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铝

原图链接铝卷板来自机电之家

中文名：铝 外文名：Aluminum 化学式：Al 相对原子质量：26.981539 化学品类别：金属单质 管制类型：粉状管制

银白色轻金属。有延展性。商品常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。铝粉和铝箔在空气中加热能猛烈燃烧，并发出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液，难溶于水。相对密度2.70。熔点660℃。沸点2327℃。铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素。航空、建筑、汽车三大重要工业的发展，要求材料特性具有铝及其合金的独特性质，这就大大有利于这种新金属铝的生产和应用。 应用极为广泛。

主要性质

铝为银白色轻金属。有延展性。商品常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。铝粉和铝箔在空气中加热能猛烈燃烧，并发出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液，不溶于水。相对密度2.70。熔点660℃。沸点2327℃。

以其轻、良好的导电和导热性能、高反射性和耐氧化而被广泛使用。做日用皿器的铝通常叫“钢精”或“钢种”。

由于铝的活泼性强，不易被还原，因而它被发现的较晚。1800年意大利物理学家伏特创建电池后，1808～1810年间英国化学家戴维和瑞典化学家贝齐里乌斯都曾试图利用电流从铝钒土中分离出铝，但都没有成功。贝齐里乌斯却给这个未能取得的金属起了一个名字alumien。这是从拉丁文alumen来。该名词在中世纪的欧洲是对具有收敛性矾的总称，是指染棉织品时的媒染剂。铝后来的拉丁名称aluminium和元素符号Al正是由此而来。

1825年丹麦化学家奥斯特发表实验制取铝的经过。1827年，德国化学家武勒重复了奥斯特的实验，并不断改进制取铝的方法。1854年，德国化学家德维尔利用钠代替钾还原氯化铝，制得成锭的金属铝。

主要用途

物质的用途在很大程度上取决于物质的性质。因为铝有多种优良性能，所以铝有着极为广泛的用途。

(1)铝的密度很小，仅为2.7 g/cm，虽然它比较软，但可制成各种铝合金，如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等。这些铝合金广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制造工业。此外，宇宙火箭、航天飞机、人造卫星也使用大量的铝及其铝合金。例如，一架超音速飞机约由70%的铝及其铝合金构成。船舶建造中也大量使用铝，一艘大型客船的用铝量常达几千吨。

(2)铝的导电性仅次于银、铜，虽然它的导电率只有铜的2/3，但密度只有铜的1/3，所以输送同量的电，铝线的质量只有铜线的一半。铝表面的氧化膜不仅有耐腐蚀的能力，而且有一定的绝缘性，所以铝在电器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。

(3)铝是热的良导体，它的导热能力比铁大3倍，工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。

(4)铝有较好的延展性(它的延展性仅次于金和银)，在100 ℃～150 ℃时可制成薄于0.01 mm的铝箔。这些铝箔广泛用于包装香烟、糖果等，还可制成铝丝、铝条，并能轧制各种铝制品。

(5)铝的表面因有致密的氧化物保护膜，不易受到腐蚀，常被用来制造化学反应器、医疗器械、冷冻装置、石油精炼装置、石油和天然气管道等。

(6)铝粉具有银白色光泽(一般金属在粉末状时的颜色多为黑色)，常用来做涂料，俗称银粉、银漆，以保护铁制品不被腐蚀，而且美观。

(7)铝在氧气中燃烧能放出大量的热和耀眼的光，常用于制造爆炸混合物，如铵铝炸药(由硝酸铵、木炭粉、铝粉、烟黑及其他可燃性有机物混合而成)、燃烧混合物(如用铝热剂做的炸弹和炮弹可用来攻击难以着火的目标或坦克、大炮等)和照明混合物(如含硝酸钡68%、铝粉28%、虫胶4%)。

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(8)铝热剂常用来熔炼难熔金属和焊接钢轨等。铝还用做炼钢过程中的脱氧剂。铝粉和石墨、二氧化钛(或其他高熔点金属的氧化物)按一定比率均匀混合后，涂在金属上，经高温煅烧而制成耐高温的金属陶瓷，它在火箭及导弹技术上有重要应用。

(9)铝板对光的反射性能也很好，反射紫外线比银强，铝越纯，其反射能力越好，因此常用来制造高质量的反射镜，如太阳灶反射镜等。

(10)铝具有吸音性能，音响效果也较好，所以广播室、现代化大型建筑室内的天花板等也采用铝。

（11）耐低温，铝在温度低时，它的强度反而增加而无脆性，因此它是理想的用于低温装置材料，如冷藏库、冷冻库、南极雪上车辆、氧化氢的生产装置。

(12）是两性氧化物

铝的合金强化

纯铝的力学性能不高，不适宜制作承受较大载荷的结构零件。为了提高铝的力学性能在纯铝中加入某些合金元素制成合金，常加入的合金元素有铜、镁、铬、锌、硅、锰、镍、钴、钛及锶等，稀土元素在某些合金中加入。这些合金元素加入后通过以下几个方面对铝进行强化。

