Теплопроводность алюминия и серебра: Теплопроводность меди

Содержание

описание и свойства металла, сферы применения и месторождения

Представить современную жизнь без этого металла невозможно. Упаковка таблеток, тара для напитков, начинка холодильника и многое другое – все это алюминий.

Содержание

Что представляет собой
Как был открыт
Мировой опыт
Металл в России
Новое «золото»
История названия
Металл в природе
Месторождения и методы добычи
Физико-химические характеристики
Способы получения
Алюминий vs медь
Где используется
Промышленность
Им восстанавливают редкие металлы из их соединений.
ВПК, авиация и космонавтика
Другие отрасли
Предостережение
Цены

Что представляет собой

Алюминий – это металл, элемент периодической системы Д. И. Менделеева №13. Простое вещество с формулой из одного символа – Al.

Международное обозначение – Al (Aluminium).

Структура решетки – куб, центрированный по граням.

Цвет изначально белый, но на воздухе создается серебристо-матовая пленка-оксид.

По классификации цветных металлов причислен к группе легких (вместе с титаном и магнием).

Алюминий – самый распространенный в земной коре среди металлов и третий среди химических элементов, вслед за кислородом и кремнием.

Как был открыт

Бокситы и глинозем известны людям веками. С алюминием как металлом они познакомились только к середине XIX века.

-50%

Большой выбор украшений из натуральных камней и минералов со скидкой -50%

Show Less

Мировой опыт

История открытия – это опыты ученых-одиночек:

Первую попытку предпринял Парацельс (XVI век). Он выделил из квасцов «квасцовую землю», содержащую оксид неизвестного металла (алюминия).
Два века спустя процесс повторил немецкий химик Андреас Маргграф. Тоже получил оксид металла, которому присвоил название alumina («вяжущий»).
Первые миллиграммы металла выделил датчанин Ганс Эрстед. Физик-практик выбрал исходником хлорид алюминия. Нагревая и воздействуя калийной амальгамой, получил чистый металл.
Чистый калий, а не амальгаму использовал Фридрих Велер. Восстановив металл (получилось несколько крупинок), описал его свойства.
Еще дальше пошел француз Сент-Клер Девиль. Он изготовил слиток металла, использовав метод Велера. Но вместо калия взял натрий. Девиль предъявил слиток публике на Всемирной выставке в Париже (1855 год), сотворив сенсацию. Спустя год получил металл методом электролиза. Такой успех объясним: ученого спонсировал сам Наполеон III, рассчитывавший приспособить металл для военных нужд.

Получение металла промышленными партиями – заслуга американца Чарльза Холла и француза Поля Эру. Независимо друг от друга они к 1886 году разработали методику расплава глинозема в криолите электролизом.

Металл в России

С глиноземом экспериментировали и русские ученые. Метод, предложенный К.И.Байером, стал классическим для алюминиевой промышленности мира.

Первый алюминиевый завод – Волховский – ввели в строй во времена СССР (1932 год).

Производство сырья исчислялось тысячами тонн. Эта отрасль была на особом счету: ее продукт обеспечивал обороноспособность государства.

Сегодня монополист по добыче и переработке сырья – компания «Русал» («Русский Алюминий»).

Новое «золото»

Первый алюминий был дороже золота:

Европейская знать использовала алюминиевые столовые приборы (гостям попроще выдавались серебряные или золотые). Моду задал своим указом император Франции Наполеон III.
Ювелиры изготавливали украшения класса люкс.
Бесценный подарок сделали англичане русскому гению Дмитрию Менделееву – весы с чашами из золота и алюминия.

Дешевый метод появился к началу ХХ века. В 1911 году во французском Дюрене выпустили первую партию металла. Его назвали в честь этого города. А алюминий перешел в разряд бижутерии.

История названия

Латинский термин восходит к корню alumen. Так назывались квасцы, издревле используемые лекарями.

В России металл именовали «серебром из глины», поскольку глинозем – главный компонент глины.

