Алюміній (Al) — лёгкі, серабрыста-белы метал, які займае трэцяе месца па распаўсюджанасці ў зямной кары пасля кіслароду і крэмнію. Аднак з-за высокай хімічнай рэакцыйнай здольнасці ён ніколі не сустракаецца ў прыродзе ў чыстым металічным выглядзе. Замест гэтага ён сустракаецца ў злучэннях, галоўным чынам у баксітавай рудзе, сумесі гідратаваных аксідаў алюмінію, у тым ліку гібсіту (Al(OH)₃), беміту (AlO(OH)) і дыяспары.
Працэс перапрацоўкі ў два этапы
Шлях ад сырога баксіту даалюміній высокай чысціні ўключаедва розныя прамысловыя працэсы.
Першы этап — гэта працэс Баера, распрацаваны ў 1888 годзе. Здробнены баксіт змешваецца з гарачым растворам гідраксіду натрыю пад ціскам, раствараючы мінералы, якія змяшчаюць алюміній, пакідаючы прымешкі, такія як аксіды жалеза і крэмній. Атрыманы раствор алюмінату натрыю затым фільтруецца для выдалення рэшткаў чырвонага шламу, засяваецца крышталямі гідраксіду алюмінію і прапальваецца пры тэмпературы прыблізна 1100°C для атрымання чыстага белага аксіду алюмінію, або аксіду алюмінію (Al₂O₃). Больш за 90% сусветнага аксіду алюмінію зараз вырабляецца гэтым метадам.
Другі этап — гэта працэс Хола-Эру. Аксід алюмінію мае тэмпературу плаўлення вышэй за 2000°C, што робіць прамы электроліз непрактычным. Рашэнне заключаецца ў растварэнні Al₂O₃ у расплаўленым крыяліце (Na₃AlF₆), што зніжае рабочую тэмпературу прыкладна да 950~1000°C. Затым праз сумесь прапускаецца электрычны ток. Расплаўлены алюміній збіраецца ўнізе (катодзе), а кісларод злучаецца з вугляроднымі анодамі, утвараючы CO₂. Гэты электралітычны метад застаецца адзіным прамысловым працэсам атрымання першаснага алюмінію, які дае метал чысцінёй 99,5~99,8%.
Якія элементы ўтрымлівае алюміній?
Чысты алюміній сам па сабе складаецца выключна з элемента Al, з атамным нумарам 13 і атамнай масай прыблізна 26,98 г/моль. Алюміній камерцыйнай чысціні (98,8–99,7% Al) утрымлівае нязначныя сляды жалеза і крэмнію ў якасці натуральных прымешак. Аднак большасцьпрымянення заснаваныя на алюмініевых сплавах, дзе пэўныя элементы наўмысна дадаюцца для змены механічных уласцівасцей.
Для канструкцыйных прымяненняў серыя 6000 (напрыклад, 6061) выкарыстоўвае магній і крэмній у якасці асноўных легіруючых элементаў, звычайна 0,8~1,2% Mg і 0,400~0,8% Si. Гэты сплаў прапануе выдатны баланс паміж умеранай трываласцю, добрай зварвальнасцю і выдатнай апрацоўкай.
Для патрабаванняў да высокай трываласці серыя 7000 (напрыклад, 7075) у якасці асноўных легіруючых элементаў утрымлівае цынк і медзь, прыблізна 5,16~0,1% Zn і 1,2~2,0% Cu. Трываласць сталі 7075 пры расцяжэнні амаль удвая вышэйшая за трываласць сталі 6061-T6, што робіць яе пераважным матэрыялам для аэракасмічнай прамысловасці і высокапрадукцыйных канструкцыйных кампанентаў.
Слядовыя колькасці хрому, марганцу і тытана таксама звычайна прысутнічаюць у камерцыйных сплавах, кожны з якіх адыгрывае пэўную ролю ў драбненні зерня і каразійнай устойлівасці. Разуменне дакладнага элементарнага складу кожнага сплаву мае важнае значэнне для выбару патрэбнага матэрыялу для канкрэтных патрабаванняў апрацоўкі або вырабу.
Час публікацыі: 13 мая 2026 г.