها في حاويات تحت طبقة من الكيروسين).

السيطرة على العمل على مواضيع القلوية والأرض القلوية M:

درس الدرس (دراسة المواد الجديدة):

المعلم:   مرحبا شباب ، اليوم نحن بصدد دراسة مجموعة IIIA الفرعية. قائمة العناصر الموجودة في المجموعة الفرعية IIIA؟

المتعلمين: ويشمل عناصر مثل البورون ، الألومنيوم ، الغاليوم ، الإنديوم والثاليوم.

المعلم:   ما هو عدد الإلكترونات التي تحتويها على مستوى الطاقة الخارجية ، حالة الأكسدة؟

المتعلمين: ثلاثة إلكترونات ، حالة الأكسدة +3 ، على الرغم من أن حالة الأكسدة +1 أكثر ثباتًا للثاليوم.

المعلم: تعتبر الخصائص المعدنية لعناصر مجموعة البورون الفرعية أقل وضوحًا بكثير من خصائص مجموعة البريليوم الفرعية. بور ليس م. في وقت لاحق ، داخل المجموعة الفرعية ، مع زيادة في الشحنة النووية M ، يتم تحسين الخصائص. Aل  - بالفعل M ، ولكن ليس نموذجي. هيدروكسيد لها خصائص مذبذب.

من بين المجموعات الفرعية الرئيسية للمجموعة الثالثة ، يعتبر الألومنيوم ذو أهمية قصوى ، وسوف ندرس خصائصه بالتفصيل. إنه أمر مثير للاهتمام بالنسبة لنا لأنه عنصر انتقالي.