Металл в природе

7,4-8,1% земной коры – это алюминий. В природе представлен горными породами и минералами, формирующими земную кору.

Почти всегда это соединения алюминия:

Бокситы (оксиды с примесью кремния, кальция, железа).
Глиноземы (каолиново-песчаная либо известковая, магнезиальная смесь).
Нефелины (с калием).
Каолиниты.
Корунды.

В сегменте корундов соседствуют «суровый» наждак и ювелирные минералы: сапфир, рубин. Строение их решеток идентично.

«Алюминиевые» самоцветы: сапфир, рубин, изумруд, аквамарин, александрит.

Соединения алюминия найдены в воде рек, морей, океанов. В чистом виде – только в жерлах вулканов.

Месторождения и методы добычи

Главное сырье для получения алюминия – бокситы. Их залежи сосредоточены в тропиках и субтропиках.

Более 8000 видов товара из 500 разновидностей натурального камня. Ежедневное обновление!

Show Less

Добыча алюминия

Россия богата нефелиновыми рудами, источник которых – север страны (Кольский полуостров и Кемеровская область).

Мировые запасы сырья исчисляются миллионами тонн.

Добыча ведется открытым либо закрытым способом.

Физико-химические характеристики

Для практических целей важны следующие свойства алюминия:

Теплопроводность (выше только у меди и серебра).
Легкость, пластичность.
Электропроводность (впереди только медь, золото и серебро).
Неуязвимость к коррозии. Это свойство обеспечивает прочная пленка-оксид, которой на воздухе покрывается металл. Дальше он не окисляется. Взаимодействие с металлами, кислотами, водой нулевое. При удалении пленки химическая активность восстанавливается.
Холодостойкость (на морозе не становится хрупким).

Наконец, с ним легко работается. Металл подходит для любого вида обработки (штамповка, волочение, ковка, прокат, полировка).

Микроструктура алюминия на протравленной поверхности слитка, чистотой 99,9998 %

Способы получения

Бокситная руда – это глинозем (45-58%) плюс соединения железа, титана, кремнезем. Ее транспортируют на обогатительную фабрику.

Для очистки глинозема применяют процесс К.И.Байера:

Руду загружают в автоклав, где нагревают с едким натром, охлаждают.
Отделяют твердый осадок.
Гидроокись осаждают, прокаливают.

На выходе получают оксид алюминия, то есть чистый глинозем. Его тестируют на калибровку и чистоту, затем превращают в алюминий.

Свойства алюминия делают невозможным применение классических для металлов способов восстановления.

Сегодня металл высвобождают способом, придуманным в конце XIX века (метод Холла-Эру).

Изучается возможность производства металлического алюминия через частичное восстановление. Образуется карбид алюминия, который разлагают при 1950°С. По расчетам, он рентабельнее классического.

Из нефелинов попутно получают кальцинированную соду, поташ, цемент, удобрения.

Алюминий vs медь

Эти металлы – соперники на рынке. У каждого свои достоинства и недостатки.

Главные конкурентные преимущества алюминия – легкость, пластичность, дешевизна (втрое по сравнению с медью).

Медь отличается более высокой тепло- и электропроводностью.

Где используется

Характеристики алюминия обусловили его применение во всех отраслях хозяйства – от ракетостроения до производства пищевой фольги.

По степени чистоты металла различают два вида: технический и высокой чистоты.

Промышленность

Металл используют как конструкционный материал и восстановитель.

Например, трубы из него долговечны, надежны. Кроме магистральных газо-, водопроводов, радиаторов отопления, это элементы бензобаков, автомобилей, самолетов, судов. Их используют декораторы и укладчики дорог.

Металлургия

Металл применяется как базис для сплавов. В отличие от природных примесей, сплавы создаются людьми. Их искусственное происхождение обнуляет природные недостатки материала. Например, медь и магний повышают порог прочности.

Алюминиевых сплавов сотни, самые известные:

дюралюминий – плюс медь, магний;
силумин – плюс кремний.

Другие легирующие элементы – железо, никель.

