Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 1 (1110090), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Модификация и-А1,О, встречается в природе в виде минерала корунда, к-рый часто содержит в растворенном виде 2!2 ллюминия ия Окслл -16756 -1657 6701! — В! 259 (44 743 -405 697 »ОШ 533 2! В 215 257 658 256 946 280 КИ о А1,Оь ° А(,О, АЮ (газ) А!О! (гвз) А1»О (гм) А(,О, (газ) 79 033* 82 72 »ОЫ» 44 479 5! 267 60 960 250-300 'С 566 — 866 'С ПОО 'С (вббсиг — а Х-А!20» — м- и -А(20» ов 180 'С 850 'С 1056 'С !200 'С Бела! — —,м 7-А)203 — ~.
8-А!70» 8" А1203 — ~ и-А(20» 1 306 — 500 'С са 180 'С 290- 460'С 230 — 260 'С 850 'С Бавсри! — — м" 71 (кав т! + У ) - А (7 0 з Дкасвср термОдииАмичеакия свойства ОкаидОВ Алюминия а' Дж((моль К) 5!м,алям ль К) 67)809 клж)мозь ' Длв жалкости а, 1629 Дж((моль К) окснды др металлов, придающих ему разл окраску Прозрачные окрашенныс кристаллы-драгоценные камни (сапфиры, рубины и др) Корунд м б получен искусственно в результате термич разложения ромбич модификации А1ООН вЂ” диаспора или полиморфных переходов метастабильных форм А!20» (7, 7( и т д), к-рые образуются при разложении кристаллич модификаций А)(ОН),-гиббсита и байерита и А!ООН-бсмита (см Алюминия гы!)роланд) Эти процессы м б представлены след схемой Модификация у-А1,0» имеет тетрагон кристаллич решетку типа шпинелй (0=0,5б2 им, с 0,780 им), плоти 3,3-3,4 г(см», содержит структурно связанную воду в колве 1-2% Существует также аморфный А о -алюмогел)ч образующийся при обезвоживании гелеобразного А!(ОН), и представляющий собой пористое, иногда прозрачное в-во А о не раста в воде, хорошо раста в расплавленном криолите Амфотерен С )ЧН» Н,О не реагирует Хим активноать сннгетич А о сильйо уменьшается с повышением т-ры сго получения Прир и искусственный (образовавшийся выше !200'С) корунд на воздухе при обычных условиях химически ю!ертны и негигроскопичны Ок 1000'С интенсивно взаимод со щелочами и карбонатами щелочных металлов, давая алюминаты Медленно реагирует с 8»О» и кислйми ишаками с образованием алюмосиликатов Прй сплавлении взаимод с КНБО4 Корунд, образовавшийся из диаспора при 500 — 000*С, взаимод также с р-рами к-т и щелочей Алюмогель и у-А1,О, полученный при обжиге гидроксидов А( при 550'С, весьма гигроскопичны и химически активны, реагируют с р-рами к-т и щелочей Сырье для получения А о — бокситы, нефелины, алуниты и др (см Алюминий) При соотношении в рудах А1,О» 8!О» > б-7 их перерабатывают по способу Байера (осн метод), при А1»О, 8!Оз <б (высококремниатое сырье)- спеканием с известью и содой По способу Байера измельченный в шаровых мельницах боксит вышелачивают в автоклавах оборотным щелочным р-ром алюмината )Ча (после вьщеления из него части А!,О,) при 225 — 250'С При этом алюминий переходит в р-р в виде алюмината )Ча В случае бокситов, содержащих гиббсит, выщелачнвание можно производить при ! 05 'С и обычном давлении в аппаратах с мешалкой Алюминатные р-ры разбавляют водой, отделяют шлам и подвергают разложению в аппаратах с мешалкой или эрлифтом 30-70 ч, причем выделяется ок »/з образовавшегося при этом А1(ОН), Его отфильтровывают и прокаливают во вращающихся печах или в кипящем слое при 1200'С В результате получается глинозем, содержащий 15-00;,У, и-А! О, Маточный р-р упаривается и поступает на вышелачивайие новой партии боксита По второму способу высококремнистую измельченную руду (нефелин и др) смешивают с содой и известняком и опекают во вращающихся печах при 1250-1300'С Полученную массу выщелачива»от водным щелочнмм р-ром, р-р алюмииата (Ча отделяют от шлама, затем освобождают от $!