|
Generalitǎţi
Aluminiu este cel mai raspândit metal în scoarţa tereatrǎ, iar printre elemente ocupǎ locul al treilea în urma oxigenului şi siliciului. Datoritǎ activitǎţii sale chimice mari, se gǎseste în naturǎ numai sub formǎ de compuşi. Împreunǎ cu oxigenul şi siliciul formeazǎ 82,58% din scoarţa terestrǎ.
Aluminiul este cunoscut înca din antichitate şi era utilizat de cǎtre greci şi romani. Denumirea de aluminiu vine de la latinescul “alumen” care este folosit pentru a denumi substanţe astringente.
Primele încercari de separare ale aluminiului dateazǎ din anul 1810 şi apartin fizicianului englez Davy , care a efectuat electroliza hidroxidului de aluminiu uşor umezit, dispus într-o atmosferǎ de hidrogen, într-o pila Volta, folosind în calitate de anod platina, iar în calitate de catod, o sarmǎ de fier. În urma acestui proces s-a obţinut un aliaj Al-Fe, din care insǎ nu s-a reusit sǎ se separe aluminiu.
Prima datǎ aluminiu a fost descoperit în anul 1827 de un chimist german Wohler care a obţinut primele 30g de aluminiu sub formǎ de bobite.
În anul 1854 Saint-Claire-Deville, a folosit metoda lui Wohler pentru obţinerea industriala a aluminiului, inlocuind potasiul cu sodiu, iar clorura de aluminiu, instabilǎ şi higroscopicǎ, cu clorurǎ dublǎ de aluminiu şi sodiu.
La sfârşitul secolului al XIX-lea, metoda lui Saint –Claire-Deville a fost înlocuitǎ, fiind aplicat procedeul de extragere a aluminiului prin electroliza aluminei dizolvatǎ în criolitǎ topitǎ, procedeu aplicat şi în prezent în metalurgia acestui metal.
1810 – Davy obţine aliajul fier-aluminiu pe cale electroliticǎ;
1821 – Berthie descoperǎ bauxita;
1824 – Oersted obţine în stare elementarǎ metalul;
1827 –Wohler produce aluminiu sub formǎ de pulbere prin reducerea cu potasiu a clorurii sale;
1854 – Sainte-Claire-Deville toarnǎ primul lingou de aluminiu;
1886 – Herault şi Hall descoperǎ şi breveteaza procedeul de electrolizǎ a aluminei dizolvate în criolitǎ topitǎ;
1890 – Bayer descoperǎ procedeul de fabricare a aluminei prin atacul bauxitei cu soluţii de sodǎ causticǎ;
1903 – Odam realizeazǎ sudarea autogenǎ a aluminiului cu ajutorul fluxurilor;
1905 – Betts stabileste principiile rafinarii electromagnetice a aluminiului;
1905 – Claessen demonstreaza posibilitaţile de îmbunataţire a proprietaţilor aliajelor de aluminiu prin cǎlire;
1906 – Wilm aplicǎ aluminiului aliajul tip duralumin tratamentul termic de cǎlire şi îmbǎtrânire;
1911 – De Saint-Martin determinǎ principiile de bazǎ ale anodizǎrii aluminiului şi aliajelor sale;
1920 – Pacz imbunǎtǎţeste proprietaţile aliajelor de aluminiu-siliciu prin modificarea cu sodiu;
1920 – Hoopes – elaborarea aluminiului de inaltǎ puritate;
1926 – Soderberg introduce la electroliza anozi continui;
1932 – Gadeau aplicǎ pe scarǎ industrialǎ tehnologia de rafinare electroliticǎ;
1938 - apariţia unor publicaţii despre proprietaţile aluminiului ultra pur.
Principalul minereu din care se extrage aluminiul este bauxita, conţine aproximativ 60% aluminiu.
Bauxita se gaseşte în munţii Bihorului, Grecia, Turcia şi în Ungaria.
Principalele elemente de aliaje sunt, Mg, siliciu, cupru, Mn.
În naturǎ se gaseste numai sub formǎ de combinatii într-un numǎr foarte mare de minerale ce conţin oxizi, silicaţi. Cateva dintre mineralele ce conţin aluminiu sunt: bauxita Al2O3*nH2O, corindonul Al2O3, hidrargilitul Al(OH)3, ortoclazul K(AlSiO8), albitul Na(AlSi3O8), anortitul Ca(Al2Si2O8), alaunitul KAl(SO4)2*2Al(OH)3, nelelinul Na(AlSiO4), criolitul Na3(AlF6).
Industrial aluminiul se obţine aproape în întregime prin descompunerea electroliticǎ a aluminei pure dizolvate într-o topiturǎ de criolit cu adaus de fluorurǎ de calciu. Prin electrolizǎ se obţine “aluminiul tehnic primar” numit şi “aluminiu tehnic pur” care conţine de la 0,2% la 1% impuritaţi metalice (Fe, Si, Ca, Ti, Na) şi nemetalice (alumina, electrolit, carbura de aluminiu, gaze). În ţara noastra sunt standardizate urmatoarele marci de aluminiu tehnic pur: Al 99,8, Al 99,7, Al 99,6, Al 99,5, Al 99,4, Al 99 si AIE.
“Aluminiul de înaltǎ puritate” se obţine din aluminiul tehnic filtrat, spǎlat cu gaz sau degresat, prin rafinarea electroliticǎ cu anod solubil în sǎruri topite cunoscute sub numele de rafinare în trei straturi. Acest aluminiu conţine de la 0,05% la 0,1% impuritǎţi, in ţara noastrǎ fiind stabilizate trei marci Al 99,99, Al 99,95 si Al 99,90.
“Aluminiul extra pur” se obţine prin topirea zonarǎ, distilarea halogenurilor inferioare sau electroliza compuşilor organici ai aluminiului de înalta puritate, gradul de puritate putând ajunge pânǎ la 99,999995%.
Proprietaţi fizice şi caracteristicile mecanice Proprietaţile fizice şi caracteristicile mecanice ale diferitelor sorturi de aluminiu sunt influenţate de prezenţa impuritaţilor. Cele mai frecvente impuritaţi din aluminiu sunt fierul si siliciul, elemente care se pot gasi panǎ la 0,5-0,6% fiecare. Fierul este practic insolubil în aluminiu, formând cu acesta eutecticul Al-Al3Fe care conţine doar 7% Al3Fe (1,7%Fe). Ca urmare aluminiul impurificat cu fier prezintǎ un aspect microscopic format din cristale poliedrice de aluminiu şi precipitate aciculare de Al3Fe. Eutecticul din sistemul Al-Si se formeazǎ la 11,7% Şi Si este alcǎtuit din solutie solidǎ α şi siliciu. Dacǎ în acelaşi timp sunt prezente simultan fierul şi siliciul, se formeazǎ douǎ faze noi: faza α(Fe3SiAl3) şi faza β (FeSiAl5), care nu existǎ în aliaje binare. Aceşti compuşi, situaţi în mod obişnuit la limitele cristalelor de aluminiu micşoreazǎ mult plasticitatea acestuia.
Pentru a vedea tot referatul CLICK AICI
|