Как мощный раскислитель задействован в производстве сталей. Благодаря ему исключена пористость отливок и слитков.

Им восстанавливают редкие металлы из их соединений.

Электротехника

Это оптимальный материал для ассортимента изделий:

Провода, кабели, тепловое оборудование.
Холодильные, другие криогенные системы.
Клапаны двигателей внутреннего сгорания, нефтяных платформ, турбин.

Алюминий заменяет затратный процесс цинкования.

Энергетика

Металл выступает универсальным вторичным энергоносителем для выработки тепла, производства водорода, электричества для электрохимических генераторов.

Применяется в теплообменниках, радиаторах охлаждения.

Строительство

Газообразующий агент, благодаря которому возможно получение пористого строительного материала.

Технологи работают над созданием пенистого алюминия – сверхлегкого, сверхпрочного материала нового поколения.

ВПК, авиация и космонавтика

Из алюминия сделан первый самолет (1919 год). Сегодня это сырье номер один в авиа- и ракетостроении. Он есть в корпусах самолетов, ракет, спутников.

Алюминий и его соединения – основа либо компонент топлива для ракет.

Дешевый легкий металл приспособили для производства автоматов, гранатометов, пистолетов, взрывчатки.

Другие отрасли

Металл популярен в «мирных» сегментах.

Пищевая промышленность

В пищепроме это упаковка продуктов питания, фольга для кулинарных целей (например, запекания в духовке).

Алюминий – это пищевая добавка Е173.

Столовые приборы для общепита, армии (котелки, фляги), пенитенциарных заведений тоже алюминиевые.

Медицина

Алюмогель – основа препаратов при проблемах желудочно-кишечного тракта. Самые известные – Маалокс, Альмагель.

Ювелирное дело

Ювелиры любили алюминий: его легко обрабатывать, а пленка на поверхности придает сходства с благородной патиной.

Но эти времена прошли. Сегодня металл в почете только у японцев. Мастера выполняют традиционные украшения для причесок, одежды. Они проходят как бижутерия, заменяя элитарное серебро.

Мода прихотлива: сегодня появились украшения класса люкс из бетона как оправы. Так что всплеск популярности ювелирного алюминия не исключен.

Предостережение

Алюминий не заложен изначально в биологические организмы. Но человек получает его микродозы ежедневно – с пищей.

Им богаты горох, пшеница, рис, овсяный «геркулес». Доказана польза алюминия как стимулятора регенерации, развития тканей, работы ЖКТ, ферментов.

Однако его переизбыток (откладывается в костях, мозге, печени, почках) чреват тяжелыми расстройствами нервной системы.

По стандартам РФ, в литре питьевой воды не должно быть более 0,2 мг алюминия.

Алюминиевой посудой пользоваться можно, но ограниченно. Безопасны готовка, подогрев, хранение продуктов с нейтральными характеристиками. Приготовление кислых блюд (щи, томат, компот) опасно. Алюминий поступит в еду, создавая избыточную дозу при попадании в организм, плюс «железный» привкус.

Цены

На 2021 год стоимость тонны сырья на мировых рынках превышает $2000. За последние три года она колебалась, достигая максимума ($2300, май 2018) и минимума (в коронакризисс — $1500, апрель 2020 года).

Сплавы драгоценных металлов в ювелирных изделиях — Полезные материалы на корпоративном сайте «Русские Самоцветы»

О ювелирных изделиях

Современные золотые и серебряные изделия не состоят на 100% из чистого драгметалла. Это связано с физико-химическими свойствами руды, которая слишком мягкая, чтобы самостоятельно держать форму. При этом не стоит путать, что значит ювелирный сплав и вариант для бижутерии. Первый в большинстве своем включает драгметаллы, а для создания второго за основу берутся простые металлы, не обладающие высокой ценностью.

