Использование алюминия: сферы применения чистого металла и его сплавов

Алюминиевый корпус от American Media Systems

В последнее время технологии производства процессоров, материнских плат, видеокарт претерпели значительные улучшения. Каждый квартал выходят новые продукты, которые превосходят своих предшественников. Новые модели обычно быстрее и лучше предыдущих. Скорее всего, тенденция такого быстрого развития технологий сохранится и дальше.

Обычно тема выбора корпуса для компьютера не часто обсуждается, ведь корпус не самая важная часть ПК

Люди, собираясь приобретать корпус, обращают внимание на вид корпуса, количество слотов для дисководов и мощность блока питания, но есть ещё ряд других особенностей

Обычные корпуса имеют несколько недостатков: большой вес, плохой дизайн. gTower это корпус от American Media Systems, который лишён названных недостатков. Давайте посмотрим, чем хорош этот корпус.

Почему корпус сделан из алюминия?

Алюминий — это лучший материал для производства корпуса, так как он обладает уникальными качествами. Алюминий имеет высокую теплопроводность (кстати, именно поэтому из него делают кулеры), низкую плотность и вследствие этого, меньшую, чем у других металлов, массу. Он мало подвержен коррозии благодаря образованию оксидной пленки, также алюминий мало пачкается и легко моется.

Однако если бы алюминий не имел значительных недостатков, он бы намного шире использовался в компьютерной индустрии. Сварка алюминия, к примеру, более трудоемкая по сравнению со сталью, поэтому алюминиевые корпуса большей частью клепаются.

Алюминий стоит довольно дорого. Алюминий добывается двумя путями: из горной руды и утилизацией отходов. Благодаря низкой температуре плавления алюминия (660?С), процесс утилизации алюминия очень прост, но он не снижает цены на алюминиевые корпуса.

Второй способ производства алюминия — из руды, которая называется бокситом. Для этого необходимо, чтобы боксит был переведён в оксид алюминия, а затем из оксида алюминия путём электролиза можно получить чистый алюминий. Чтобы получить тонну алюминия нужно 4 тонны боксита (из него получается 2 тонны оксида). Главной причиной высокой стоимости такого производства является способ выработки алюминия. Для того чтобы получить оксид алюминия, боксит подвергают обработке высокой температурой и давлением во время процесса Байера. Процесс Байера – это химический процесс получения оксида алюминия из боксита в растворе едкого натра. Из раствора фильтруется гидроксид алюминия, едкий натр утилизируется и при прокаливании гидроксида получается очищенный оксид алюминия – белый зернистый порошок.

В конце концов, из оксида получают алюминий. Для получения 1 кг алюминия необходимо 150 кВт-часов энергии.

Большинство производителей корпусов не используют алюминий для производства, хотя и признают, что он имеет отличные характеристики, и только лишь некоторые производители выбирают алюминий. Причина этому – распространенность железа. Характеристики железа задаются выбором пропорции с углеродом, что позволяет производителям создавать конкурентоспособные корпуса с низкой стоимостью. Итак, алюминиевые корпуса немногочисленны по многим причинам, что в свою очередь мешает выставлять конкурентоспособные цены.

Краткая история корпусов

По сути дела, корпуса не сильно изменились за последнее время. В середине 90х годов в Европе был принят стандарт корпусов CE, заставивший производителей следовать ему. По стандарту, корпуса должны защищать от электромагнитных излучений и шума. В соответствии со стандартом необходимо использовать большое количество металла, поскольку нужно закрыть пластинами корпус со всех сторон. Пластмассовые передние панели ушли из жизни.

В конце концов, на рынок вышел стандарт ATX, полностью заменивший устаревший AT.

Главное изменение в ATX корпусе заключается в форм-факторе материнской платы, она размещается вертикально (при этом процессор обдувается воздухом из блока питания). Гнёзда для клавиатуры, мыши, COM и LPT порты размещаются на материнской плате и доступны на задней панели корпуса.

