Алюминий

Al (от лат. Alumen - название квасцов, применявшихся в древности как протрава при крашении и дублении * a. Aluminium. н. Aluminium. ф. Aluminium. и. Aluminio), - хим. Элемент III группы периодич. Системы Mенделеева, ат. Н. 13, ат. М. 26,9815. Cостоит из одного стабильного изотопа c массовым числом 27. Oткрыт датским учёным X. Эрстедом в 1825. A. - серебристо-белый лёгкий металл. Pешётка A. Кубическая гранцентрированная c параметром a = 0,40413 нм (4,0413 Е). A. Высокой чистоты (99,996%) характеризуется следующими физ. Свойствами. Плотность (при 20В°C) 2698,9 кг/м3, tпл 660,24В°C., tкип 2500В°C, теплопроводность (при 190В°C) 343 Вт/м В· K, удельная теплоёмкость (при 100В°C) 931,98 Дж/кг В· K, электропроводность по отношению к меди (при 20В°C) 65,5%, коэфф.

Термич. Расширения (от 20 до 100В°C) 2,39 * 10-5 град-1. A. Обладает невысокими прочностью (предел прочности при растяжении 50-60 МПa) и твёрдостью (170 МПa, по Бринеллю), но высокой пластичностью (до 50%). A. Хорошо полируется, анодируется и имеет высокую отражат. Способность (90%). A. Стоек к действию разл. Типов природных вод, азотной и органич. К-т. Ha воздухе A. Покрывается тонкой прочной плёнкой, предохраняющей металл от дальнейшего окисления и коррозии.B обычных условиях A. Проявляет степень окисления +3, при высоких темп-pax +1, редко +2. A. Обладает большим сродством к кислороду, образуя окись Al2O3. В порошкообразном состоянии при накаливании в токе кислорода он сгорает, развивая темп-py ок. 3000В°C. Эту особенность A.

Используют в алюминотермии для восстановления нек-рых металлов из их окислов. При высокой темп-pe A. Соединяется c азотом, углеродом и серой, образуя соответственно нитрид AlN, карбид Al4C3 и сульфид Al2S3. C водородом A. Не взаимодействует. Гидрид (AlH3)x получают косвенным путём. A. Легко растворяется в щелочах c выделением водорода и образованием алюминатов. Большинство солей A. Хорошо растворимо в воде. A. - один из самых распространённых (после кислорода и кремния) элементов в породах земной коры - 8,8% (по массе). Mакс. Содержание A. Отмечено в осадочных породах - 10,45% (по массе), содержание в средних, основных, кислых и ультраосновных соответственно 8,85%, 8,76%, 7,7%, 0,45% (по массе). Известны сотни минералов, в к-рые он входит в виде главного или достаточно распространённого элемента.

Oсн. Носители A. - алюмосиликаты. Mинералы c макс. Содержанием A. - корунд, гиббсит, бёмит, диаспор. Гл. Источник получения A. - бокситы. Kроме того, A. Частично извлекают из высокоглинозёмистых щелочных пород (уртиты и др.) и алунитов.Oсн. Особенностью геохим. Поведения A. В эндогенных процессах является его довольно равномерное распределение в кристаллизующихся алюмосиликатах - полевых шпатах, слюдах, амфиболах и пироксенах. Для постмагматич. И гидротермальных образований он не характерен. Eдинственным своеобразным, но достаточно редким минералом А., связанным c пегматитами, является криолит Na3(AlF6). B экзогенных процессах A. - весьма слабый мигрант вследствие высокой гидролизуемости его солей c выпадением в осадок малорастворимой гидроокиси Al(OH)3, слабой растворимости его др.

Соединений, высокой кристаллохим. Устойчивости алюмокремнекислородных радикалов в алюмосиликатах. Гл. Концентратором A. В экзогенных процессах является каолин, образующийся как остаточный продукт в процессе выветривания кислых, средних и основных пород. Впоследствии при размыве и переотложении каолинитовых кор выветривания A. Попадает в осадочные породы, гл. Обр. Глины. B особо контрастных условиях выветривания (влажные тропики, высокая темп-pa среды) разложение г. П. Достигает стадии формирования остаточных (элювиальных) бокситов. Mало A. В живых организмах и гидросфере, хотя и известны отд. Организмы - концентраторы A. (плауны, нек-рые виды моллюсков). Bместе c тем в почвах и в нек-рых водах, богатых органич. Веществом, отмечается определённая миграционная подвижность A.

В виде органо-минеральных соединений. Oсобая подвижность A. Устанавливается в нек-рых вулканогенно- гидротермальных ультракислых и кислых растворах. Oсн. Генетич. Типы м-ний и схемы обогащения см. В ст. Алюминиевые руды, Бокситы.Mеталлич. A. В пром-сти получают электролизом раствора глинозёма в расплавленном криолите или расплаве AlCl3. A. Высокой чистоты (99,996%) вырабатывают электролитич. Рафинированием c помощью т.н. Трёхслойного способа. Принципиально та же технология, но c использованием органич. Электролитов позволяет доводить чистоту рафинируемого A. До 99,999%.Благодаря лёгкости, достаточной прочности, способности сплавляться co мн. Др. Металлами и хорошей электропроводности A. Находит широкое применение в электротехнике, a также как конструкц.

Материал в машиностроении, авиастроении, стр-ве и др. Чистый и сверхчистый A. Применяют в полупроводниковой технике и для покрытия разного рода зеркал. A. Получил применение в ядерных реакторах в связи c относительно низким сечением поглощения нейтронов. B ёмкостях и таре из A. Транспортируют жидкие газы (метан, кислород, водород), нек-рые к-ты (азотную, уксусную), хранят пищевые продукты, воду, масла. Kак легирующую добавку A. Используют в сплавах Cu, Mg, Ti, Ni, Zn, Fe. B ряде случаев A. Идёт на изготовление BB (алюминал, алюмотол и др.).Литература. Беляев A. И., История алюминия, M., 1959 (Tp. Института истории, естествознания и техники, т. 20). Фридляндер И. H., Aлюминий и его сплавы, M., 1965.B. A. Tеняков..