1、固溶强化 合金元素加入纯铝中形成无限固溶体或有限固溶体，不仅能获得高的强度，而且还能获得优良的塑性与良好的压力加工性能。在一般铝合金中固溶强化最常用的合金元素是铜、镁、锰、锌、硅、镍等元素。一般铝的合金化都形成有限的固溶体，如Al-Cu，Al-Mg，Al-Zn，Al-Si，Al-Mn等二元合金均形成有限固溶体，并且都有较大的极限溶解度能起较大的固溶强化效果。

2、时效强化 铝合金热处理后可以得到过饱和的铝基固溶体。这种过饱和铝基固溶体在室温或加热到某一温度时，其强度和硬度随时间和延长而增高，但塑性降低。这个过程就称时效。时效过程中使合金的强度、硬度增高的现象称为时效强化或时效硬化。

3、过剩相强化 当铝中加入的合金元素含水量超过其极限溶解度时，淬火加热时便有一部分不能溶入固溶体的第二相出现称之为过剩相。在铝合金中过剩相多为硬而脆的金属间化合物。它们在合金中起阻碍滑移和位错运动的作用，使强度、硬度提高，而塑性、韧性降低。合金中过剩相的数量愈多，其强化效果愈好，但过剩相多时，由于合金变脆而导致强度、塑性降低。

4、细化组织强化 在铝合中添加微量元素细化组织是提高铝合金力学性能的另一种重要手段。

变形铝合金中添加微量钛、锆、铍、锶以及稀土元素，它们能形成难熔化合物，在合金结晶时作为非自发晶核，起细化晶粒作用，提高合金的强度和塑性。

铸造铝合金中常加入微量元素作变质处理来细化合金组织，提高强度和塑性。变质处理对不能热处理强化或强化效果不大的铸造铝合金和变形铝合金具有特别重要的意义。比如在铝硅铸造铝合金中加入微量钠或钠盐或锑作变质剂进行变质处理，细化组织可以显著提高塑性和强度。同样在铸造铝合金中加入少量锰、铬、钴等元素能使杂质铁形成的板块状或针状化合物AlFeSi细化，提高塑性，加入微量锶可消除或减少初晶硅，并使共晶硅细化；粒子园整度提高。

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5、冷变形强化 冷变形强化亦称冷作硬化，即金属材料在再结晶温度以下冷变形，冷变形时，金属内部位错密度增大，且相互缠结并形成胞状结构，阻碍位错运动。变形度越大位错缠结越严重，变形抗力越大，强度越高。冷变形后强化的程度随变形度、变形温度及材料本身的性质而不同。同一材料在同一温度下冷变形时，变形度越大则强度越高。塑性随变形程度的增加而降低。

危害介绍

铝的不当使用也会产生一些副作用。有资料报道：铝盐可能导致人的记忆力丧失。澳大利亚一个私营研究团体说：广泛使用铝盐净化水可能导致脑损伤，造成严重的记忆力丧失，这是早老性痴呆症特有的症状。 研究人员对老鼠的实验表明，混在饮水中的微量铝进入老鼠的脑中并在那里逐渐积累，给它们喝一杯经铝盐处理过的水后，它们脑中的含铝量就达到可测量的水平。！

研究发现，铝元素能损害人的脑细胞，

根据世界卫生组织的评估，规定铝的每日摄入量为0-0.6mg/kg，这里的kg是指人的体重，即一个60kg的人允许摄入量为36mg。

我国《食品添加剂使用标准GB2760-2011》中规定，铝的残留量要小于等于100mg/kg。以此计算，一个体重60kg的人每天吃油条不多于360g就不必担心。

铝在人体内是慢慢蓄积起来的，其引起的毒性缓慢、且不易察觉，然而，一旦发生代谢紊乱的毒性反应，则后果非常严重。因此，必须引起我们的重视，在日常生活中要防止铝的吸收，减少铝制品的使用。

铝及其化合物对人类的危害与其贡献相比是无法相提并论的，只要人们切实注意，扬长避短，它对人类社会将发挥出更为重要的作用。

• 避免方法：

1．避免使用铝制成的炊具

2．少吃炸油条、由铝包装的糖果等食品，少喝易拉罐装的软饮料

3．部分药品由含铝物质制成，应减少服用

发展历史

改革开放以来，中国铝工业取得了长足发展，已成为世界铝工业大国，形成了从铝土矿、氧化铝、电解铝、铝加工、研发为一体的比较完善的工业体系。

2006年，中国铝业从2005年的全行业亏损迅速转为全行业实现利润324亿元、利税500多亿元。国内产能的迅速集中扩张使氧化铝进口量10年来首次出现同比下降，氧化铝对外依存度较上年的45%明显降低。近年来，国内氧化铝生产中强化烧结、管道化溶出、选矿拜尔法等技术得到广泛使用；电解铝落后的自焙槽生产能力被淘汰，2006年，电解铝1200万吨产能中160kA及以上产能占83%，已经全部淘汰落后的自焙槽生产能力，部分小型预焙槽生产能力得到改造。

