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纯铝的性质

2018-05-08 08:50:22

      纯铝的性质:铝可根据其纯净度分为“纯铝”和“精铝”。纯铝目前没有一个   的标准来定义,而一般把没有人为添加合金元素的纯净度至少为99%的铝称为纯铝。工业纯铝常常用于描述铝含量为99.5%和99.8%之间的铝等级。高纯铝的纯度可从99.8%至99.95%。精铝纯度至少为99.95%,它是直接从原铝生产而来的或用特殊的精炼技术回收新的废铝而来的。这些精制等级的铝主要用于电机工程、半导体技术、低温电子元件。精铝的物理性质:这些性质有许多都是不变的。但是,有些却是根据环境,尤其是温度变化,还有一些对合金添加物或结构改变很敏感。因为这些属性在实际中是很重要的。铝的密度:由于铝具有许多吸引人的性质,它在很多技术领域有相当的重要性。低密度是它的一个重要性质之一,这使得它在很多应用上从经济和生态角度上讲都是   合适的材料,与其他重金属相比铝的条件   有利。其低密度使它在运输上的质量明显减少。在机械工程应用上,减少质量可以减少操作和存储的花费。即使在固定应用上,额外质量的减少通常可以节约成本。密度是随着温度变化的,由于热力学膨胀,它随着温度升高而下降。凝固时,其体积压缩了6.5%,也就表明了它本身密度增加了。这种收缩就导致了固态铝锭内部间隙的形成。铝的导电性:所有铝基材料都有相当高的导电性,纯铝的导电性   强,电导和电阻随结构明显改变,因此它受合金添加物和残留元素包括少量杂质和微观结构影响。等级尽可能高的精铝用于需要   高电导率的应用中。因此所用的金属薄征是用隧道式蚀刻术腐蚀的,用于传导电流的精铝表面通常很精糙也是为了增加其表面区域。铝含量高于99.99%的精在低于临界转变温度时发生超导现象。铝的导热性:标准铝基材料的热导率在80-230w/mk。在很多应用领域良好的导热性是很有益的。金属的导热机理和导电机理是类似的,铝是磁中性的,也就是没有铁磁性的自由体,铝和其合金都有弱的顺磁性。铝的摩擦性质:因为摩擦力主要依赖于润滑剂或方位层的自然压力和流体静力学压力,所以对不同材料之间的摩擦系数我们不能找到一个普遍使用的常量。干摩擦情况下,摩擦系数依赖于表面的粗糙度及硬度和所用材料的化合物类型。如果铝表面   克服在没有任何润滑剂的情况下的相互滑动,建议那部分做一下电镀处理,静摩擦系数可以定义为在滑动   先发生的斜面处倾斜角的正切值。铝的光学性质:铝有很好的光学性质。裸露的铝表面通常对光、热及很宽范围内的电磁辐射有很高的反射率,同时,高的反射率也就意味着对入射辐射的很小的吸收率。因此铝尤其适合制造反射镜以及作为防止热辐射和辐射损失的产品。材料和放射物间的交互作用受表面区域限制。因此,其性质非常依赖于表面状况,它们受表面处理的影响至关重要。入射辐射的一部分能量将会被反射而其余的就被吸收了。反射率常常依赖波长、类型及辐射源的温度。如果材料的纯度高,氧化层对反射率仅有很小的影响。反射率随膜层厚度的增加而减小;而底层的姑质量越少,减小得就越多。在可见光范围内,氧化层内含量的外来杂质可引起钝化,以上所有这些就导致了光谱反射量的减少,而总的反射没有受到很明显的影响。在热辐射下,总的反射显然完全与纯度无关。另一方面,由于关于红外辐射的氧化层的吸收增加,在这里膜层厚度的影响明显比可见光谱范围大。因为反射率等于吸收率,就像灰全的单位电导率C和黑体的单位电导率Cs一样,反射率也是这样定义的。基于大量测量的单位电导率。合金的电导率值类似于纯金属的电导率值。鉴于粗糙的表面对辐射有利,经过酸洗而不需连续抛光后得到的表面的电导率明显要低,可以通过镀铝层后有很高的电导率的材料获得显著减小的辐射。长波长的热辐射,阳极铝的单位电导率接近膜层厚度不断增加的黑体的电导率。随着辐射温度的升高,任何一种情况下单位电导率都减小。阳极化处理通过一个一般的曲线上移和突出极大值来证实;这些都要归功于氧化物膜层的特征辐射。也包括反射率对波长的依赖决定于能级曲线这一说法。纯铝的力学性能还没有像物理性质那样被彻底地研究出来。事实上铝很软而且是面心立方结构,这就意味着它能够进行热加工和冷加工。