Особенности золота

Чтобы понять, что означает ювелирный сплав, достаточно узнать, что ни одно золотое украшение на 100% не состоит из золотой руды. Обычно в состав включены элементы серебра, меди, платины, цинка, кадмия и никеля. Чем больше платины и серебра в золотой смеси, тем белее ювелирные изделия. А медь дает красный оттенок, придавая украшениям необходимую прочность.

Фиолетовым золото становится, когда включают алюминий и галлий. А голубой оттенок получается при добавлении рубидия и индия. Яркий синий цвет дают включения стали. А зеленый получают при помощи сочетания кадмия и серебра.

Ученые до сих пор экспериментируют с включением различных металлов в золотой «раствор» для получения уникальных оттенков. При этом оптимальным содержанием чистого золота для драгоценностей считается 58,5%.

Особенности серебра для ювелирных изделий

Думаете, из чего состоит серебряный ювелирный сплав? Чаще всего он включает серебро, алюминий и никель. Причем вспомогательные компоненты нужны не только для увеличения показателя прочности, но и для снижения окисления металла. Чистая руда быстро становится черной из-за взаимодействия с кислородом.

Интересный факт. Серебряный ювелирный сплав изобрели более 6000 лет назад. Уже в Древней Индии высокой популярностью пользовались украшения из серебра. А на Руси женщины специально носили серебряные кольца на руках, так как считалось, что данный металл убивает микробов во время дойки коров.

Современный «раствор» из серебра обладает высокой пластичностью, плавится при температуре в +960,5 ⁰С. Металлу свойственна высокая тепло- и электропроводность.

Пробы и маркировки

Для создания уникальных украшений используют не только золото и серебро. К самым популярным сплавам в ювелирном деле относят:

Золотые варианты с пробами 958, 750, 585, 500 и 375. Такие изделия могут включать медь, серебро, цинк и другие примеси для получения нужного оттенка. Твердость плавления зависит от вспомогательных компонентов. К примеру, если включить алюминий в соотношении 78,5% на 21,5%, выходит пурпурно-фиолетовый оттенок, известный среди ювелиров как «Аметистовое золото».
Сплавы из серебра, меди и других компонентов. Оптимальные пробы в ювелирном деле 925, 875 и 916. В промышленности используют варианты с 999, 960, 830 и 800 маркировкой. Пластичность и теплопроводность серебра лежит в основе его широкого применения при создании радиодеталей.
Платиновые сплавы имеют пробу 950, 900 и 850. Этот благородный металл обладает высокой устойчивостью к коррозии. «Чистые» украшение из платины ценятся даже дороже золотых вариантов.
Сплавы с палладием только набирают популярность среди покупателей и ювелиров. Этот драгоценный металл имеет пробы 850 или 500. Он обладает уникальным матовым белым цветом. При этом палладий не вызывает аллергии, в отличие от золота, где может содержаться никель.

В списке сплавов, применяемых в ювелирном деле, указаны метрические пробы. Они считаются общепризнанными в России. Введение такой маркировки датируется 1927 годом. Основана система на процентном содержании чистого драгоценного металла относительного общего веса сплава.

Какие металлы используют в бижутерии

Сплавы драгоценных металлов для ювелирных изделий имеют строгую маркировку, и их качество отслеживается на государственном уровне. А вот для изготовления бижутерии используют различные металлы, украшая их напылением из серебра и золота или полудрагоценными камнями. Стоимость таких изделий намного меньше, поэтому их чаще приобретают молодые люди для ежедневной смены стиля.

К основным металлическим «смесям», используемым для создания дизайнерской бижутерии, относят:

