Применение алюминия

Алюминий - самый востребованный металл в мире. Ежегодная мировая выплавка первичного алюминия составляет 64 000 тонн (показатели на 2019 год по данным геологической службы США – USGS).

Где используется алюминий

Легкий блестящий металл отлично поддаётся литью, формовке, механической обработке; имеет высокую тепло- и электропроводность; при взаимодействии с воздухом образует прочную оксидную плёнку, за счёт чего обладает устойчивостью к коррозии. Алюминий в три раза легче железа, при этом прочен практически как сталь. Проводит электрический ток и имеет способность образовывать сплавы фактически со всеми металлами. Благодаря этим свойствам, применение алюминия и его сплавов можно «встретить» повсеместно – в домах, транспорте, современных гаджетах, предметах быта и пр. В этой статье расскажем, что делают из алюминия, в каких отраслях промышленности он применяется, и где мы сталкиваемся с этим металлом в повседневной жизни.

Применение алюминия в промышленности

Алюминий широко применяется в современных высокотехнологических отраслях промышленности – авиационной, космической, автомобильной, строительной, электротехнической, химической. Также используется в судостроении и производстве железнодорожного транспорта.

Авиация

Алюминий и алюминиевые сплавы – это основные конструкционные материалы в самолётостроении. При создании авиационной техники в России, используется упрочнённый термической обработкой высокопрочный алюминиевый сплав Al-Zn-Mg-Cu. Так же, как и сплав средней и повышенной прочности Al-Mg-Cu, служит в качестве конструкционного материала для обшивки и внутренних элементов самолета. При конструировании сварного фюзеляжа пассажирского лайнера, авиастроители используют сплав Al-Zn-Mg, а при изготовлении гидросамолётов – свариваемые коррозионностойкие магнолиевые сплавы АМг5, АМг6 и Al-Zn-Mg (1915,В92,1420). Большая часть алюминиевых сплавов, которые применяются в самолётостроении – несвариваемые (соединяются при помощи заклепок).

Космическая техника

Высокие показатели удельной прочности и жёсткости свариваемых алюминиевых сплавов 2219 и др. – преимущества для создания баков, межбаковых и носовых частей ракеты. Такие сплавы способны работать при криогенных температурах в контакте с водородом, гелием и жидким кислородом. Во внутренних отсеках космических аппаратов применяют дюралюмины. Высокая химическая активность алюминия позволяет применять его в составе твердого топлива для ракетных ускорителей NASA.

Промышленное и гражданское строительство

25% мирового алюминия используется в строительстве. Алюминий нашёл применение в изготовлении оконных рам и входных дверей, подвесных потолков, каркасных строительных элементов. Алюминиевый профиль применяют для перекрытия развлекательно-торговых центров, стадионов, бассейнов, заводов, складов, баз и других сооружений. Стеклянные фасады офисных зданий держатся на прочных и лёгких алюминиевых рамах. Срок службы алюминиевых конструкций составляет 80 лет. Сооружения из алюминия выдерживают как высокие, так и низкие температуры. Декоративные и защитные облицовочные материалы часто изготавливаются из катанных алюминиевых листов. Благодаря малому удельному весу, алюминиевые листы в 2 раза легче стальных. При одинаковой жёсткости и несущей способности, вес алюминиевой конструкции в 2-3 раза меньше стальной и в 7 раз – железобетонной. Это позволяет использовать алюминий при строительстве высотных зданий и небоскрёбов. В зависимости от назначения алюминиевых конструкций рекомендовано применять следующие марки сплавов: АД1, АМц, АМг2, АД31 и др. В современном строительстве предпочтение отдаётся свариваемым сплавам серии 3ххх, 5ххх, 6ххх.

Судостроение

Алюминий и сплавы на его основе (АМг3, АМг5, АМг61, АМц и Д16) востребованы для изготовления корпусов судов, палубных надстроек, коммуникаций и вспомогательного оборудования. Алюминий и его сплавы снижают на 50% массу судов (по сравнению со сталью), повысить грузоподъёмность, улучшить манёвренность и скорость.

Автопром

Использование алюминия для изготовления автомобильных деталей обусловлено характеристиками: коррозийной стойкостью, прочностью, малой массой, декоративными свойствами и т.д. Навесные детали, радиаторы охлаждения, бамперы и отопительные приборы легковых автомобилей изготавливаются из алюминиевых сплавов АМ3, АМц и 1915. Сплавы 2014 и 6061 предназначены для балок и рам грузовых автомобилей. Кабины, стойки и кузова грузовиков делают из сплавов 5052, 6061, 6063, 5052, 2024, 3003, 5154.

