ალუმინი

თავისუფალი ქართულენოვანი ენციკლოპედია ვიკიპედიიდან
გადასვლა: ნავიგაცია, ძიება
ალუმინი / Aluminium (Al) Al-TableImage.png
ელემენტის რიგითი ნომერი 13
მარტივი ნივთიერების გამოსახულება Aluminium.jpg
ატომის თვისებები
ატომური მასა
(მოლური მასა)
26,981539 მ. ა. ე. (/მოლი)
ატომის რადიუსი 143 პმ
იონიზაციის ენერგია
(პირველი ელექტრონი)
1: 577,2(5,98)
2: 1816.7

3:2744.8 კჯ/მოლი (ევ)
ელექტრონული კონფიგურაცია [Ne] 3s2 3p1
ქიმიური თვისებები
კოვალენტური რადიუსი 118 პმ
იონური რადიუსი 51 (+3e) პმ
ელექტროუარყოფითობა
(პოლინგის თანახმად)
1,61
ელექტროდული პოტენციალი -1,66 ვ
ჟანგვის ხარისხი 3, 2, 1
მარტივი ნივთიერებების თერმოდინამიკური თვისებები
ნივთიერების სიმკვრივე 2,6989 /სმ³
ხვედრითი თბოტევადობა 24,35 /(·მოლი)
თბოგამტარობა 237 ვტ/(·კ)
დნობის ტემპერატურა 660 °C, 933,5
დნობის სითბო 10,75 კჯ/მოლი
დუღილის ტემპერატურა 2792
აორთქლების სითბო 284,1 კჯ/მოლი
მოლური მოცულობა 10,0 სმ³/მოლი
მარტივი ნივთიერების კრისტალური მესერი
მესრის სტრუქტურა კუბური წიბოცენტრული
მესრის პერიოდი 4,050 Å
შეფარდება
დებაის ტემპერატურა 394


Al 13
26,981539
[Ne] 3s2 3p1
ალუმინი
ალუმინის ატომის სქემა

ალუმინი — მენდელეევის პერიოდული სისტემის მესამე პერიოდის მესამე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის ქიმიური ელემენტი, ატომური ნომერია - 13. აღინიშნება სიმბოლით Al (ლათ. Aluminium). მიეკუთვნება მსუბუქი ლითონების ჯგუფს. ყველაზე გავრცელებული ლითონი და მესამე ელემენტი (ჟანგბადისა და სილიციუმის შემდეგ) გავრცელების მიხედვით დედამიწის ქერქში.

მარტივი ნივთიერება ალუმინი (CAS-ნომერი: 7429-90-5) — მსუბუქი, მჩატე პარამაგნეტიკური მოვერცხლისფრო-მოთეთრო ფერის ლითონი, ადვილად ღებულობს ფორმას, დაყალიბებას, ჩამოხსმას, მექანიკურ დამუშავებას. ალუმინს ახასიათებს მაღალი თბო და ელექტროგამტარობა, მდგრადობა კოროზიისადმი, რომელიც გამოწვეულია მის ზედაპირზე საკმაოდ მტკიცე ალუმინის ოქსიდის აპკის სწრაფი წარმოქმნით, რომელიც იცავს ზედაპირს ჟანგბადთან შემდები ზემოქმედებისაგან.

ისტორია[რედაქტირება]

პირველად ალუმინი მიღებულ იქნა ჰანს ქრისტიან ერსტედის მიერ 1825 წ. ალუმინის ქლორიდზე კალიუმის ამალგამის ზემოქმედებით ვერცხლისწყლის შემდგომი მოცილებით.

მიღება[რედაქტირება]

ალუმინის მიღების თანამედროვე მეთოდი შემუშავებულ იქნა დამოუკიდებლად ერთმანეთისგან ამერიკელი ჩარლზ მარტინ ჰოლლისა და ფრანგი პოლ ლუი ტუსენ ერუს მიერ 1886 წ. რომელიც შემდეგში მდგომარეობს: ალუმინის ოქსიდი Al2O3 იხსნება კრიოლიტის ნადნობში Na3AlF6 და მათი შემდგომი ელექტროლიზით კოქსის ან გრაფიტის ელექტროდების გამოყენებით. მიღების ეს მეთოდი საჭიროებს ელექტროენერგიის დიდ ხარჯს, და ამიტომეც მასზე მოთხოვნა მხოლოდ XX ს. გაიზარდა.

