鋁
鋁(粵拼:leoi5)係一隻金屬元素,符號係Al,原子序號係13,原子重量係26.9815386(8),屬於貧金屬。佢係銀色嘅,展性唔錯。鋁有好強嘅抗鏽能力,咁係因為鋁會喺表面形成一層氧化鋁作為防氧化層。由於鋁夠輕,耐用,又夠力,工業上有好多產品,例如建築材料同埋航空合金,都會用到鋁,所以佢響世界經濟都算舉足輕重。

特質 編輯
鋁係一種好軟同埋好輕嘅金屬。佢嘅表面同其他金屬唔同,比較暗啞,原因係因為當佢暴露喺空氣之中,表面會自動形成一層薄薄嘅氧化物。而呢層氧化鋁嘅溶點係比純鋁高啲啲嘅,佢會成為鋁嘅保護層,所以鋁有好好嘅抗鏽能力同埋好耐用。鋁呢種金屬係無毒同埋無磁性。純鋁可抵禦49MPa嘅拉力,而佢嘅合金更可以抵禦400MPa嘅拉力。至於密度,佢嘅密度大概係銅嘅三份一。如果將鋁整成為一塊鏡,呢塊鋁鏡相對於其他所有金屬嚟講,係200-400納米嘅紫外線,或者係3000-10000納米嘅遠紅外線係有最高嘅反射能力。咁要去到400-700納米嘅可見光範圍,佢嘅反射能力先會俾銀追過頭,而去到700-3000納米嘅近紅外線,就會俾金,銅同埋銀追過頭。佢係第二最容易變形嘅金屬(第一係金)同埋係第六最容易拉成金屬線嘅金屬。鋁同時間係一個好好嘅熱傳導體。
應用 編輯
鋁喺世界上嘅使用比率只係僅次於鐵,可想而知佢喺世界經濟入面有幾咁重要。
純鋁嘅強度唔高,但由於佢可以攞嚟做合金嘅可能性比起銅、鋅、鎂、錳或者矽都要高,所以而家市面上聲稱係鋁嘅嘢其實都係鋁合金,而純鋁嘅應用一般都會注重於佢嘅抗鏽性而唔係佢嘅強度或者硬度。
當鋁合金被機械高溫處理過後,強度會大大增加。由於經過處理嘅鋁合金嘅強度對重量嘅比例好高,所以佢就成為航空業嘅必需金屬。
鋁亦係一個好好嘅可見光反射體(99%)同埋紅外線反射體(95%)。應用化學氣相沉積呢種技術,鋁薄層可以喺一啲平面上面形成,從而成為一種光學表層或者一塊鏡面。呢層嘢重薄過鋁上面個啲氧化鋁,而且比起用銀沉積重無咁易刮花。差唔多所有而家用緊嘅鏡,都係喺塊玻璃嘅後面沉積鋁而造出嚟(後面鏡)。而望遠鏡都有應用到呢種技術,但就唔係將鋁沉積喺塊玻璃嘅後面而係前面(第一表面鏡),咁係因為要避免對內反射、折射同埋透明損失,但係呢種第一表面鏡係比起喺屋企用嗰種後面鏡更加容易整花。
鋁重應用咗喺好多方面,以下係其中幾種:
- 運輸(車、飛機、貨車、火車、地鐵、過海隧道、單車等等)
- 包裝(鋁罐、錫紙等等)
- 水嘅處理
- 醫魚嘅寄生蟲
- 建築(鋁窗、門、鐵閘、鋼筋等等)
- 消費耐用品(煮食用品等)
- 電纜、電線(雖然鋁比起銅平同埋輕,但佢無銅咁好嘅導電能力。好多地方都唔淮用鋁嚟做民用電纜,因為實在太嘥電)
- 超純鋁可以用嚟做電子配件同埋光碟
- 鋁粉可以用嚟做電鍍嘅媒介。而上底色去木質嘅表面,就可以應用薄鋁片。染色方面,薄鋁片重可以用嚟做防水層。
- 陽極處理過嘅鋁,喺依然穩定嘅情況下,可以承受比一般嘅鋁更多嘅氧化,提高佢嘅抗鏽能力。所以,好多物料例如建築材料同埋散熱片等,都會用到呢種鋁。
- 好多有半導體嘅電子零件,都對散熱有好大嘅需求,好似電腦嘅中央處理器同埋電晶體咁。雖然銅製嘅散熱片體積細而且效能比較好,但由於成本高同埋好難整,所以佢哋都好依賴鋁製嘅散熱片。
- 鋁會用嚟做舞台上士兵揸住嘅道具劍。
- 天然嘅氧化鋁會喺剛玉入面出現。
- 由於鋁嘅氧化作用會高度放熱,所以會用嚟做火箭嘅固體燃料、鋁鐵溶劑同埋製造煙花。
鋁喺極度低溫(1.2絕對溫度,即攝氏零下271.95度)之下,係一個超導體。
工程用途 編輯
熱力感應 編輯
家居電線 編輯
同銅相比,鋁嘅價錢比較低,但仍然擁有幾好嘅導電性,所以喺1960年代,鋁喺美國被廣泛咁用嚟做家居電線。不過,當時好多電線配備都唔啱鋁電線用,仔細啲講:
- 鋁有比較大嘅熱漲比率,當佢長時間通電之後,產生熱力令佢澎漲,引致連接電線間嘅鏍線輕脫,令個接線慢慢開始鬆。
- 當溫度慢慢上升嘅時候,純鋁重會有一個蔓延嘅趨勢,最後導致成個接線鬆晒。
- 當個接線鬆咗,就會發生電偶腐蝕,增加成個線路嘅電阻。
