Алюминий: ключевые свойства и распространенные области применения

Откуда берется алюминий

Алюминий чаще всего встречается в бокситовой руде, добываемой в основном в тропических и субтропических климатах. Более трети мировой добычи бокситов приходится на Австралию, Китай и Гвинею. 4 тонны бокситов дают около 1 тонны чистого алюминия; однако алюминий полностью перерабатываем — его можно использовать и перерабатывать бесконечно без потери физических и химических свойств.

Немецкая пословица: «У всего есть конец, только у колбасы — два». Это про то, что у всего есть начало и конец. Но с алюминием это не так: после того как вы выпили газировку и сдали банку в утиль, её можно переплавить и вернуть на полку как новую банку за 2 месяца, затратив 5% энергии и выбросов первичного производства. Каждый цикл переплавки сохраняет 100% качества. Значит, у всего есть конец, кроме колбасы (два конца) и алюминия (ноль концов).

Свойства алюминия

Алюминий невероятно прочен при экстремально низком весе. Кубический метр алюминия весит ~2,7 т, против ~7,9 т у стали или железа того же объема. При этом алюминий можно легировать и обрабатывать до прочности, сравнимой со сталью. Легируют медью, магнием, кремнием, оловом. Горячая и холодная прокатка далее повышают прочность, «заморозив» атомы в кристаллической решетке.

Алюминий умело защищается от ржавления: при контакте с кислородом воздуха образует тонкий оксидный слой по всей поверхности, предотвращающий коррозию. При повреждении (царапина, сгиб, разрез) свежие кромки мгновенно образуют новый защитный слой.

Распространенные применения алюминия

Бытовые применения

Алюминий везде дома: пищевая фольга, банки для еды и напитков, смартфоны, посуда, столовые приборы, элементы мебели в плоской упаковке. Выбирают за легкую обрабатываемость и быструю обработку.

В строительстве: рамы окон, настенные панели, световые приборы. Благодаря прочности и коррозионной стойкости алюминий доверяют в самых высоких небоскребах мира.

Автомобильный и ж/д транспорт

Любой транспорт может использовать алюминий. Легкость повышает топливную экономичность. Алюминий поглощает огромные энергии удара в зонах смятия (обычно лобовые и другие зоны авто, грузовиков, поездов).

Алюминий на море и в воздухе: легкие конструкции повышают водоизмещение круизных лайнеров и облегчают полет самолетов — меньше топлива, выше полезная нагрузка. Boeing 737, бестселлер гражданской авиации, с 2007 г. делается из ~80% алюминия (фюзеляж, крылья, силовая набор).

Эти преимущества используют космические агентства: программа Space Shuttle и новый корабль Orion NASA. При выводе людей и экспериментов в космос важна прочность, но цена вывода килограмма полезной нагрузки — тысячи долларов. Легкие космические аппараты делают миссии возможными.

Городская мебель (small architectural forms)

В городах алюминий — велопарковки, скамейки, урны, ограждения, вороты, пепельницы, болларды, общественные туалеты, светильники, знаки. Легко формовать в любые формы, устойчив к погоде.

Интересное малоизвестное применение — антиакулиные клетки. Благодаря легкости они более плавучи, а оксидный слой защищает от соленой воды, разъедающей другие металлы. Такие легкие клетки выдерживают атаку белой акулы и защищают дайвера.

Военные применения

Военная авиация использует те же преимущества, что гражданская. В бронетранспортерах (Humvee, BFV — аналог танка) алюминий. Обработанные алюминиевые бронеплиты защищают от осколков и пуль. Алюминий даже в «пуленепробиваемом стекле» — ALON, керамика из алюминия, кислорода, азота. Почти полностью прозрачен, в 3 раза прочнее стали той же толщины, останавливает крупнокалиберные пули.

Чудесно полезный металл

Итог: алюминий — невероятно легкий, прочный, технологичный, применения бесчисленны. Защищает себя от ржавления и коррозии.

Алюминий может быть идеален для вашего проекта. Полный ассортимент metals4U — балки, прутки, листы, стержни и др. — доступен здесь.