5.1. Алюминий — материал будущего

Уже сейчас трудно найти отрасль промышленности, где бы не использовался алюминий или его сплавы — от микроэлектроники до тяжёлой металлургии. Это обуславливается хорошими механическими качествами, лёгкостью, малой температурой плавления, что облегчает обработку, высоким внешними качествами, особенно после специальной обработки. Учитывая перечисленные и многие другие физические и химические свойства алюминия, его неисчерпаемое количество в земной коре, можно сказать, что алюминий — один из самых перспективных материалов будущего.

По оценкам экспертов, к 2010 году объём задействованного в возведении зданий и иных инженерных сооружений алюминия (таких, как мосты или спортивные массовые объекты) удвоится в сравнении с показателями 2006 года.

При этом, впрочем, неверно было бы полагать, что алюминий является основным материалом для строительства, например, тех же небоскрёбов. Очевидно, что несущие конструкции многоэтажных зданий в настоящее время и в ближайшем будущем будут сооружаться из неплохо себя зарекомендовавших бетона и стали. Однако всё чаще встающая перед строителями задача максимально облегчить давление на опоры и фундамент строящегося здания уже не может быть решена без применения алюминия.

Во-первых, фасады современных высотных зданий в основном состоят из алюминиевых конструкций, соединяющих в себе и прочность, и относительно небольшой вес.

Во-вторых, более функциональна по сравнению с кровлей из традиционных материалов кровля из алюминия.

В-третьих, не следует забывать об увеличивающемся числе офисных зданий, алюминиевые перегородки между помещениями в которых позволяют выполнить требования надёжности и экономичности.

В-четвёртых, широкое применение данный металл нашёл в производстве дверных и оконных проёмов.

В-пятых, в настоящее время вентиляционные системы новостроек практически полностью состоят из алюминия.

В-шестых, алюминий поистине незаменим для воплощения в жизнь богатых фантазий современных архитекторов и дизайнеров, которых хлебом не корми, но дай устроить на широкой лоджии зимний сад или какую-нибудь витиеватую решётку.

Ну и, наконец, как не вспомнить о таком важном элементе городской архитектуры, как многочисленные торговые точки — всевозможные павильоны, киоски и ларьки также в немалой своей доле изготавливаются из алюминия и его сплавов. Таким образом, всё говорит за то, что алюминий будет использоваться в строительстве максимально широко — по той простой причине, что достойной альтернативы ему в данный момент не существует

Транспорт

Алюминий в легковых автомобилях

Средняя масса алюминия в легковых автомобилях в Европе в 2006 составляла около 118 кг и продолжала увеличиваться. Его доля в различных компонентах и деталях автомобилей составляет (в килограммах на один автомобиль):

• блоки цилиндров двигателей: 40,3
• трансмиссия: 16,3
• шасси, подвеска и управление: 12,5
• колеса: 17,7
• теплообменник: 12,3
• тормоза: 3,7
• кузов: 6,8
• тепловые экраны: 1,4
• бамперы: 2,8
• другие компоненты: 3,9.

Алюминиевый блок цилиндров автомобиля

Алюминиевый автомобильный колесный диск

Применение алюминия для изготовления автомобильных деталей обусловлено следующими его свойствами:

• низкая плотность;
• прочность;
• жесткость;
• вязкость;
• стоимость;
• коррозионная стойкость.

Алюминиевая рама автомобиля

Алюминиевые сплавы для грузовых автомобилей

Алюминиевые сплавы для автомобильных цистерн

Производство алюминиевых автомобильных цистерн

Алюминиевые сплавы для кузовов самосвалов

Производство алюминиевых кузовов самосвалов

Алюминиевые сплавы для автомобильных фургонов

Алюминиевые сплавы для шасси грузовых автомобилей

Алюминий в вагоностроении

Конструкция высокоскоростного поезда Intercity Express из прессованных алюминиевых профилей – Германия, 1992

Алюминиевый вагон городского рельсового транспорта

Грузовой алюминиевый вагон для перевозки угля

Алюминевый патрульный катер

Круизный лайнер с алюминиевой надстройкой

Алюминиевая яхта-катамаран

Алюминиевые сплавы для самолетов

Первый самолет братьев Райт в 1903 году был в основном деревянным с алюминиевым двигателем.