Мельхиор — сплав меди, никеля, марганца и железа. Уникальный состав был известен ювелирам еще в 3 веке до нашей эры, и называли его тогда «белой медью». Чаще всего из такого металла изготавливают уникальную посуду и браслеты.
Бронза получается из смеси олова и меди. Такой слав пользовался спросом во времена Бронзового века. Именно в тот период их сплава выливали оружие, украшения, посуду и предметы быта. Современные бронзовые сплавы относятся к высокотехнологичным материалам, которые «разбавляют» цинком, никелем, алюминием, фосфором и другими компонентами для получения уникальных свойств.
Нейзильбер — сплав из меди, никеля и цинка. Большое количество никеля дает белый красивый цвет, чем-то напоминающий натуральное серебро. Нередко именно из этого материала производят государственные награды и медали. А также его часто применяют для получения красивой ювелирной филиграни и финифти.
Пьютер — материал на базе олова. Ювелирные изделия из такого металла не содержат свинца и никеля, поэтому не вызывают аллергических реакций. Сплав идеально подходит для литья и легко поддается обработке. Впервые материал был обнаружен в египетской гробнице, чья дата основания датируется 1450 г. до нашей эры.
Латунь — популярный материал для создания украшений и сантехнических изделий. Он получается путем смеси меди, цинка и вспомогательных компонентов. Известна латунь была уже в Древнем Риме.

Чтобы бижутерия смотрелась как изделия из ювелирного драгоценного сплава, на нее наносят специальное покрытие (гальваническое). Это распространенный способ золочения, позволяющий использовать минимального количество драгметаллов для создания красоты и блеска.

Как выбрать ювелирные изделия по сплаву

Применение различных сплавов в ювелирном деле очень широко, поэтому часто бывает сложно разобраться во всех бирках и пробах. Если вы хотите получить действительно дорогое и качественное изделие, обратите внимание на следующие нюансы:

Оптимальное содержание золота в сплаве — 58,5%, на что указывает проба 585. Такие изделия не чернеют и не теряют своего блеска. Помимо пробы в прямоугольной выемке рядом должен быть штамп с изображением профиля женщины в кокошнике. Эта маркировка обязательна для отечественных украшений.
Самый ценный серебряный сплав — 925 пробы, где серебра 92,5%. Такие изделия не гнутся и не плавятся. Чернеть они могут при постоянном контакте с водой. Поэтому серебряные кольца и серьги лучше хранить отдельно в шкатулке, снимая на время водных процедур и сна.
Платиновый сплав не столь популярен, но если вы его найдете в ювелирном салоне, посмотрите, в какой форме сделано углубление под пробой. Это должен быть многоугольник с цифрами по центру. Оптимальной для драгоценностей считается проба 900 и 950.

Важно! Помимо пробы и клейма на самом изделии к украшению обязательно должна прилагаться бирка. В ней содержится много информации о производителе и поставщике. А также с 2020 года будет нанесен специальный штрих-код, который расскажет всю «историю» изделия.

Советы аллергикам

Маленький секрет от ювелиров. Если вы страдаете аллергией на золото, скорее всего она вызвана наличием никеля в составе украшений. Чтобы не портить себе настроение невозможностью носить драгоценности, обратите внимание на платиновые сплавы. Они также красивы и дороги, как и золото. Среди них есть драгоценности с бриллиантами, сапфирами и другими самоцветами.

Если позволяют финансы, можно купить изделия из палладия. Они отличаются прочностью и долговечностью. И также украшаются драгоценными камнями. А если палладий и платина не по карману, можно выбрать ажурные серебряные изделия. Их очень много представлено во всех ювелирных магазинах страны.

Что должно быть на бирке

Вне зависимости от типа ювелирного сплава, к каждому изделию обязательно прилагается бирка, закрепленная на нервущуюся леску или нитку с печатью производителя. На самой этикетке содержатся сведения о типе металла, количестве карат в драгоценных камнях и место их добычи. Дополнительно может быть прописан вариант обработки и дата изготовления.

Компания

Заказчикам

Партнерам

Каталог

VIP-зал

8 (800) 555-09-80

Купить онлайн

Вход в систему оптовых заказов

Забыли пароль?

Зарегистрироваться

Ваша учетная запись удалена!

Вы можете обратиться к менеджеру по телефону +7-921-894 52 47, чтобы уточнить детали

Забыли пароль?

Введите адрес, указанный при регистрации. Мы вышлем вам инструкции по получению нового пароля.

Готово!

Мы вышлем вам инструкции по получению нового пароля.

Сменить пароль