Нефтедобыча и химическая промышленность

Коррозийностойкие алюминиевые сплавы марки Д16 применяются для изготовления узлов и деталей нефтегазопромышленного оборудования – бурильных, насосно-компрессионных, нефтегазовых труб, а также ёмкостей для хранения нефти и её продуктов.

Из алюминиевые сплавов АДОО, АДО, АД1 изготавливают ёмкости для производства синильной и уксусной кислоты, натриевой и аммиачной селитры, хлората натрия и т.д.

Отопительные и вентиляционные системы

Алюминиевые сплавы серии 3000, 5000 и 6000 наделены хорошей теплопроводностью, малой плотностью, высокой коррозийной стойкостью. Популярны для создания систем обогрева и вентиляции – кондиционеров, компрессоров, вентиляторов, расширительных клапанов и труб.

Электрика

Высокая электропроводимость марок алюминия серии 1000 и алюминиевых сплавов 8000 делает их подходящими материалами для производителей электрических проводников. Алюминий по электропроводности уступает только меди, при этом весит вдвое меньше. Весовые характеристики важны для высоковольтных линий передач. В магистральных воздушных линиях электропередач используются только алюминиевые провода. При прохождении электрического тока они нагреваются, поверхность покрывается прочной плёнкой оксида, которая служит изолятором и защитой от внешних воздействий.

Фармацевтика и медицина

Самым древним «алюминиевым лекарством» были кварцы - кристаллогидратные двойные соли алюминия. Применялись древними славянами в 15 веке для лечения кожаных заболеваний и заживления ран. Сегодня для этих целей применяются алюмокалевые кварцы. Также используется силикат алюминия (каолин), гидроокись алюминия и фосфат алюминия. Алюминиевые кварцы обладают бактерицидными и вяжущими свойствами, снимают боль, жжение и зуд. Существуют и препараты для внутреннего приёма на основе алюминия – средства от изжоги, гастрита, язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки: «Альмагель», «Алюмаг», «Гастал», «Алюгастин» и другие.

Анодированный алюминий - популярный материал для производства медицинского и зубоврачебного оборудования, лабораторной и медицинской мебели.

Применение алюминия в быту

Алюминий и сплавы металла применяются в пищевой отрасли и в быту. Из них делают посуду, тару для жидкостей, упаковку для пищевых продуктов, потребительские товары - детали и корпуса мебели, холодильников, морозильников, посудомоечных машин, кофеварок. Производители планшетов, плоских телевизоров, мониторов и другой техники чаще всего используют алюминий, основываясь на такие свойства, как красота, лёгкость, практичность. Выбор в пользу алюминия делают все мировые люксовые бренды электроники. Ученые установили, что сплавы алюминия никак не влияют на состав продуктов и компонентов косметики. Пищевой листовой алюминий полностью сохраняет все витамины и микроэлементы, не наносит вред здоровью человека. Согласно ГОСТа, кроме марки А5, в пищевой промышленности можно использовать сплавы Ак5М2, АК7, АК9, АК12. Они содержат малое количество примесей свинца, цинка и бериллия.

Изделия из пищевого алюминия

• Предметы кухонного обихода (ложки, чашки, кастрюли, тазы, армейские котелки и фляги, мясорубки и пр.);
• Фольга для запекания, хранения и транспортировки продуктов. Алюминиевая фольга подходит для упаковки конфет, масла, сыра, мороженого, шоколада и т.д. Это основной материал защитной упаковки лекарств;
• Банки для напитков.

В емкости из пищевого алюминия упаковывают кремы, косметические средства, художественную краску, бытовую химию, зубную пасту, соусы, приправы.

Преимущества алюминия в бытовой сфере

Этот металл не склонен к коррозии, поэтому выдерживает долгое взаимодействие с водой и другими жидкостями. Алюминий превосходно проводит тепло, тем самым ускоряет процесс приготовления пищи. Благодаря достаточной жёсткости, во время термического воздействия металл не деформируется. Посуду из алюминия можно использовать в духовых печах. Техника в алюминиевом корпусе выглядит стильно, оставаясь при этом прочной и надёжной.

Дополнительную информацию по теме: «Где применяется алюминий?», читайте на нашем сайте «Фурниту» в разделе «советы мастера».