總括嚟講,呢啲特質令到嗰時嘅鋁電線同啲配件過熱而引致火警。自此之後,鋁電線就變得無咁多人用,而喺某啲比較細小嘅新建築物更加唔畀用。不過,如果啲電線配備係為鋁電線度身訂造嘅話,就可以避免過熱所引致嘅火警。呢類配備,舊式啲嘅會喺上面寫上"Al/Cu"(即係鋁/銅),而比較新式啲嘅會寫上"CO/ALR"。
歷史 編輯
相比起其他金屬,鋁比較遲發現。1808年堪富利戴維爵士第一次用到「Aluminum」呢個字,同埋開始嘗試生產鋁。1825年丹麥化學家漢斯奧斯特成功用鉀由氯化鋁入面還原出鋁:
1827年弗里德里希維勒用金屬鉀還原熔融嘅無水氯化鋁,得到比較純嘅金屬鋁單質。由於唔容易提取,當時鋁嘅價格重高過黃金。
德維爾響1846年純化咗維勒過程,並發表響1859年嘅一本書上面,咁樣十年內鋁嘅價格跌咗九成。
1886年查理斯馬丁霍爾同保羅埃魯各自獨立發現咗電解制鋁法,後世將佢叫霍爾-埃魯法。1889年卡爾約瑟夫拜爾繼續改良咗呢個過程。呢種方法到咗今時今日都重係大規模工業生產鋁嘅主要手段。
分離鋁 編輯
同位素 編輯
自然分佈 編輯
鋁元素響地殼中嘅含量排第一,佢係白色、軟、易加工,金屬鋁嘅熔點係攝氏660度,係重要嘅工業原料。
毒性防備措施 編輯
化學特性 編輯
鋁期貨 編輯
睇埋 編輯
參考 編輯
- Los Alamos National Laboratory – Aluminum
- World Wide Words A history of the spelling of aluminium from a British viewpoint.
- Oxford English Dictionary Entries "aluminum" and "aluminium", available by subscription: http://www.oed.com
- Brown, T.L.;Burdge, J.R.;Bursten, B.E.;LeMay, H.E. Jr..Chemistry The Central Science, 9thed.;Pearson Educations: New Jersey, 2003; pp 927-928.
連出去 編輯
- WebElements.com – Aluminium
- World Aluminium
- World production of primary aluminum, by country
- Social and Environmental Impact of the Aluminium Industry
- Sam's Aluminium Information Site (Mirror)
- History of Aluminium
- Market Price of Aluminium
- Early Patents on Aluminium Manufacture
- The Oberlin Heritage Center-Learn about Charles Martin Hall's discovery.
- Alu-Scout
- AluMatter, a new interactive e-learning tool for aluminium science and technology
- Many useful informations about Aluminium science, technologies, applications, alloys, contacts, e.t.c.
- The Aluminium Automotive Manual of the EAA - All you need to know about Aluminium and its application in passenger cars
- Aluminum Mining page from InfoMine
- 專利
- US 400664 – Process of reducing aluminium from its fluoride salts by electrolysis – C. M. Hall ; (Tiff Viewer required)
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