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(huán)保,,耐腐蝕等諸多優(yōu)良的性能,為我們提供了各種便利,,有綠色金屬之稱的鋁有著良好的循環(huán)利用特性,,一百年前生產(chǎn)的鋁直到今天還有70%左右還在為人類服務(wù)。
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& s7 f$ u7 r+ }$ d7 R# y2 T7 U在新能源的開(kāi)發(fā)及利用中,,鋁更是不可或缺,,由鋁及鋁合金通過(guò)鑄造,鍛造,,擠壓和壓延等工藝制造而成的產(chǎn)品廣泛使用,,鋁的比重只有鋼的三分之一,工業(yè)鋁擠壓材和鋁壓延材,,正在逐漸替代鋼鐵成為交通運(yùn)輸,,建領(lǐng)域的基礎(chǔ)材料。 ! B- G) n$ e r6 F
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(jìn)入空間軌道的航天器重量每減輕1公斤,,其發(fā)射費(fèi)用就會(huì)節(jié)約十多萬(wàn) 元,。
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節(jié)能減重在航天領(lǐng)域都是以克計(jì)算,航空航天領(lǐng)域已成為鋁合金材料的重要應(yīng)用市場(chǎng),,汽車發(fā)動(dòng)機(jī),,輪轂,車身,,高鐵車身,,機(jī)械設(shè)備及電力設(shè)備,以及日常用品,,都是用鋁合金以達(dá)到輕量化的要求,。
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在遠(yuǎn)古時(shí)期人類就開(kāi)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(lái),,所以它在地球上的儲(chǔ)量比別的金屬多,,但使用明顯比銅,鐵等金屬晚得多,。1825年德國(guó)化學(xué)家提煉出純度不高的灰色金屬鋁,。 , Z9 |) h6 ~, q: g
1854年法國(guó)化學(xué)家利用鈉作為還原劑,成功的制成了金屬鋁錠塊,,在這之后的一段時(shí)間里,,鋁成為昂貴的材料,由鋁做成的產(chǎn)品只有帝王貴族才能享用,。
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1884年在鋁中加入了其它金屬制成鋁合金材料,,第一應(yīng)用在建筑中。
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1908年美國(guó)公司發(fā)明了電工鋁合金,,它的特點(diǎn)是硬度高,,含銅量高,應(yīng)用在高壓輸電線上,。
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后來(lái)又相繼發(fā)明了鑄造鋁合金,,高強(qiáng)度鋁合金,它的應(yīng)用范圍也在不斷的擴(kuò)大,。
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C- g5 r9 n; {4 |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,,硅,,鎂,鋅等,,鋁合金具有抗腐蝕,,易于加工,強(qiáng)度高,,密度小等優(yōu)點(diǎn),。
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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(jiān)硬的膜,,這層膜覆蓋在鋁合金表面,使鋁合金與氧氣隔絕,,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),,這層膜還會(huì)不斷的增厚,如果這層膜遭到破壞還會(huì)重新生長(zhǎng)出保護(hù)膜,,使其鋁制品有良好的耐腐蝕性,。當(dāng)然還需要后期的表面處理配合才能讓鋁合金更加耐腐蝕。 & S, S" n0 T' X; N3 h9 A6 o
很多人就認(rèn)為鋁不會(huì)氧化,,其實(shí)世界上沒(méi)有絕對(duì)不氧化的金屬,,只不過(guò)條件與程度不同而已,,鋁合金如果表面保護(hù)膜遭到破壞,也會(huì)氧化,。 x9 B2 W* U. e! O/ @
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8 A2 {* m; P5 V1 j0 ^4 h鋁合金的缺點(diǎn)也很明顯,,那就是太脆了,現(xiàn)在科學(xué)家研究出了新型鋁合金材料,,鋁合金這個(gè)缺點(diǎn)正在被改變,,通過(guò)在金屬的晶體結(jié)構(gòu)中引入“斷層”,就可以極大的提升材料強(qiáng)度,,除了讓新型鋁合金材料的強(qiáng)度與不銹鋼差不多,,這個(gè)特性還可以用于耐腐蝕涂層。
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從微觀層來(lái)講金屬就是由一層層重復(fù)堆疊起來(lái)的晶體原子組成,,當(dāng)某一層缺失時(shí),,就會(huì)遭致堆垛倒塌斷裂,有趣的是這些堆疊起來(lái)的斷層竟然能讓材料強(qiáng)度變得更高,,這個(gè)特性引入到新型鋁材中,,在增加材料強(qiáng)度和延展性的同時(shí),還改善了它的熱穩(wěn)定性,,新產(chǎn)品有望在電子設(shè)備和車輛的耐腐蝕涂層上得到應(yīng)用,。 " ^8 L1 L) E2 E) G
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鋁合金這么多優(yōu)點(diǎn),是怎么加工成各種鋁合金產(chǎn)品的,,現(xiàn)在使用比較多的是擠壓工藝和壓鑄工藝,。
8 s+ U* r' c3 j2 } ^擠壓工藝是將鋁合金棒加熱到400℃左右,在擠壓機(jī)內(nèi)通過(guò)給加熱的鋁合金棒一端施加壓力,,另一端是相應(yīng)形狀的模具,,鋁合金從模具出來(lái)冷卻后就會(huì)變成鋁合金產(chǎn)品,這個(gè)過(guò)程就好像擠牙膏,,不同的開(kāi)口決定了擠出牙膏的形狀,,擠壓出來(lái)的鋁合金產(chǎn)品主要作為建筑型材。 7 U$ {. F! @! h
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' p* U; }! c0 b* R1 q8 M壓鑄工藝是將鋁合金溶液,,壓入到模具型腔內(nèi)制成鑄件,,先將鋁合金溶液放入壓室內(nèi),然后壓射沖頭前進(jìn),,將鋁合金熔液壓入型腔,。 / U" H6 c$ N7 X2 P# `, F
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鋁合金熔液凝固后,壓鑄模具打開(kāi),,取出鑄件,,壓鑄的鋁合金產(chǎn)品精度高,質(zhì)量好,,主要用于汽車,,飛機(jī),,船舶上的零件。 3 |' T% o( N W* f# @0 `
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鋁合金雖然有很好的抗氧化性能,,但是為了更好的體現(xiàn)產(chǎn)品品質(zhì),,增強(qiáng)使用和視覺(jué)效果,鋁合金也會(huì)做各種表面處理,,主要有拋光,,拉絲,電鍍,,噴砂等進(jìn)一步提高鋁合金的裝飾性和保護(hù)性,。
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在人們對(duì)低碳環(huán)保要求越來(lái)越高的今天,鋁合金已經(jīng)成為很多金屬的替代品,,它的低密度,,高強(qiáng)度,易加工等優(yōu)點(diǎn),,在汽車,,高鐵,航空,,船舶等領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣,,鋁合金必將為人類的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。 ( t6 }( d6 {$ P9 q! M: \
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