О„осаждая его в автоклаве при давлении ок О,б МПа, а затем известью при атмосферном давлении, и разлагают алюминат газообразным СО Полученный А1(ОН)» отделяют от р-ра и прокаливают при т-ре ок 1200*С При переработке нефелина, помимо глинозема, получают 1ча,СО», К,СО» и цемент При произ-ве глинозема из алунитов одновременно получают Н»804 и К»804 Алуннтовую руду обжигают при 500-580'С в восстановит атмосфере и обрабатывают р-ром )ь(ООН по способу Байера Монокристаллы выращивают »анной плавкой, по методу Вернейля или Чохральского Синтетич и-А1»О» -промежут продукт в произ-ве А! (осн область использования), огнеупорный и абразивный материал Его применяют также при почучении ксрамич резцов, электротехн керамики Монокристаллы-лазерный материал, опорные камни часовых механизмов, ювелирные камни Прир корунд — абразивный (корундовые круги, наждак) и огнеупорный материал Алюмогель, 7-А!,О, и его смесь с т)-А1,Π— адсорбенты для осушки газов (напр, Й„Аг, С,Н,) и жидкостей (ароматич углеводородов, керосина и др), в хроматографии, катализаторы (например, дегидратации спиртов, изомеризации олефииов, разложении Нзб), ноантели для катализаторов (напр, Со — МОО„Р((, Р!) Мировое произ-во А о ок 30 млн т/год (1980) Известны также и другие А о (см табл ), существующие в газовой фазе л и чалый В и гилрооюси металлов к 1972 атросале и свойства алсорбситов и «ага!и»вторив лср с влгл м 7973 прои»вою»во глиаомма 2 юл М !978 Зааольскил А К авраам!стоглав лереработка высококрсм иистого алммииисвого смрьа К„ 198! и Л Ки узкеки Ю Л Вола ое АЛЮМИНИЯ СПЛАВЫ, отличаются малой плотностью (до 3,0 г(см»), хорошими технол св-вами, высокими коррозионной стойкостью, теплопроводноатью, злектрич проводимостью, жаропрочностью, прочностью и пластичностью при низких т-рах, хорошей светоотражат способностью На иэделия из А с легко наносятся защитные и декоративные покрьпия Сплавы легко обрабатываются резанием и свариваются контактной сваркой, а нек-рые и сваркой плавлением Разнообразие св-в А с обеспечивается введением присадак Мй, Сп, Кп, 8(, Мп, Уг, Сг, Ь(, Сб, Се, образующих с А! твердые р-ры и интерметаллиды, напр (т(8»81, СоА1„ СпМЕА!2, А!,1.»М8, Сп1лА1„служащие упрочпяющей фазой До 1940 наиб цримсненне имели сплавы А1-Сн — Мй (дуралюмины), А!-Мй (магналии), А!-8! (силуминыы), А1-Мй — 8! (авиали) Впоследствии быстрое развитие получили высокопрочные сплавы А1-2п-МЕ-Сп, криогенные и жаропрочные А1- Сп — Мп, жаропрочные А1-Се, сплавы пониж плотности А1-Мй — 1.(, А!-Сп — Ь(, А!-Сп — Мй — Ь), порошковые и гранульные По способу обработки различают деформируемые и литейные А с Первые подвергают горячей и холодной обработке давлением-прокатке, прессованию, ковке нли штамповке, волочснию Из них получают плиты, листы, профили, прутки, поковки, проволоку Из литейных А с методами л(пья в земляные, карканью или металлич (кокильные) формы, а также литья под даш!ением изго!авливают фасонные отливки Произ-во А с в капиталиатич странах составило 10,8 млн т(год (1983) Дефермируемые сплавы.