1 ტ. (შავი) ალუმინისათვის საჭიროა 1,920 ტ. ალუმინის ოქსიდი, 0,065 ტ კრიოლიტი, 0,035 ტ ალუმინის ფტორიდი, 0,600 ტ. ანოდური მასა და 17 ათასი კვტ·საათი მუდმივი დენის ელექტროენერგია.[1]

ფიზიკური თვისებები[რედაქტირება]

ალუმინის მიკროსტრუქტურა ზოდის ზედაპირზე, 99,9998% სიწმინდის ალუმინი, სექტორის ზომა 55 × 37 მმ.

მოვერცხლისფრო-მოთეთრო ფერის, მსუბუქი, ლითონი, სიმკვრივე — 2,7 გ/სმ³, ტექნიკური ალუმინის დნობის ტემპერატურა — 658 °C, მაღალი სიწმინდის ალუმინისათვის — 660 °C, დნობის კუთრი სითბო — 390 კჯ/კგ, დუღილის ტემპერატურა — 2500 °C, აორთქლების კუთრი სითბო — 10,53 მჯ/კგ, ჩამოსხმული ალუმინის დროებითი წინაღობა — 10-12 კგ/მმ², დეფორმირებულის — 18-25 კგ/მმ², შენადნობების — 38-42 კგ/მმ².

ბრინელის მეთოდის მიხედვით სიმაგრე — 24-32 კგს/მმ², მაღალი პლასტიკურობა: ტექნიკურისათვის — 35 %, სუფთისათვის — 50 %, ბრტყელდება თხელ ფურცლად კილიტადაც კი. იუნგას მოდული - 70 გპა.

ალუმინს ახასიათებს მაღალი ელექტროგამტარობა (0,0265 მკომ·მ) და მაღალი თბოგამტარობა (1,24×10−3 ვტ/(მ·К)), სპილენძის ელექტროგამტარობის 65 %, აქვს მაღალი სინათლის არეკვლის თვისება. სუსტი პარამაგნეტიკი. სიგრძივი გაფართოების ტემპერატურული კოეფიციენტი 24,58×10−6 К−1 (20-200 °C).

ალუმინი ქმნის შენადნობს თითქმის ყველა ლითონთან. ყველაზე ცნობილი შენადნობებია მაგნიუმთან და სპილენძთან (დურალუმინი) და სილიციუმთან (სილუმინი).

ალუმინი ბუნებაში[რედაქტირება]

ბუნებრივი ალუმინი შედგება პრაქტიკულად მთლიანად, მხოლოდ ერთი სტაბილური იზოტოპისაგან 27Al, რადიოაქტიული იზოტოპის 26Al -ის ნაშთებით (ნახევრადდაშლის პერიოდით 720 ათასი წელი), რომელიც წარმოიქმნება ატმოსფეროში კოსმოსური სხივების პროტონების მიერ არგონის ბირთვების ბომბარდირების დროს.

ბუნებაში გავრცელების მიხედვით უჭირავს პირველი ადგილი ლითონებს შორის და მე-3 ადგილი ელემენტებს შორის, სხვადასხვა მკვლევარების მიხედვით ალუმინის შემცველობა დედამიწის ქერქში შეადგენს მისი მასის 7,45 დან 8,14 %-მდე.[2]

ბუნებაში ალუმინი თავისი ქიმიური აქტივობის გამო თითქმის არ გვხვდება თვითნაბადი სახით (თუმცა არსებობს გამონაკლისიც). ზოგიერთი მათგანი:

მაგრამ, ზოგ სპეციფიკურ შემთხვევაში აღმდგენ გარემოს პირობებში შესაძლებელია თვითნაბადი ალუმინის წარმოქმნა.[3]

