每天早晨當我們從睡夢中醒來,開啟一天的生活及工作,總有一種東西像老朋友整天相伴,那就是鋁,它已經融入我們的生活中,到處都有它的身影。
鋁是地殼中含量最豐富的金屬元素,以鋁為主要材料加入其它金屬制造成的鋁合金,它具有輕盈,環保,耐腐蝕等諸多優良的性能,為我們提供了各種便利,有綠色金屬之稱的鋁有着良好的循環利用特性,一百年前生産的鋁直到今天還有70%左右還在為人類服務
在新能源的開發及利用中,鋁更是不可或缺,由鋁及鋁合金通過鑄造,鍛造,擠壓和壓延等工藝制造而成的産品廣泛使用,鋁的比重隻有鋼的三分之一,工業鋁擠壓材和鋁壓延材,正在逐漸替代鋼鐵成為交通運輸,建領域的基礎材料。
從高鐵車廂到船舶,從軍用到民用,鋁合金的使用在不斷增加,進入空間軌道的航天器重量每減輕1公斤,其發射費用就會節約十多萬 元。
節能減重在航天領域都是以克計算,航空航天領域已成為鋁合金材料的重要應用市場,汽車發動機,輪毂,車身,高鐵車身,機械設備及電力設備,以及日常用品,都是用鋁合金以達到輕量化的要求。
在遠古時期人類就開始用含鋁的粘土制成陶器,但由于鋁的氧化性能很弱,很難把它提煉出來,所以它在地球上的儲量比别的金屬多,但使用明顯比銅,鐵等金屬晚得多。
1825年德國化學家提煉出純度不高的灰色金屬鋁。
1854年法國化學家利用鈉作為還原劑,成功的制成了金屬鋁錠塊,在這之後的一段時間裡,鋁成為昂貴的材料,由鋁做成的産品隻有帝王貴族才能享用。
1884年在鋁中加入了其它金屬制成鋁合金材料,第一應用在建築中。
1908年美國公司發明了電工鋁合金,它的特點是硬度高,含銅量高,應用在高壓輸電線上。
後來又相繼發明了鑄造鋁合金,高強度鋁合金,它的應用範圍也在不斷的擴大。
鋁合金是以鋁為主要材料的合金總稱,主要的合金元素有銅,矽,鎂,鋅等,鋁合金具有抗腐蝕,易于加工,強度高,密度小等優點。
鋁合金具有耐腐蝕性,這是很多金屬都做不到的,由于鋁合金表面有一層堅硬的膜,這層膜覆蓋在鋁合金表面,使鋁合金與氧氣隔絕,随着時間的延長,這層膜還會不斷的增厚,如果這層膜遭到破壞還會重新生長出保護膜,使其鋁制品有良好的耐腐蝕性。當然還需要後期的表面處理配合才能讓鋁合金更加耐腐蝕。
很多人就認為鋁不會氧化,其實世界上沒有絕對不氧化的金屬,隻不過條件與程度不同而已,鋁合金如果表面保護膜遭到破壞,也會氧化。
鋁合金的缺點也很明顯,那就是太脆了,現在科學家研究出了新型鋁合金材料,鋁合金這個缺點正在被改變,通過在金屬的晶體結構中引入“斷層”,就可以極大的提升材料強度,除了讓新型鋁合金材料的強度與不鏽鋼差不多,這個特性還可以用于耐腐蝕塗層。
從微觀層來講金屬就是由一層層重複堆疊起來的晶體原子組成,當某一層缺失時,就會遭緻堆垛倒塌斷裂,有趣的是這些堆疊起來的斷層竟然能讓材料強度變得更高,這個特性引入到新型鋁材中,在增加材料強度和延展性的同時,還改善了它的熱穩定性,新産品有望在電子設備和車輛的耐腐蝕塗層上得到應用。
鋁合金這麼多優點,是怎麼加工成各種鋁合金産品的,現在使用比較多的是擠壓工藝和壓鑄工藝。
擠壓工藝是将鋁合金棒加熱到400℃左右,在擠壓機内通過給加熱的鋁合金棒一端施加壓力,另一端是相應形狀的模具,鋁合金從模具出來冷卻後就會變成鋁合金産品,這個過程就好像擠牙膏,不同的開口決定了擠出牙膏的形狀,擠壓出來的鋁合金産品主要作為建築型材。
壓鑄工藝是将鋁合金溶液,壓入到模具型腔内制成鑄件,先将鋁合金溶液放入壓室内,然後壓射沖頭前進,将鋁合金熔液壓入型腔。
鋁合金熔液凝固後,壓鑄模具打開,取出鑄件,壓鑄的鋁合金産品精度高,質量好,主要用于汽車,飛機,船舶上的零件。
鋁合金雖然有很好的抗氧化性能,但是為了更好的體現産品品質,增強使用和視覺效果,鋁合金也會做各種表面處理,主要有抛光,拉絲,電鍍,噴砂等進一步提高鋁合金的裝飾性和保護性。
在人們對低碳環保要求越來越高的今天,鋁合金已經成為很多金屬的替代品,它的低密度,高強度,易加工等優點,在汽車,高鐵,航空,船舶等領域應用越來越廣,鋁合金必将為人類的發展做出更大的貢獻。
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