Среди алюминиевых сплавов, которые применяют в самолетостроении доминируют высокопрочные деформируемые сплавы, такие как, сплав 2024 (содержащий медь и магний) и сплав 7075 (содержащий магний, цинк и немного меди). Большинство алюминиевых сплавов, которые применяются в самолетостроении, являются несвариваемыми и их соединяют в основном заклепками.

На рисунках ниже показано применение сплавов серии 2ххх для изготовления фюзеляжа самолета и сплавов серии 7ххх – для крыльев.

(a)

(б)

Применение алюминиевых сплавов в самолетостроении: а – сплавы серии 7ххх для фюзеляжа и б – сплавы серии 2ххх для крыльев .

Аэробус А380

Основные требования к алюминиевым сплавам в аэрокосмической промышленности:

• низкая плотность;
• высокая прочность;
• точность механической обработки;
• коррозионная стойкость;
• стоимость.

Медицина

Оборудование и инструменты

Анодированный алюминий широко применяется для изделий и деталей в медицинском и зубоврачебном оборудовании, в том числе:

• Внутренняя отделка больничных палат и медицинских кабинетов
• Инструменты, которые способны выдерживать регулярную стерилизацию в автоклаве
• Больничные кровати, носилки, коляски и другие средства для перемещения пациентов
• Оборудование для медицинского кислорода
• Зубоврачебное оборудование и инструменты
• Рентгеновские аппараты
• Оборудование для диализа.

Упаковка лекарств

Алюминиевая фольга является непревзойденным барьером, который надежно защищает лекарства от микроорганизмов, солнечного света, кислорода и других газов. Поэтому эта фольга является основным материалом для защитной упаковки лекарств и фармацевтических материалов.

Лекарственные таблетки в алюминиевой упаковке

Алюминий: сфера применения

Одним из самых популярных металлов и наиболее часто применяемым в быту, строительстве, ремонте, медицине и других сферах является алюминий. Это легкий и пластичный материал, распространенное химическое соединение, которое содержится в земной коре.

Алюминий имеет ряд преимуществ:

1. Устойчив к коррозии.
2. Подвержен штамповке.
3. В своих соединениях не токсичен, не выделяет вредных веществ, экологически безопасен.
4. Обладает электропроводимостью.
5. Не теряет своих свойств и не портится при резких перепадах температуры.
6. При взаимодействии с воздухом на поверхности алюминия образуется твердая пленка, которая замедляет процесс естественного старения.

Почти все знают, что алюминий используется в авиастроении, однако мало кто знает, что он также используется и в автомобилестроении, и в медицине в качестве составляющих лекарств, и в пищевой промышленности (распространенная добавка Е-137, используемая как краситель, который придает продуктам серебристый оттенок).

Каждый конкретный сплав или соединение алюминия подвергается буквенно-цифровой классификации. Это упрощает процесс сортировки и помогает использовать каждое соединение согласно своему назначению.

Области применения оксидов и гидроксидов алюминия

Оксид и гидроксид алюминия – наиболее распространенные соединения этого металла. В природе они имеются только в виде минералов – корунды, бокситы, нефелины.

Ювелирная сфера. Корунды, незамутненные и чистые – это известные во всем мире драгоценности – рубины и сапфиры.
В химической промышленности эти соединения служат адсорбентом, также используются в производстве керамической посуды: котелки, ковши, чашки, кастрюли обладают повышенной жаропрочностью именно благодаря алюминию. Оксид алюминия применяется и для производства катализаторов

Кроме того, его иногда добавляют в бетон – для лучшего затвердевания, в стекло – для жаропрочности материала.
Гидроксид алюминия активно используется в медицине (разнообразные лекарства, вакцины от гепатитов «А» и «В») – во внимание фармацевтов попадают его свойства поглощать кислоту и каталитически воздействовать на иммунитет человека. Это соединение быстро выводит фосфаты из организма, что позволяет эффективно лечить почечную недостаточность.
Косметическая сфера

Так как соединения алюминия экологически чистые, абсолютно безопасны для окружающей среды, здоровья и жизни человека, то его часто добавляют в шампуни, солнцезащитные и увлажняющие крема для лица и тела, зубную пасту, мыло, косметические маски и лосьоны, тоники, пенки и антиперсперанты.