ბუნებრივი წყლები ალუმინს შეიცავს მცირეტოქსიკური ქიმიური შენაერთების სახით, მაგალითად, ალუმინის ფტორიდი. კათიონის ან ანიონის ტიპი დამოკიდებულია, პირველ რიგში, წყლის გარემოს მჟავიანობაზე. ალუმინის კონცენტრაცია წყლის ზედაპირზე მერყეობს 0,001 დან 10 მგ/ლ-მდე, ზღვის წყალში 0,01 მგ/ლ-მდე[4].

ქიმიური თვისებები[რედაქტირება]

ალუმინის ჰიდროქსიდი

ნორმალურ პირობებში ალუმინი დაფარულია ოქსიდის მტკიცე თხელი ფენით და ამიტომაც ის არ რეაგირებს კლასიკურ დამჟანგავებთან: H2O (t°);O2, HNO3-თან (გახურების გარეშე). ამის გამო ალუმინი პრაქტიკულად არ განიცდის კოროზიას და ფართოდ გამოიყენება თანამედროვე ინდუსტრიაში. მაგრამ ოქსიდის აპკის დარღვევის ან დაშლის შემთხვევაში (მაგალითად, ამონიუმის მარილების ხსნარებთან NH4+, ცხელ ტუტეებთან კონტაქტის დროს ან ამალგამაციის შედეგად), ალუმინი გამოდის როგორც აქტიური ლითონ - აღმდგენელი.

ადვილად რეაგირებს მარტივ ნივთიერებებთან:

ალუმინის სულფიდი და კარბიდი მთლიანად ჰიდროლიზდება:

Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4­

რთულ ნივთიერებებთან:

  • წყალთან (დამცავი ოქსიდის აპკის მოცილების შემდეგ, მაგალითად, ამალგამირება ან ცხელი ტუტეების ხსნარებთან):
    2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H
  • ტუტეებთან (ტეტრაჰიდროქსოალუმინატების და სხვა ალუმინატების წარმოქმნით):
    2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H
    2(NaOH•H2O) + 2Al = 2NaAlO2 + 3H2
  • ადვილად იხსნება მარილმჟავაში და გაზავებულ გოგირდმჟავაში:
    2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H
    2Al + 3H2SO4(გაზავ.) = Al2(SO4)3 + 3H2
  • გახურებისას იხსნება მჟავეებში — დამჟანგავებში, რომლებიც წარმოქმნიან ალუმინის ხსნად მარილებს:
    2Al + 6H2SO4(კონც.) = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
    Al + 6HNO3(კონც.) = Al(NO3)3 + 3NO + 3H2O
  • აღადგენს ლითონებს მათი ოქსიდებიდან (ალუმინოთერმია):
    8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe
    2Al + Cr2O3 = Al2O3 + 2Cr

წარმოება[რედაქტირება]

ალუმინის წარმოება

ერთი ლამაზი მაგრამ, არარეალური ლეგენდა «Historia naturalis»-დან მოგვითხრობს, რომ ერთხელ რომის იმპერატორ ტიბერიუსთან (42 წ. ჩ.წ.ა. — 37 წ. ახ.წ.ა.) მივიდა იუველირი ლითონის შეუვალი სასადილო თეფშით, რომელიც დამზადებული იყო თითქოს თიხამიწისაგან, — Al2O3. თეფში იყო ძალიან ნათელი და ბრჭყვიალა, როგორც ვერცხლი. ყველა ნიშნებით ეს თეფში უნდა ყოფილიყო ალუმინის. ამ დროს ოქრომჭედელი ამტკიცებდა, რომ მხოლოდ მან და ღმერთებმა იციან, თუ როგორ მიიღონ ეს ლითონი თიხიდან. ტიბერიუსი, იმის შიშით რომ თიხისგან იოლად მისაღები ლითონი ოქროსა და ვერცხლს გააუფასურებდა, ბრძანა, ყოველ შემთხვევაში, მოეჭრათ თავი ამ ადამიანისთვის. აშკარაა, ეს ლეგენდა მეტად საეჭვოა, რადგანაც თვითნაბადი ალუმინი ბუნებაში არ გვხვდება თავისი აქტიური ბუნების გამო და რომის იმპერიის დროს, შეუძლებელი იქნებოდა ისეთი ტექნიკური საშუალებების არსებობა რითაც შეძლებდნენ თიხამიწიდან ალუმინის მიღებას.

