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鋁化合物
鋁在地殼中的含量相高,主要以鋁硅酸鹽礦石存在,還有鋁土礦和冰晶石。氧化鋁為一種白色無定形粉末,它有多種變體,其中為人們所熟悉的是α-Al?O?和β-Al?O?。自然界存在的剛玉即屬于α一Al?O?,它的硬度僅次于金剛石,熔點高、耐酸堿,常用來制作一些軸承,制造磨料、耐火材料。如剛玉坩堝,可耐1800℃的高溫。Al?O?由于含有不同的雜質而有多種顏色。例如含量Cr(III)的呈紅色,稱為紅寶石;含有Fe(II),Fe(III)或Ti(IV)的稱為藍寶石。β一Al?O?是一種多孔的物質,每克內表面 積可高達數百平方米,有很高的活性,又名活性氧化鋁,能吸附水蒸氣等許多氣體、液體分子,常用作吸附劑、催化劑載體和干燥劑等,工業上冶煉鋁也以此作為原料。
氫氧化鋁可用來制備鋁鹽、吸附劑、媒染劑和離子交換劑,也可用作瓷釉、耐火材料、防火布等原料,其凝膠液和千凝膠在醫藥上用作酸藥,有中和胃酸和治療潰瘍的作用,用于治療胃和十二脂腸潰瘍病以及胃酸過多癥。
偏鋁酸鈉常用于印染織物,生產湖藍色染料,制造毛玻腐、肥皂、硬化建筑石塊。此外它還是一種較好的軟水劑、造紙的填料、水的凈化劑,人造絲的去光劑等。
近年來科學技術以及工業經濟的飛速發展,對鋁合金焊接結構件的需求日益增多,使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。鋁合金的廣泛應用促進了鋁合金焊接技術的發展,同時焊接技術的發展又拓展了鋁合金的應用領域,因此鋁合金的焊接技術正成為研究的熱點之一。
純鋁的密度小(ρ=2.7g/cm3),大約是鐵的 1/3,熔點低(660℃),鋁是面心立方結構,故具有很高的塑性(δ:32~40%,ψ:70~90%),易于加工,可制成各種型材、板材。抗腐蝕性能好;但是純鋁的強度很低,退火狀態 σb 值約為8kgf/mm2,故不宜作結構材料。通過長期的生產實踐和科學實驗,人們逐漸以加入合金元素及運用熱處理等方法來強化鋁,這就得到了一系列的鋁合金。
添加一定元素形成的合金在保持純鋁質輕等優點的同時還能具有較高的強度,σb 值分別可達 24~60kgf/mm2。這樣使得其“比強度”(強度與比重的比值 σb/ρ)勝過很多合金鋼,成為理想的結構材料,廣泛用于機械制造、運輸機械、動力機械及航空工業等方面,飛機的機身、蒙皮、壓氣機等常以鋁合金制造,以減輕自重。采用鋁合金代替鋼板材料的焊接,結構重量可減輕50%以上。
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