• Lietuviškai

Aliuminis

Aliuminis – vienas iš dažniausiai aptinkamų žemės plutos elementų.

Pagrindinės aliuminio panaudojimo sritys: kelių ir jūrų pramonė, elektronika, kasdienis gyvenimas. Kokį automobilį pasirinktumėte – lengvesnį ar sunkesnį? 182 kg plieno atitinka tik 82 kg aliuminio. Šio metalo lengvumas, didelis stiprumas – viena iš priežasčių, kodėl jis naudojamas gaminant transporto priemones.

• Kelių pramonė. Aliuminio profiliai pamažu keičia tradicines medžiagas ir konstrukcijas.

• Jūrų pramonė. Čia labai praverčia aliuminio atsparumas korozijai, lengvas apdorojimas ir sujungimas.

• Elektronika. Dėl savo puikaus elektros, šilumos laidumo, gebėjimo sulaikyti elektromagnetines bangas, aliuminis neretai naudojamas elektros prietaisų gamyboje.

• Gamyba kasdienybėje. Fasadai, durų, langų, balkonų, vidinių pertvarų sistemos, maisto folija, akytasis betonas, namų apyvokos prekės – tai tik keletas aliuminio gaminių pritaikymo pavyzdžių.



Ši medžiaga sparčiai populiarėja tiek Lietuvoje, tiek visame pasaulyje, tad, visiškai nesvarbu, kuriame mieste Jums reikalingas aliuminis: Vilniuje, Kaune, Panevėžyje, Utenoje, Klaipėdoje, Rygoje, Taline, Varšuvoje, Kopenhagoje, Osle ar Kijeve – aliuminio gaminius pristatysime į bet kurią reikiamą vietą.

Apie aliuminį

Aliuminis (lot. Aluminium) – cheminis periodinės elementų lentelės elementas, žymimas Al, eilės numeris 13. Lengvas, minkštas, plastiškas, kalus, tąsus, lengvai poliruojamas, anoduojamas, atspindintis šviesą. Elementas pirmą kartą gautas 1825 metais H. Oerstedo bei 1827 metais F. Vėlerio (Wöhler), nuo XIX a. vidurio gaminamas pramoniniu būdu.

Aliuminis – plačiausiai paplitęs Žemės plutos metalas (8,13 proc.), randamas junginiuose – feldšpatuose, žėrutyje ir kituose mineraluose. Daugumos augalų sausojoje masėje yra apie 0,02 % aliuminio, nors būtinas jis tik kai kuriems augalams – hidrofitams, arbatmedžiui (trūkumas sukelia lapų chlorozę). Dideli kiekiai augalams nuodingi. Aliuminio gauna ir žmogus, jis kaupiamas kasoje, skydliaukėje, kepenyse, blužnyje, inkstuose, kraujyje. Esant pertekliui, sunkėja fosfatų asimiliavimas, mažėja hemoglobino, aliuminio junginiai skatina kraujo krešėjimą, žalingi nervų sistemai, aliuminio dulkės žalingos kvėpavimo takams.

Pastaruoju metu perdirbtas aliuminis (antrinis metalas) sudaro apie 25% sunaudojamo pasaulyje.

Aliuminio lydiniai

Pagrindiniai aliuminio lydinių legiravimo elementai yra varis, magnis, silicis, magnanas ir cinkas.

Aliuminio lydiniai skirstomi dvejopai:

Pagal produkcijos gamybos būdą (į deformuojamuosius ir liejamuosius)
Pagal terminį apdorojimą (į termiškai stiprinamuosius ir į termiškai nestiprinamuosius)

Pagal cheminę  sudėtį aliuminio lydiniai skirstomi į šias grupes:

1*** – beveik gryno aliuminio lydiniai (99%). Tai itin lengvi lydiniai, kurie gali būti grūdinami. Paprastai jie naudojami gaminiams, kurie bus eksploatuojami patalpose (užrašų lentelės, vidinės sienos ir pan.). Dažniausiai pasitaikantis lydinys – 1050.

2*** – aliuminio ir vario lydinys, dar vadinamas – duraliuminiu. Gali būti grūdinamas įvairiais lygiais.

3*** – aliuminio ir mangano lydinys, kuris yra lengvai apdirbamas, atsparus rūdijimui, taip pat gali būti valcuojamas bei grūdinamas. Plačiai naudojamas fasado plokščių bei stogo skardų gamyboje.