მხოლოდ 2000 წლის შემდეგ — 1825 წ., დანიელმა ფიზიკოსმა ჰანს ქრისტიან ერსტედმა მიიღო რამდენიმე მილიგრამი ალუმინი, ხოლო 1827 წ. ფრიდრიხ ვიოლერმა შეძლო ალუმინის ნაწილაკების გამოყოფა, რომლების ჰაერზე უცებვე იფარებოდა ალუმინის ოქსიდის თხელი აპკით.

XIX ს-ის ბოლომდე ალუმინს სამრეწველო მაშტაბებით არ აწარმოებდნენ.

მხოლოდ 1854 წ. ენრი ეტიენ სენტ-კლერ დევილიმ გამოიგონა ალუმინის სამრეწველო წარმოების პირველი ხერხი, ნატრიუმისა და ალუმინის ორმაგი ქლორიდიდან NaCl·AlCl3 ლითონური ნატრიუმის მიერ ალუმინის გამოძევების საფუძველზე. 1855 წ. მიღებულ იქნა პირველი ალუმინის ზოდი რომლის მასა იყო 6—8 კგ. 36 წლის განმავლობაში, 1855-დან 1890 წ-მდე, სანამ გამოიყენებოდა სენტ-კლერ დევილის მეთოდი მიღებულ იქნა სულ 200 ტ. ლითონური ალუმინი. 1856 წ. მანვე მიიღო ალუმინი ნატრიუმ-ალუმინის ქლორიდის შენადნობის ელექტროლიზის შედეგად.

1885 წ., გერმანიის ქალაქ გმელინგემში რუსი მეცნიერის ნიკოლოზ ბეკოტოვის ტექნოლოგიის საფუძველზე აგებულ იქნა ალუმინის წარმოების ქარხანა. ბეკეტოვის ტექნოლოგია ბევრად არ განსხვავდებობა დევილის მეთოდისაგან, მაგრამ იყო შედარებით უფრო იოლი და დაფუძნებული იყო კრიოლიტისა (Na3AlF6) და მაგნიუმის ურთიერთქმედებაზე. 5 წლის განმავლობაში ამ ქარხანაში მიღებულ იქნა 58 ტ. ალუმინი — ალუმინის მსოფლიო მარაგის მეოთხედი რომელიც მიღებულ იქნა ქიმიური მეთოდით 1854-დან 1890-მდე პერიოდში.

მეთოდი, რომელიც თითქმის ერთდროულად გამოგონილ იქნა ჩარლზ მარტინ ჰოლის მიერ აშშ-ში და პოლ ლუი ტუსენ ერუს მიერ საფრანგეთში 1886 წ. ეფუძნებოდა თიხამიწიდან (ალუმინის ოქსიდი) ელექტროლიზით ალუმინის მიღებას, რომელიც გახსნილი იყო გადნობილ კრეოლიტში, რომელმაც საფუძველი ჩაუყარა ალუმინის წარმოების თანამედროვე მეთოდს. ამის შემდეგ ელექტრიტექნიკის განვითარებისა და დახვეწის შედეგად, ალუმინის წარმოებაც თანდათან იხვეწებოდა.

პირველი ალუმინის ქარხანა სსრკ-ში აშენებულ იქნა ქალაქ 1932 წ. ვოლხოვოში.

მეორე მსოფლიო ომმა მნიშვნელოვნად მისცა ალუმინის წარმოებას სტიმული. 1939 წ. ალუმინის მსოფლიო წარმოებამ სსრკ-ს ჩაუთვლელად, შეადგინა 620 ათასი ტ, ხოლო უკვე 1943 წ. გაიზარდა 1,9 მლნ ტ-მდე.

