博文
铝
精选
|||
铝是一种银白色的“两性金属”，可以与酸和碱发生反应。其实称之为“两性”有些不准确，动物界分雌雄，材料界分金属和非金属。由此金属间化合物为两性才合适啊。铝在与酸和碱的反应中，均是贡献电子，那可是纯爷们，虽然有些发育不良，那是后话。单用两性描述终究不合适，用“两面”恰当否？无间道啊！无间道的还不少，常说的就包括锌、锡、铅等。
铝原子序数13，ⅢA族金属元素，符号Al，密度2.70吨/立方米，熔点660℃，瑞典化学家贝采里乌斯为其命名，但瑞典人没有真正制造出铝。1827年，德国人武勒用钾还原的方法，制备出一点Aluminum，贵的吓死人。传说拿破仑三世宴客时候，自己独享铝具，其他只能用金银具。哈哈，如这哥们穿越到现在，不知啥感觉？常用铝餐具，容易得老年痴呆（网上说的，不可证）。后来，拿破仑三世把铝餐具赏给了巴赞（我猜的），并封做元帅，两个痴呆对抗德意志，结果被俘，客死他乡。脑子不好使，与长期使用铝餐具有关？呵呵，跑题了！
炼铝要矿石，咱家的矿石量不少，排名第七，前面有几内亚、澳大利亚、牙买加等。咱家电解铝产能连续12年世界第一，年产原铝大约2000万吨，整体产品处于净出口态势。矿石种类包括铝土矿、明矾石、霞石、粘土等，其中铝土矿应用量占90%。目前除俄罗斯部分用霞石矿，其他都用铝土矿炼铝。铝土矿是氧化铝结晶水合物（Al2O3·nH2O），容易与高岭石（Al4(Si4O10)OH8）、蛋白石（SiO2·nH2O）、赤铁矿（α-Fe2O3）共生存在。就像毒蛇容易陪伴灵芝草，丑男容易伴美女，自然规律啊。
为了把Al提炼出来，利用了无间道精神。用碱液分离铝土矿的氧化铝，转化为铝酸盐，将不溶的其它矿物质分离出来，然后将氢氧化铝结晶出来，煅烧后获得氧化铝，熔融电解获得Al。由于氧化铝熔点高（2050摄氏度），加入冰晶石（Na3AlF6）助熔，在低于1000摄氏度就可熔化。钢骨也化绕指柔啊。（在600度的锌液中加入熔点为660度的Al，会熔化吗？在熔点1083度的铜管中注入700度的铝液，铜管会熔化吗？）。有人说过，转变自己命运的最好办法，就是找一个运气好的，和他/她在一起，运气共享，共融啊。
铝的导电性能在常用金属材料中排名第四，前面分别是银、铜、金。纯度为99.99%的铝在20摄氏度时的等体积导电性能：64.94%IACS，粗略点说，纯铝的导电性能是纯铜的65%。由于铜的密度是铝的密度的3.32倍，因此等长度等重量的铝，导电性能就大致是铜的2.2倍。铜的价格远高于铝，用今日上午上海金属网的报价，铜的价格为50500元/吨，铝的价格为14300元/吨，铜为铝的3.53倍。如果不考虑其它因素，就导电性能来看，铜的价格为铝的7.77倍。用铝代替铜一旦成功，成套设备厂和项目单位岂不是要赚翻了？和我张矿主没有啥关系啊，特此声明，省的庄子损我。
铝发育不良，没有青春期华丽转身，指的是铝从液态到室温，始终保持一种晶体结构-面心立方，因此纯铝特别软，抗拉强度只有40MPa左右，仅为普通钢铁235Q抗拉强度的十分之一左右。烂泥扶不上墙啊！纯铝排采用螺栓连接时，产生压蠕变，接头连接处逐渐松动，接触电阻异常增大，会发热甚至导电功能丧失。没有历练的孩子，心理承受能力没有提升，你看，现在的孩子都是豆芽菜，动不动眼泪挂在脸上，民族的希望啊，哪里？
铝的化学性能比较活泼，其电极电位为-1.66，容易失去电子形成化合物，可上帝为其开了一扇窗，表面氧化铝层非常致密，并且在水、空气、pH值4-9的溶液中比较稳定，保护了铝。铁的电极电位-0.76，相对于铝稳定，但是其在大气中形成的氧化层却疏松多孔，持续腐蚀。因此耐蚀与否，表面氧化层的致密性至关重要。一个家族也是，如果子孙不争气，也是老子英雄儿狗熊啊，否则为何秦朝二世而亡，领导的那个胖后代的字也够臭的，还不如小和尚？
为什么氧化层有的致密，有的疏松呢？关键在于氧化层本身与金属基体的匹配性，决定了界面处内应力大小，形成氧化层的开裂或者致密。但铝的氧化膜的存在，会导致搭接处的接触电阻较大，根据加拿大英属哥伦比亚实验室一个结果，铝排和铝排长期搭接服役后，40%的导电功能显著下降或丧失。用铝代铜，任重而道远啊！
结语：咱家的铝资源丰富，产量多，净出口。铝的导电性能也不差，又很轻，关键它便宜，如果替代铜，非常划算。铝连接处电性能不好，持续恶化，使用有风险。本身太软，容易变形，接头处自己松动。用铝直接代铜，很难。
说明：图片来自网络，没有任何商业用途，特此致谢。
https://blog.sciencenet.cn/blog-49414-708614.html
上一篇：债
下一篇：毕业了