电解铝方面，国家发展改革委下发通知，从2006年6月30日起实施电价调整方案，全国上网电价平均上调11.74元/千千瓦时，销售电价平均提高24.94元/千千瓦时，相当于销售电价每度上调2.494分钱。由于电解铝在所有工业产品中耗电量最大，每生产1吨电解铝的耗电量就高达1.5万度。国家利用电价调整对该行业进行调控，可以让一些竞争实力强大的电解铝企业获得较为优越的生存环境，而一些规模小、生产能力落后的企业则有可能淘汰出局。

当能源价格不断攀升之时，世界各大铝业公司开始把建设铝业生产基地的目光转向电价低廉的中东和非洲。通过降低左右生产成本的电费，确保铝业生产的价格竞争力，成为世界各大铝业公司的着眼点。从国内政策面上分析，国家产业政策给铝行业定位在满足国内需求上，且在对高精尖产品和低技术含量产品在政策上将会有区别。因此，上下游铝企业对于行业所出现的政策性和结构性拐点，应着眼于内销市场，扩大铝在国内市场的应用；扩大铝应用领域，提高铝应用的附加值、提升技术含量。另外，铝生产企业应该多关注相关行业和下游行业发展动向，特别是掌握交通运输、电力、包装、家电等行业发展趋势，同时加大技术攻关和科技投入。

中国铝型材行业的概况

中国铝型材工业经过50多年的发展，成为了世界上铝型材生产大国。截至2007年，中国在产的铝挤压厂600多家，挤压生产线约3500条企业数量、生产能力、产量均居世界第一，已成为世界铝挤压材生产大国；经过近几年产品结构的调整和市场调节，铝加工厂数减少，分布在逐步分散；产品出口增加，成为世界上最主要的铝型材生产和净出口国家。

• 产量

2007年中国铝加工材快报产量1175.9万吨，与2006年快报数814.8万吨相比增加44.3%。估计型材为660万吨，比2006年增长36.2%。

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• 分布

从铝加工行业来看，珠江三角洲、长三角、环渤海等三地区，以河南为代表的中部地区发展较快。新世纪以来，全国铝加工材产量前10位省区总产量占全国总产量的所占比率在逐渐上升，2000年为82.1%，2005年为84.7%，2006年达到87.1%，2007年87.63%。广东和河南两省产量排位继续保持前两名，所占比例仍在上升。产量增幅较快的省份是山东和湖南，山东排位由2006年的第六上升到第三，产量接近100万吨，达到99.48万吨，比2006年增加85.6%。湖南省以21.12万吨的好成绩后来居上，把产量增幅相对不大的河北省挤出前十名。

广东省的建筑铝型材业在国内具有突出的地位，具有绝对的优势。广东省是中国铝型材加工、制造的大省，同时又是铝的消费大省。目前，广东省的铝加工量超过300万吨/年，综合产值超过1000亿元，已形成具有明显规模优势和品牌优势的产业。据中国有色金属工业协会统计，2006年全国获得生产许可证铝型材厂有560多家，广东省有210余家；全国铝挤压材产量前10名的企业中广东省占了6家，广东省铝型材生产量占全国55%左右，市场占有率超过全国的45%。全国拥有中国名牌的铝加工企业共有17家，广东省有10家单位，其中9家为铝型材厂，1家为板带箔生产企业。

• 出口

2007年，中国铝材净出口量增加了110.0%（见表2）。其中，平轧产品的贡献明显。型材出口84.5万吨，比2006年仅增加了24.1%，增幅同比下降56.1%。主要受欧美房地产业不景气和国家7月1日取消出口退税的影响。

• 动向

（1）电解铝与加工企业相互延伸

典型的大型电解铝企业有：中铝兰州连城铝业、中铝青海铝业、河南焦作万方、青铜峡铝业、内蒙霍林河鸿骏铝电集团、河南淅川、浙江华东铝业等纷纷增加铝加工项目或铸坯项目。加工企业向有资源地区寻找合作伙伴或办厂，如渤海铝、银一百、华昌等企业。

（2）中国铝加工企业积极上市融资

铝加工企业利用国内外资本市场，积极开展多种方式进行融资，为企业的发展壮大获得必要的资金支持。已经上市的铝加工企业有中铝西北铝，山东南山、浙江栋梁、常熟铝箔、新疆众和等。正在准备上市的企业有河南明泰、广东兴发、闽发、山东鲁丰铝箔、厦顺、苏州罗普斯金等。

（3）高速列车车体型材成功应用在我国自主知识产权的300km/h列车上，标志着中国已经跨入世界上能够生产300km/h高速列车型材国家的行列。

（4）工业型材、高档节能型建筑型材产品比例增加。

（5）各种新技术在铝加工生产中得到了应用。

视频

最简单的铝焊接方法

铝热反应微型实验