1956 წ. მსოფლიოში წარმოებდა 3,4 მლნ. ტ. პირველადი ალუმინი, 1965 წ. — 5,4 მლნ ტ, 1980 წ. — 16,1 მლნ ტ, 1990 წ. — 18 მლნ ტ.

2007 წ. მსოფლიოში წარმოებულ იქნა 38 მლნ ტ. პირველადი ალუმინი, ხოლო 2008 წ. — 39,7 მლნ. ტ. წარმოების ლიდერები არიან:

  1. ჩინეთის დროშა ჩინეთი (2007 წ. აწარმოა 12,60 მლნ ტ, ხოლო 2008 — 13,50 მლნ ტ),
  2. რუსეთის დროშა რუსეთი (3,96/4,20),
  3. კანადის დროშა კანადა (3,09/3,10),
  4. აშშ-ის დროშა აშშ (2,55/2,64),
  5. ავსტრალიის დროშა ავსტრალია (1,96/1,96),
  6. ბრაზილიის დროშა ბრაზილია (1,66/1,66),
  7. ინდოეთის დროშა ინდოეთი (1,22/1,30),
  8. ნორვეგიის დროშა ნორვეგია (1,30/1,10),
  9. არაბთა გაერთიანებული საამიროების დროშა არაბთა გაერთიანებული საამიროები (0,89/0,92),
  10. ბაჰრეინის დროშა ბაჰრეინი (0,87/0,87),
  11. სამხრეთ აფრიკის დროშა სამხრეთ აფრიკის რესპუბლიკა (0,90/0,85),
  12. ისლანდიის დროშა ისლანდია (0,40/0,79),
  13. გერმანიის დროშა გერმანია (0,55/0,59),
  14. ვენესუელის დროშა ვენესუელა (0,61/0,55),
  15. მოზამბიკის დროშა მოზამბიკი (0,56/0,55),
  16. ტაჯიკეთის დროშა ტაჯიკეთი (0,42/0,42).[5]

ბოქსიტების მსოფლიო მარაგი პრაქტიკულად უსაზღვროა, ანუ ის მოთხოვნის დინამიკაზე შეუდარებლად დიდია. არსებულ სიმძლავრეებს შეუძლიათ აწარმოონ 44,3 მლნ. ტ. პირველადი ალუმინი წელიწადში. საჭიროა გავითვალიცწინოთ რომ, მომავალში შესაძლებელია ალუმინის გამოყენების ორიენტაცია გადატანილ იქნას კომპოზიციურ მასალებზე.

გამოყენება[რედაქტირება]

ალუმინის ნაჭერი და ამერიკული მონეტა.

ალუმინი ფართოდ გამოიყენება როგორც კონსტრუქციული მასალა. ალუმინის ძირითადი ღირსებებია - სიმსუბუქე, დამყოლობა ტვიფვრისადმი, კოროზიისადმი მდგრადობა (ჰაერზე ალუმინი წამიერად იფარება დამცველი მტკიცე Al2O3 -ის აპკით, რომელიც ეწინააღმდეგება მის შემდგომ ჟანგვას), მაღალი თბოგამტარობა, მისი შენაერთების არატოქსიკურობა. კერძოდ კი, ამ თვისებებმა ალუმინი მეტად პოპულარული გახადა სამზარეულო ჭურჭელის წარმოებაში, ალუმინის კილიტის (ფოლგის) წარმოებაში კვების მრეწველობაში და დაფასოებაში.

ალუმინის ძირითად ნაკლს როგორც კონსტრუქციული მასალა წარმოადგენს — მცირე სიმტკიცე, ამიტომაც მას შეადნობენ სპილენძის და მაგნიუმის მცირე რაოდენობასთან (შენადნობს ეწოდება დურალუმინი).