4*** – aliuminio ir silikono lydinys, dar vadinamas – siluminu. Medžiaga pasižymi itin aukštu standumu, yra sunkiai formuojama. Tai rečiau sutinkamas lydinys. Jis dažniausiai naudojamas gaminant sunkiai deformuojamus produktus.

5*** – aliuminio ir magnio lydinys. Visi šios grupės lydiniai yra lengvai virinami ir atsparūs rūdijimui, todėl dažnai naudojami laivų gamyboje. Dažniausiai pasitaikantys lydiniai – 5754, 5083.

6*** – aliuminio, magnio ir silikono lydinys. Lengvai apdirbama medžiaga, gali būti grūdinama. Tai yra dažniausiai naudojamas aliuminio lydinys, iš kurio gaminami: profiliai, vamzdžiai, strypai ir kt. Dažniausiai pasitaikantys šios grupės lydiniai yra 6060, 6082.

7*** – aliuminio ir cinko lydinys. Cinkas leidžia pasiekti didžiausią medžiagos tvirtumą grūdinimo metu, palyginus su kitomis medžiagomis. Šis lydinys plačiai naudojamas orlaivių gamyboje ir pan.

8*** – aliuminio ir kitų medžiagų lydiniai, kurie nebuvo minėti aukščiau. Tai gali būti aliuminio ir ličio lydinys, kuris yra naudojamas elektronikos pramonėje ar kitų metalų lydiniai.

Europoje aliuminis ir jo lydiniai pagal standartus: EN 1780-1, EN 1780-2, EN 1780-3. Techniškai grynas aliuminis pagal standartą LST EN 573 žymimas raidėmis Al ir skaičiais, rodančiais aliuminio kiekį.

Rusijoje techniškai grynas aliuminis žymimas raide A ir skaičiais, rodančiais keliomis procento dalimis aliuminis yra grynesnis kaip 99 %; pavyzdžiui, užrašas A99 atitinka yra 99 % Al.

Aliuminio savybės

LENGVUMAS

Aliuminio tankis yra 2,7 d/cm3 – tai sudaro maždaug vieną trečiąją plieno tankio. Sidabriškai baltos spalvos metalas. Lydymosi temperatūra 660 oC. aliuminis iki 3 kartų lengvesnis už plieną.

ELEKTROS IR ŠILUMOS LAIDUMAS

Aliuminis yra labai geras šilumos ir elektros laidininkas, todėl tinka naudoti elektrotechnikos detalių, taip pat įvairių tipų radiatorių gamyboje. Aliuminio gaminių paviršiuje susidaro tanki ir tvirta Al2O3 oksido plėvelė, apsauganti aliuminį nuo korozijos atmosferoje, vandenyje, koncentruotoje azoto ir daugelyje organinių rūgščių bei kitose terpėse. Aliuminio šiluminis laidumas prie 27 oC temperatūros – 237 W/(m•K). Aliumininis laidininkas, turintis tokias pačias laidumo savybes kaip varinis laidininkas, sveria maždaug per pusę mažiau nei pastarasis. Aliuminio šiluminis laidumas prie 27 oC temperatūros – 237 W/(m•K).

ATSPARUMAS KOROZIJAI

Aliuminis yra atsparus korozijai koncentruotose azoto ir sieros rūgštyse, vandenyje, vandens tirpaluose, drėgnose dujose, kai tirpalų pH buo 4 iki 9. Šarminiai tirpalai, kurių pH > 9, greitai suardo aliuminį, sudarydami tirpius aliuminatus. Aliuminis taip pat nepatvarus rūgštyse, neturinčiose oksiduojančių savybių.

Esant žemai temperatūrai aliuminis netampa trapus, jo atsparumas padidėja. Esant aukštai temperatūrai metalo atsparumas sumažėja. Jei temperatūra nuolatos yra aukštesnė nei 100º C, atsparumas sumažėja gana smarkiai, todėl konstrukcijos kūrimo stadijoje reikia į tai atsižvelgti. Kai aliuminis reaguoja su ore esančiu deguonimi, susiformuoja labai plonas oksido sluoksnis – tik kelių šimtųjų µm storio (µm yra viena tūkstantoji milimetro dalis). Sluoksnis yra labai tankus ir gerai apsaugo nuo korozijos. Pažeistas sluoksnis turi savybę atsistatyti.

Atsparumas korozijai ir laidumas šilumai bei elektrai gerai žinomi ir patvirtinti praktikoje.

