铝及铝合金材料论文

自从电解炼铝法问世以来，铝的 生产量和消费量大约以平均每

10

年增长

1

倍的规

模发展，特别是近几十年来，由于冶炼方法与工艺的 不断改进和电力工业的发展，铝工

业的发展速度更是惊人。从

1 940

年世界原铝产量不到

100

万吨 ，到

1980

年达

1650

吨，到

2010

年达< /p>

4000

万吨，预计到

2020

年其产量可能突破

1

亿吨大关。

中国的炼铝试验工作起始自

1934

年天津的黄海化学工业社，

用

800A

预焙阳极电解

槽炼出金属铝。

抚顺铝厂开始兴建于

1937

年，

电解槽为自焙阳极式，

电流强度为

24000A

最高年产铝量达到< /p>

8000t

。改革开放前发展速度十分缓慢，之后我国的铝工业进 入了一

个高速发展的时期，到

2002

年中国电解铝的产能达

500

万吨

/a ,

超过美国而居榜首。但

是由于中国的加工技术相对落后，所以 中国的平均产能（

1.0

以下）远远低于发达国家

的平均产能（

1.0~17.5

）。

3

铝材料的特点

1.

铝是一种轻金属，具有银白色的金属光泽。

2.

铝是一种优良的导电材料。

铝的导电能力虽然只有铜的

60%~70%

，

但是按重量计

算，铝能够更好地导电。

3.

铝具有良好的导热性能。铝 的热导率大约是不锈钢的

10

倍。因此铝是制造机器

4.

铝还具有良好的光和热的反射能 力，所以铝用来制造反光镜，又可作绝热材料。

铝没有磁性它不会产生附加的磁场，在精 密仪器中不会起干扰作用。

5.

< /p>

铝易于加工，可压成薄板或铝箔，或拉成铝线，挤压成各种异形的材料。

< br>

6.

铝的物理和化学性质与 其纯度有关。铝愈纯，则其导电性和导热性愈好，化学

性能愈加稳定。

< br>

铝的化学性质

虽然铝是一种非常活泼的常用金属，它在一般的氧化环境中却 是很稳定的。这是因

为暴露在氧气、水和其他氧化剂的新鲜铝表面上生成一薄层连续的氧 化铝膜，它具有很

大的稳定性。此层氧化铝的分子体积大约是氧化反应中所消耗的铝的体 积

1.3

倍。所以

此层氧化膜是处于压 应力之下，一旦局部受到损伤，立即能够弥补。在干燥的氧气中，

此层表面膜的厚度达到 极限值，它与温度有关。在室温下，其厚度为

2.5~3.0nm

。在室

温以及

100%

相对湿度时，

所生成的氧化铝膜大约是在干燥氧气中的两倍。

在潮湿的环境< /p>

中，通常生成两层氧化铝膜；紧贴在金属表面上的连续膜，在固

-

气界面上转化为氢氧

化合膜。在较高的温度下以及在铝合金（特 别是那些含镁和铜的铝合金）的表面上，生

成结构上更加复杂的氧化膜。

氧化薄膜又使铝不易被腐蚀。

铝能够与稀的强酸

（如稀盐酸，

稀硫酸等）

进行反应，

生成氢气和相应的铝盐，但一般需要将其氧化膜去掉或快速摩擦后放入酸液中。与一般

的金属不同的是，它也可以和强碱进行反应，形成四羟基合铝酸盐（曾被认为是偏铝酸

两性氢氧化物。在常温下，铝在浓硝酸和浓硫酸中被钝化，不与它们反应，所以浓硝酸

是用铝罐（可维持约

180

小时）运输的。纯铝较软， 在

300

℃左右失去抗张强度。经处

理 过的铝合金，质轻而较坚韧。

4

铝材料的应用

铝的应用概述

铝是第二大金属，产量 和用量仅次于钢铁。铝的密度小，导电、导热和反光性能良

好，

铝有良好的抗腐蚀性能，

铝和多种铝合金有很好的延展性，

可以 进行各种塑性加工，

铝有熔点低、铸造性能好等特性。

中国铝的消费市场简介如下：

（

1

）轻工业

目前轻工业是中国消费铝大户“，七五”和“八五”期间轻工业耗铝量约占全国铝

消费量的

32.8%

和

22.5%

，以日用五金、家用电器、日用玻璃和日用化工用铝最多，分

别占轻工业耗铝量的

52%

、

31%

、

5%

和

3%

。西方工业发达国家轻工业用铝所占比例要小。

（

2

）电气行业

中国高压输电线路几乎都是钢芯铝绞线，另外变压器线圈、感应电动机转子、母线

排等也多用铝，还有铝电力电缆、铝布电线、铝电磁线等。电线电缆用铝量约占电气行