Области применения хлоридов и сульфатов алюминия

Хлорид алюминия не встречается в чистом виде, его получают искусственным путем из бокситов и каолинов. Больше всего его используют в нефтеперерабатывающей промышленности.

Сульфаты алюминия активно применяются в косметической сфере – в качестве добавки к косметическим средствам (например, антиперсперантам), и текстильной – в качестве красителя тканей, промышленности. Кроме того, соединение можно использовать как защиту от насекомых – комаров, мух, мелких мошек. Сульфаты алюминия способы и обезболить место укуса. Тем не менее, это соединение небезвредно для человека, при длительном контакте (если вдохнуть или проглотить его) возможно серьезное отравление. 

Области применения сплавов алюминия с другими металлами

Наибольшее распространение сплавы алюминия получили в авиастроении – из сплавов алюминия, цинка и магния производят прочные материалы для обшивки корпусов самолетов.

Алюминиевый профиль активно используется в строительных и ремонтных работах (укладка гипсокартона и пр.).

Итак, алюминиевые соединения и сплав сегодня востребованы во многих сферах. Алюминий, цена на который полностью соответствует его характеристикам, можно приобрести в нашей компании на сайте или по телефону. В каталоге представлены алюминиевые профили различных типов.

Также рекомендуем прочитать:

Применение нержавеющей стали

Как отличить нержавейку от других металлов

Латунный профиль – дорогой вид, недорогого металла

Фармацевтика

Говоря об универсальности алюминия, нельзя обойти вниманием важный факт: металл, из которого делают посуду и самолеты, широко применяется для лечения и предупреждения тяжелых болезней и одобрен для этих целей Всемирной организацией здравоохранения. Конечно, речь идет не об алюминии в чистом виде, а о его соединениях

В 1926 году было открыто, что осажденный квасцами дифтерийный токсоид (обезвреженный бактериальный токсин) гораздо лучше стимулирует выработку антител, чем он же в чистом виде. С тех пор для усиления действия вакцин чаще всего используют алюминиевые соли, поскольку они считаются безвредными для человека.

Именно на основе алюминия производят наиболее эффективные антациды. Гидроокись алюминия, хорошо нейтрализующая кислоту, нужна для лечения язвенных болезней, диспепсии, раздражения желудка. Для этих же целей подходит фосфат алюминия.

Рисунок 10 — Лекарства

Рисунок 11 — Дезодоранты

Но даже тем, у кого прекрасное здоровье, пригодится содержащее алюминий средство, которое продается в любое аптеке, да и не только. Речь идет о дезодоранте-антиперспиранте. Еще древние греки и римляне использовали квасцы для подавления секреции. Обычными квасцами пользовались и наши бабушки. В первые фабричные средства от запаха пота добавляли хлорид алюминия, а основным агентом современных средств является хлоргидрат алюминия. Кстати, на чем основан эффект их действия, до сих пор точно не известно .

Применение алюминия

Ювелирные изделия

В далеком прошлом из-за высокой стоимости алюминия его использовали для изготовления ювелирных изделий. Так, весы с алюминиевыми и золотыми чашами были подарены Д. И. Менделееву в 1889 г.

Когда себестоимость алюминия снизилась, мода на ювелирные изделия из этого металла прошла. Но и в наши дни его используют для изготовления бижутерии. В Японии, например, алюминием заменяют серебро при производстве национальных украшений.

Столовые приборы

По-прежнему пользуются популярностью столовые приборы и посуда из алюминия. В частности, в армии широко распространены алюминиевые фляжки, котелки и ложки.

Стекловарение

Алюминий широко применяют в стекловарении. Высокий коэффициент отражения и низкая стоимость вакуумного напыления — основные причины использования алюминия при изготовления зеркал.