ILGINIS IŠSIPLĖTIMAS

Palyginus su kitais metalais, aliuminis turi sąlyginai didelį ilginio išsiplėtimo koeficientą. Į tai reikia atsižvelgti kuriant kai kuriuos modelius.

MAGNETIŠKUMAS

Aliuminis yra nemagnetinis, tiksliau, paramagnetinis metalas.

SUJUNGIMAS

Profiliams dažnai taikomas suvirinimo metodas. Be to, dažnai naudojami gerai išbandyti sulydymo ir suvirinimo trintimi, sukibimo ir suleidimo metodai.

MAŠININIS APDOROJIMAS-FORMAVIMAS

Aliuminis gali būti apdorojamas šiomis technologijomis:

Apdirbimo būdas ir režimai pasirenkami pagal aliuminio lydinio cheminę sudėtį, ruošinių struktūrinę būseną ir paskirtį.

Mašininio apdorojimo metu sunaudojama mažai energijos. Iš esmės, aliuminį galima perdirbti ir panaudoti naujuose gaminiuose neribotai – kokybė nenukenčia. Be to, perlydymo procese prarandama tik keletas procentų metalo.

Aliuminio perdirbimo pranašumas aplinkosaugos atžvilgiu yra energijos tausojimas. Perlydant aliuminį sunaudojama tik penki procentai energijos, reikalingos pagaminti naują (pirminį) metalą. Jį galima perdirbti daugybę kartų neprarandant jo kokybės

EKRANAVIMAS-EMC

Aliumininės dėžės efektyviai atstumia arba ekranuoja elektromagnetines bangas.

Aliuminis buvo apdovanotas nepaprastai daugeliu teigiamų savybių, todėl aliuminis, po geležies, yra plačiausiai vartojamas metalas. Taigi, visai nenuostabu, kad kai kurie žmonės aliuminį vadina ateities metalu.

Aliuminio fizinės savybės

Aliuminis pasižymi gana plačiu vertingų savybių spektru: mažu tankiu, dideliu šilumos ir elektros srovės laidumu, plastiškumu ir atsparumu korozijai.

Jis lengvai kalamas, štampuojamas, valcuojamas ir valkiuojamas. Aliuminį galima lengvai virinti dujiniu, kontaktiniu ir kitais būdais.

Aliuminio sandara kubinė, centratūrė, parametras а = 4,0413 Å.

Aliuminio, kaip ir visų metalų, savybės didžiąja dalimi priklauso nuo jo grynumo. Itin gryno aliuminio(99,996%) savybės: tankis (esant 20°С temperatūrai) 2698,9 kg/m3, lydymosi temperatūra 660,24°С; virimo temperatūra apie 2500°С; terminio plėtimosi koeficientas (nuo 20° iki 100°С temperatūroje) 23,86•10-6; šilumos laidumas (esant 190°С) 343 W/m•K [0,82 kal/(cm•sek•°С)], lyginamoji šiluminė talpa (esant 100°С) 931,98 J/kg•K [0,2226 kal/(g•°С)]; elektros laidumas lyginant su variu (esant 20 °С) 65,5%. Aliuminis nepasižymi dideliu stiprumu (stiprumo riba 50-60 Mn/m2), kietumu (170 Mn/m2 pagal Brinelį), bet yra labai plastiškas (iki 50%).

Valcuojant šaltuoju būdu Aliuminio stiprumo riba išauga iki 115 Mn/m2, kietumas – iki 270 Mn/m2, sąlyginis pailgėjimas sumažėja iki 5% (1 Mn/m2~ ir 0,1 kgs/mm2). Aliuminis lengvai poliruojamas, anoduojamas ir gerai atspindi šviesą – beveik taip pat gerai, kaip ir sidabras (jis atspindi iki 90% krentančios šviesos energijos).

Aliuminis artimas deguoniui, ore pasidengia plona, bet labai tvirta Al2О3 oksido plėvele, saugančia metalą nuo tolesnio oksidavimosi ir lemiančia jo puikias antikorozines savybes. Oksidacinės plėvelės tvirtumas ir jos apsauginės savybės smarkiai sumažėja papildžius ją gyvsidabriu, natriu, magniu, variu ir kt.

Aliuminis atsparus korozijai, kurią sukelia atmosferos, jūros ir gėlo vandens poveikis, beveik nesąveikauja su koncentruota ar stipriai skiesta azoto rūgštimi, organinėmis rūgštimis, maisto produktais.