Шчыльнасць алюмінія

У цяперашні час досыць складана назваць метал, які па сферы выкарыстання змог бы канкураваць з алюмініем. Ён ужываецца як у таварах народнага спажывання, так і ў высокатэхналагічных прыладах: цалкам іх пералічваць няма сэнсу з-за паўсюднага распаўсюду. Чым жа так адметны алюміній?

Перш за ўсё, ён з'яўляецца адным з найбольш распаўсюджаных металаў у зямной кары, а сярод іншых элементаў займае ганаровае трэцяе месца (пасля крэмнія і кіслароду). Аднак, як гэта ні дзіўна, да канца Х I Х стагоддзя ён шанаваўся нароўні з золатам і срэбрам. Характэрна, што ў 1889 годзе Д. Мендзялееву падарылі шалі, ёмістасці якіх былі выкананы з золата і алюмінія. Прычына гэтага крыецца ў тым, што на той момант не існавала тэхналогіі, якая дазваляе атрымліваць дадзены метал у прамысловых маштабах. Толькі ў 1855 году хімічным спосабам быў атрыманы восьмикилограммовый злітак.

У далейшым тэхналогія ўдасканальвалася, аднак яе сутнасць заставалася ранейшай - хімічнае выцясненне з раствораў. І толькі ў 1886 году адначасова ў Амерыцы і Францыі быў прапанаваны электралітычнай спосаб, які выкарыстоўваецца ў сучаснай вытворчасці. У расплаўлены криолит (рэдкі прыродны мінерал) дадаецца глинозем, праз масу прапускаецца пастаянны ток, у выніку на электродах крышталізуецца метал. Шчыльнасць алюмінія складае ўсяго 2,7 г / см3, што робіць яго адным з самых лёгкіх металаў (для параўнання, у жалеза шчыльнасць істотна больш - 7,9 г / см3). Дарэчы, усе металы згодна сваёй шчыльнасці падпадзяляюцца на лёгкія і цяжкія. Так як ўдзельная вага алюмінія амаль у тры разы ніжэй, чым у медзі, а электраправоднасць саступае ёй усяго ў паўтара раза, няцяжка зразумець, чаму дадзены метал шырока ўжываецца ў электратэхніцы.

Драты, шыны і іншыя элементы электраўстановак, зробленыя з алюмінія, не толькі танней вырабленых з свайго прамога канкурэнта, медзі, але і больш лёгкія. Шчыльнасць алюмінія цалкам дастатковая для стварэння трывалых і ў той жа час пластычных вырабаў: кухонных прыладаў (талерак, відэльцаў, місак), рулонаў фальгі для бытавога выкарыстання і пр. Разам з тым, так як алюміній здольны лёгка ўтвараць сплавы з большасцю іншых металаў, яму можна надаць неабходныя ўласцівасці. Напрыклад, сплаў на аснове алюмінію і магнію характарызуюцца высокай трываласцю (на кожны 1% магнію прыпадае павелічэнне трываласці на 30 Мпа); змешванне жа медзі з алюмініем дазваляе дамагчыся механічных уласцівасцяў, характэрных для некаторых марак сталі.

Шчыльнасць алюмінія (у чыстым выглядзе) знаходзяць з табліц характарыстык металаў. Як ужо паказвалася, яна роўная 2,7 г / см3. У некаторых выпадках узнікае неабходнасць даведацца шчыльнасць алюмінія, скарыстаўшыся формуламі (да прыкладу, калі невядомы матэрыял, з якога выраблена цела). Існуе некалькі спосабаў вырашэння гэтай задачы, але найбольш дакладны вынік дае дзяленне масы цела на займаны ім аб'ём. Калі з масай усё зразумела, то аб'ём негабарытных вырабы лёгка можна даведацца шляхам замеру выцесненай вадкасці (успамінаем Архімеда з яго ваннай). Зразумела, што не заўсёды можна выканаць непасрэднае ўзважванне, таму такі спосаб не ўніверсальны, хоць менавіта ён дае самы дакладны вынік.

Што цікава, тыя, хто заспеў часы Савецкага Саюза, памятаюць багацце вырабаў з алюмінія і яго сплаваў, аднак цяпер ад былой велічы не засталося і следу, так як кошт дадзенага металу істотна вырасла. Чаму? Гэта тлумачыцца тым, што пры электралітычным спосабе для атрымання 1 тоны чарнавога алюмінія неабходна выдаткаваць каля 15-17 000 кілават-гадзін электраэнергіі (пастаянны ток). Прычым у гэтым выпадку не ўлічваюцца выдаткі рэдкага криолита, асабліва калі ён быў сінтэзаваны штучна.