Пищевая промышленность

Алюминий зарегистрирован как пищевая добавка Е173. Ее используют в качестве пищевого красителя, а также для сохранения продуктов от плесени. Е173 окрашивает кондитерские изделия в серебристый цвет.

Военная промышленность

Из-за небольшого веса и низкой стоимости алюминий широко применяют при изготовлении ручного стрелкового оружия — автоматов и пистолетов.

Ракетная техника

Алюминий и его соединения используют в качестве ракетного горючего в двухкомпонентных ракетных топливах и в качестве горючего компонента в твердых ракетных топливах.

Алюмоэнергетика

В алюмоэнергетике алюминий используют для производства водорода и тепловой энергии, а также выработки электроэнергии в воздушно-алюминиевых электрохимических генераторах.

Источник

Физико-химические свойства

Вещество устойчиво к воздействию большинства кислот, является природным атмосферным оксидом. Специалисты выделяют две основных модификации данного материала:

• корунд — естественная, природная альфа-модификация;
• искусственная форма, получаемая в ходе термообработки содержащих алюминий соединений.

В промышленности вещество производится в виде маленьких шариков или гранулированного материала, характеризующихся большой устойчивостью к внешним факторам. Поверхность материала микропористая. Вещество обладает повышенными адсорбционными свойствами, характеризуется полным отсутствием запаха и абсолютной химической стабильностью при комнатной температуре воздуха. К прочим физико-химическим особенностям оксида алюминия относят следующие:

• стойкость к механическому воздействию;
• отсутствие реакции на капельную влагу;
• химически устойчивую форму;
• минимальный уровень токсичности.

Всё это делает вещество сырьём, востребованным в различных областях промышленности, а также максимально удобным при транспортировке.

Источник

Автомобильный транспорт

Одним из основных требований к материалам, применяемым в автомобильном транспорте, является малая масса и достаточно высокие показатели прочности

Принимаются во внимание также коррозионная стойкость и хорошая декоративная поверхность материала

Рисунок 3 – Автомобиль

Высокая удельная прочность алюминиевых сплавов увеличивает грузоподъемность и уменьшает эксплуатационные расходы передвижного транспорта. Высокая коррозионная стойкость материала продляет сроки эксплуатации, расширяет ассортимент перевозимых товаров, включая жидкости и газы с высокой агрессивной концентрацией.

При изготовлении элементов каркаса, обшивки кузова полуприцепа автофургона, рефрижератора, скотовоза и т.п. перспективным материалом являются алюминиевые сплавы АД31, 1915 (прессованные профили) и сплавы АМг2, АМг5 (лист).

Находят применение алюминиевые сплавы АМц, АМгЗ и 1915 при изготовлении отдельных узлов легкового автомобиля (навесные детали, бамперы, радиаторы охлаждения, отопители).

В автомобилестроении США широко используются алюминиевые свариваемые сплавы серии Зххх, 5ххх и 6ххх.

Из прессованных полуфабрикатов сплавов 2014 и 6061 изготовляют балки, рамы тяжелых грузовых автомобилей. Панели и отдельные элементы из сплава 5052 поступают на изготовление кабины. В качестве обшивочного материала кузова грузовика используют лист из сплавов 5052, 6061, 2024, 3003 и 5154. Стойки кузова выполняются из прессованных полуфабрикатов сплавов 6061 и 6063. Магналиевые сплавы серии 5ххх (5052, 5086, 5154 и 5454) являются основным материалом при изготовлении автоцистерн.

Алюминий в машиностроении

Достаточно востребованный сегодня такой полуфабрикат как алюминиевая плита может быть использован во многих сферах промышленности при изготовлении различных деталей, изделий или конструкций. Алюминиевые плиты широко применяют в строительстве, судостроении, авиастроении, машиностроении, фармацевтической промышленности и прочих отраслях. Своей популярностью и востребованностью плиты из алюминия обязаны предприятиям цветной металлургии, которые выпускают множество их марок, различающихся в зависимости от химического состава. Это позволяет потребителям подбирать себе полуфабрикат из того или иного вида проката, исходя из характерных для него особенностей.