ალუმინის ელექტროგამტარობა შეადგენს 1,7-ჯერ ნაკლებს ვიდრე სპილენძის, ამასთან ალუმინი 2-ჯერ იაფია, ვიდრე სპილენძი. ამიტომაც ის ფართოდ გამოიყენება ელექტროტექნიკაში მავთულების წარმოებისათვის, მათი ეკრანირებისათვის და მიკროელექტრონიკაში ჩიპების წარმოებისას გამტარებად. ალუმინის დაბალ ელექტროგამტარობას (37 1/ომი) სპილენძთან შედარებით (63 1/ომი) აკომპენსირებენ გამტარების - მავთულის განივი კვეთის დიამეტრის გაზრდით. ალუმინის ნაკლს როგორც ელექტროტექნიკური მასალა წარმოადგენს მტკიცე ოქსიდის აპკის არსებობა მის ზედაპირზე, რომელიც ართულებს რჩილვას.

  • თვისებათა კომპლექსის დამსახურებით ალუმინი ფართოდ გამოიყენება თბოდანადგარებში.
  • ალუმინი და მისი შენადნობები ინარჩუნებენ სიმტკიცეს ძალიან დაბალი ტემპერატურების დროსაც.
  • მაღალი არეკვლის კოეფიციენტი სიიაფესთან და დეპონირების (ზედაპირის თხელი ფენით დაფარვა) სიიოლესთან კომბინაციაში ალუმინი წარმოადგენს იდეალურ მასალას სარკეების წარმოებისათვის.
  • საშენი მასალების წარმოებაში როგორც აირწარმომქმნელი აგენტი.
  • ალიტირებით ფოლადსა და სხვა შენადნობებს ანიჭებენ კოროზიამდგრადობას და გამობრძმედილობას, მაგალითად შიგა წვის ძრავებში - სარქველები, ტურბინებში - ნიჩბები (მხრები), ნავთობის პლათფორმაზე, თბოგამცვლელ ტექნიკაში, ასევე ცვლის თუთირებას.
  • ალუმინის სულფიდი გამოიყენება გოგირდწყალბადის წარმოებისათვის.
  • მიმდინარეობს კვლევა ალუმინის ქაფის შემუშავებაზე, როგორც განსაკუთრებულად მტკიცე და მსუბუქი მასალა.

როგორც აღმდგენელი[რედაქტირება]

შენადნობები ალუმინის საფუძველზე[რედაქტირება]

სუფთა ალუმინს როგორც კონსტრუქციულ მასალას თითქმის არ გამოიყენებენ, იხმარება მხოლოდ მისი შენადნობები.

ალუმინის ნაგლინი
  • ალუმინო-მაგნიუმიანი Al – Mg (სერია 5ххх). Al – Mg სისტემის შენადნობები ხასიათდებიან დამაკმაყოფილებელი სიმტკიცის, კარგი პლასტიკურობის, ძალიან კარგი შედუღების და კოროზიისადმი მდგრადობის შეხამებით. ამის გარდა, ეს შენადნობები გამოირჩევიან მაღალი ვიბრომდგრადობით.

ამ სისტემის შენადნობებში, მაგნიუმის შემადგენლობა განისაზღვრება 6%-ით, იქმნება შეერთების ევტექტიკური სისტემა Al3Mg2-სა და მყარ ნარევს შორის ალუმინის საფუძველზე. მრეწველობაში ფართოდ გამოიყენება შენადნობები სადაც Mg-ის შემცველობა მერყეობს 1-დან 5%-მდე. Mg-ის შემცველობის ზრდასთან ერთად იზრდება შენადნობის სიმტკიცეც. მაგნიუმის ყოველი პროცენტი ზრდის სიმტკიცის ზღვარს 30 მპა-ით, ხოლო დენადობის ზღვარს - 20 მპა-ით. ამასთან ფარდობითი დაგრძელება მცირდება უმნშვნელოდ და 30-35 %-ის ფარგლებშია. შენადნობები რომლებიც მაგნიუმს შეიცავენ 3%-მდე (მასის მიხედვით) სტრუქტურულად სტაბილურია ოთახის და შედარებით მაღალი ტემპერატურის დროს. მაგნიუმის კონცენტრაციის ზრდასთან ერთად შენადნობის სტრუქტურა არასტაბილური ხდება. ამას გარდა, მაგნიუმის შემადგენლობის ზრდა 6%-ზე მაღლა იწვევს შენადნობის კოროზიისადმი მდგრადობის გაუარესებას. Al - Mg სისტემის შენადნობების სიმტკიცის მაჩვენებლების გასაუმჯობესებლად ხდება ლეგირება ქრომით, მანგანუმით, ტიტანით, სილიციუმით, ან ვანადიუმით. ამ სისტემის შენადნობებში სპილენძისა და რკინის მოხვედრას არიდებენ, რადგანაც ისინი ამცირებენ კოროზიისადმი მდგრადობას და შედუღაბებას.