Эти А с могут быть подвергнуты упрочнснню закалкой с послед старением -естественным (при комнатной т-ре) или искусственным (при повыш т-ре) В результате закалки образуется пересыщенный твердый р-р легирующих элементов в алюминии, из к-рого 213 214 Табл. 1-СВОЙСТВА ДЕФОРМИРУЕМЬУХ СПЛАВОВ АЛЮМИНИЯ Относит. Ударна» .М нуль упруго- Оп ст щ Вс сти, МПа МПа Хп и Мп Сг Ог С 0,2-0,6 «0,1 п аам п амшсннон пластнтности 1.6-2,6 0,4-0,9 <0,1 <ол <0,2 < 0,7 170-270 250 гяа 2,71 <0,4 0,3-0,7 <005 <04 <0,5 7! ПП 71060 !8 12 225 Сплаам средней прочности <0,4 7 НПΠ— Ч0.7 7ЭХО О! 1,6-2 6 0,5-0,8 0,4-0,6 50 2,64 1Э 2,75 8 2,47 15-50 2,35 Ю 2,85 2.69 9 2,80 14-15 2,65 5 6-6,8 0,4-0.8 <ох <0,3 160 250 15 7 <0,4 07 1,2 Уву 57О С лавы поииланноп плотности 008-015 <02 18-25 Ы 77000 — .02 26-22 В» 1ЭХО-1ПУЮ 420 420 < 0,05 <0,15 4,5 ',0 4,2-5,5 270 270 5 ю .0,5 Вмсоаопрочимс сплавы 0,2-41,6 0,10-0.25 40,5 — 68000-72000 <05 «01 ПОП5 01-02 Хг ТИСО 1,6-2,6 2,5-5,0 5,0-7,0 6.0-0,0 1,4-2,0 2.0 26 <0.5 <О,г 500-570 650 430-510 580 а Жаропрачнма сплавы <0,1 О,6-1,4 06- 1,4 Ю удпп 1,2-1 П 1,9-2.7 <0.5 Я 02 260-550 <0,55 580-4 Ю Крногснимс спинам <0 У Цууь 71070-755Ш 0,25 Ъ <од 5,6 6,6 0,2-0,4 430-560 угв- Ио 6-1О <о,г 215 216 при старении выделяется избыток растворенных элементов в вуще зон, метастабильных фаз и стабильных интерметаллидов.
Нек-рые А,со в частности содержащие Сг, Мп, 7г и Ге, способны закалнваться из жидкого состояния; при этом концентрация элементов в пересыщенном твердом р-ре может существенно превосходить максимальную равновесную для твердого состояния. Дополнит, упрочнение деформируемых А.с. достигается применением нагартовки -холодной прокатки или растяжения полуфабрикатов. Эта операция исполюуется для улучшения мех. св-в термически неупрочняемых сплавов, прн этом повышаются прочностные св-ва и особенно предел текучести, а пластичность снижается.
Для термически упрочняемых А.с. нагартовка производится после закалки перед старением либо после старения; в результате повышаются прочностные св-ва при сохранении прежней вязкости разрушения. Полуфабрикаты нз деформируемых А.с. изготавливают из слитков, получаемых методом непрерывной отливки с непосредств. охлаждением водой. Существенное повьппение пластичности и вязкости разрушения термически упрочняемых А.с. достигается снижением содержания Ге до 0,12 — О,! 5% и Я до 0,1% в сплавах повыш. чистоты и до сотых допей.% в очень чистых сплавах. Св-ва деформируемых А.с. приведены в табл.
1, Деформируемые А.с. по величине Ор, разделяют на сплавы низкой (менее 300 МПа), средней (300 — 480 МПа) и высокой (выше 480 МПа) прочности. К первым относят А!-Мп, большинство магналиев, А! — М8 — Я. Из них изготавливают фольгу для консервных банок, пробок, молочных флаг, электропровода, оконные рамы, окантовки лверей и др. Сплавы средней прочности — дуралюмины, ковочные А1-Сп-МЕ и А! — Сп — МŠ— 81, жаропрочные ковочные А1- Сп-МЕ-Ге — )ьй, криогенные и жаропрочные свариваемые А1-Сп — Мп, сплавы пониженной плотности А) — (4 — М8. Эти сплавы используют лля изготовления осн.
элементов несущих конструкций (работающих при комнатной и повышенной т-рах и в криогенной технике), элементов двигателей внутр. сгорания, газотурбинных двигателей и др. Высокопрочные сплавы А1-Хп — МŠ— Сп, А! — СцМŠ— Ы и А! — Сп-(41 используют в сильно нагруженных конструкциях. Порошковые и грапульньге А.с.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