Если говорить о машиностроении, то алюминиевые плиты и трубы получили широкое распространение в этой отрасли, благодаря устойчивости к коррозии и простоте в обработке

Немаловажное значение также имеет достаточно легкий вес алюминиевого сплава, что ценится не только в машиностроении, но и практически во всех остальных отраслях промышленности. В машиностроении алюминиевую плиту используют при изготовлении всевозможных несущих конструкций

Этот стойкий к коррозии и легкий металл принимает участие в производстве деталей машин и элементов различных механизмов, в т.ч. соединительных элементов.

Алюминиевые плиты стали незаменимым сырьем при выпуске продукции машиностроительных предприятий. Эксперты, которые занимаются проведением исследований в области производства цветного металлопроката, а также его применения, считают, что алюминиевая плита со временем будет приобретать все большее значение, а сфера ее применения в машиностроительной отрасли расширится еще больше. Это обусловлено тем, что происходит выпуск новых сплавов на основе алюминия, обладающих еще более привлекательными своими характеристиками. Такой повышенный интерес машиностроительных предприятий к алюминиевым сплавам можно объяснить и их доступной ценой.

В отрасли машиностроения широко востребованы не только алюминиевые плиты, но также и ленты, фольга (изоляционная, пищевая, медицинская), проволока, алюминиевый лист (гладкий, рифленый) и т.д. Отечественные и международные металлургические предприятия выпускают данные изделия в довольно широком ассортименте, что позволяет сказать, что этот сегмент рынка сегодня не испытывает недостатка в их предложении.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Источник

Методы добычи алюминия

Алюминий — сравнительно молодой металл, впервые добыть который удалось чуть более века назад. На протяжении всего времени технология добычи алюминия все время совершенствовалась, с учетом всех химических и физических свойств.

Добыча алюминиевой руды ведется открытым способом, если глубина залегания небольшая. Бокситы и нефелины, ввиду их плотной структуры, обычно срезают с помощью карьерного комбайна фрезерным способом. Алуниты относятся к ряду рыхлых пород, потому для ее снятия оптимален карьерный экскаватор. Последний сразу же грузит породу на самосвалы для дальнейшей транспортировки.

После добычи первичного сырья следует несколько обязательных этапов обработки породы с целью получения глинозема:

1. Транспортировка в подготовительный цех, где дробильными аппаратами порода измельчается до фракции около 110 мм.
2. Подготовленное сырье вместе с дополнительными компонентами отправляется на дальнейшую обработку.
3. В печах осуществляется спекание породы. При необходимости алюминиевая руда выщелачивается. Так получается жидкий алюминатный раствор.
4. Следующая стадия — декомпозиция. В результате образуется алюминатная пульпа, которая отправляется на сепарацию и выпаривание жидкости.
5. Очистка от лишних щелочей и печная прокалка.

В итоге получают сухой глинозем, готовый для получения алюминия. Заключительным этапом выступает гидролизная обработка. Помимо описанного выше способа, алюминий добывают и шахтным способом. Так порода вырубается из пластов земли.

Недостатки

Как и любой другой, теплый алюминиевый профиль имеет свои минусы. Недостатков гораздо меньше, но они могут стать решающими при выборе окна.

• Если использовать алюминиевый профиль без утеплителя, то он будет значительно холоднее, чем аналоги из других материалов.
• Алюминиевые профили с утеплением менее доступны. Не все фирмы продают такие окна. Часто встречается, что компания предлагает только стандартные формы и размеры.
• Из всех систем остеклений алюминиевые окна с утеплением самые дорогие на рынке.

Теплый алюминий для окон – хорошее решение. Помещение для них может быть любым: ветхое жилье, новое здание или дача. Эти легкие профили не дадут замерзнуть и буду радовать своей красотой. Плюсы теплых алюминиевых профилей значительно перевешивают минусы, поэтому использовать их можно

Но важно учитывать стоимость, чтобы не переплачивать за неиспользуемые функции