       铸造铝合金的结构:铸造合金很明显的需要有很好的铸造性能,强度是次要的。这意味着有时候铸造和锻造合金的组分有很大的不同。此外,铸造合金的组分被调整来符合使用的特殊的铸造工艺(比如,砂型铸造成,   模铸造或压铸)。铸造合金的通常使用   材料来生产,并且原铝只是在特别的要求需要满足的时候才使用。AL-Si铸造合金:Si含量在5%-20%之间的铝合金有很好的铸造性能,这归因于AL-Si在存在12.5%的Si时的共晶状态。它们被改性后有很好的力学性能,例如在合金中添加钠。抗拉强度随着Si含量量的增加而增加。改性处理,它对接近共晶组分特别地有效,导致了强度和延展性的增加。这个行为是所有改善合金结构的手段中典型的。Fe以残余的量存在,有降低了黏性的趋势——这个和铸件的表面质量一样是特别重要的因素并且涉及机器的维护。然而,其缺点是Fe导致了在Si存在下针状的形成,针状物降低了合金的强度和延展性。Fe含量因此需要受到限制。AL-Si-Mg铸造合金包含少量加入的Mg,并且能被自然时效和人工时效。   普遍的合金大概有5%,7%或10%的Si。镁的加入导致高的强度;另外,它提供铸件一定的延展性,延展性奖依据回火。   佳量的镁是在0.3%-0.5%,并且随着硅含量的增加而降低。铜以残量存在或者在含5%的硅的合金中作为炼制合金的添加物。即使铁导致了黏性如期望的降低,但铁的含量   限制,因为它也能导致了延展性的强烈的降低。为了确保合金没有黏性,锰的含量增加到0.5%-0.8%,并且有   多的非常令人满意的提高热强度的效果。额外加入0.5%的镁被使用来提高抗拉强度。然而,超过0.5%镁,0.2钠的非比例延伸强度并不进一步增加。这些合金都是可焊的和耐腐蚀性的,这里没有应力腐蚀破裂的铖险。它们有很好的疲劳和热疲劳强度。AL-Cu-Si铸造合金:这个合金系统跨越一个广泛的范围,含量4%-10%硅和1%-4%铜。其他使用的合金元素包括1-0.6%镁和0-0.6%锰。锌,曾经只以残量存在,现在日益被作为一种合金元素加入,直到30%的锌含量都是可能的。小量的镁在铜存在的时候可使强度明显的增加,尤其是在含铜1%-4%时;而断裂伸长率有相应的降低。抗拉强度随着镁含量的增加而增加,直到0.3%的镁;在   高的情况下,相反的情况发生。含镁的AL-Cu-Si合金可以被自然时效或人工时效。铸态含有接近0.1%的镁的AL-Cu-S合金可以被自然时效或人工时效。铸态含有接近0.1%的Mg的AL-Cu-Si合金的强度有明显的增加,这是在室温自然时效的结果。AL-Mg铸造合金:AL-Mg铸造合金含量有3%-12%的镁。随着镁含量的增加强度增加。超过大概7%的镁,   通过热处理来均化它的结构,这样可得到好的拉伸性能。

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