  • ალუმინო-მანგანუმიანი Al – Mn (სერია 3ххх). ამ სისტემის შენადნობები ფლობენ კარგ სიმტკიცეს, პლასტიკურობას და ტექნოლოგიურობას, მაღალ კოროზიულ მდგრადობას და კარგ შედუღაბებას.

Al - Mn სისტემის შენადნობების ძირითადი მინარევებია რკინა და სილიციუმი. ორივე ეს ელემენტი ამცირებს მანგანუმის გახსნას ალუმინში. მწვრილმარცვლოვანი სტრუქტურის მისაღებად ამ სისტემის შენადნობებს უწევენ ტიტანით ლეგირებას. საკმარისი რაოდენობის მანგანუმის არსებობა უზრუნველყოფს სტრუქტურის სტაბილურობას ოთახისა და უფრო მაღალი ტემპერატურის პირობებში.

  • ალუმინო-სპილენძიანი Al–Cu (Al–Cu–Mg) (სერია 2ххх). ამ სისტემის შენადნობების მექანიკური თვისებები თერმოგამტკიცებულ მდგომარეობაში აღწევს, ზოგჯერ კი აჭარბებს აღემატება კიდეც, დაბალნახშირბადიანი ფოლადების მექანიკურ თვისებებს. ეს შენადნობები მაღალტექნოლოგიურნი არიან. მაგრამ მათ აქვთ არსებითი ნაკლოვანებებიც - კოროზიისადმი დაბალი წინააღმდეგობა, რაც საჭიროებს დამცველი ფენის აუცილებელ გამოყენებას.

ლეგირებისათვის გამოიყენება მანგანუმი, სილიციუმი, რკინა და მაგნიუმი. ამასთან ყველაზე ძლიერ გავლენას თვისებებზე ახდენს უკანასკნელი: მაგნიუმით ლეგირება (პასტით დაფარვა) შესამჩნევად ადიდებს სიმტკიცის და დენადობის ზღვარს. სილიციუმის დამატება შენადნობში ზრდის მის ხელოვნურ დაბერებას. რკინითა და ნიკელით ლეგირება ამაღლებს მეორე სერიის შენადნობების სიმხურვალე მდგრადობას.

  • Al–Zn–Mg (Al–Zn–Mg–Cu) სისტემის შენადნობები (სერია 7ххх). ამ სისტემის შენადნობები ფასობენ თავისი მაღალი სიმტკიცით და კარგი ტექნოლოგიურობით. სისტემის წარმომადგენელი – შენადნობი 7075 წარმოადგენს ყველაზე მტიცეს ალუმინიან შენადნობებს შორის. ასეთი მაღალი სიმტკიცის ეფექტი მიიღება თუთიის (70%) და მაგნიუმის (17.4%) მაღალი ხსნადობით მაღალი ტემპერატურების დროს, რომელიც მკვეთრად მცირდება გაცივებისას.

მაგრამ მნიშვნელოვან ნაკლს წარმოადგენს კოროზიისადმი მკვეთრად დაბალი მდგრადობა ძაბვის ქვეშ ყოფნისას. კოროზიისადმი მდგრადობის გაზრდა ძაბვის ქვეშ შესაძლებელია სპილენძით ლეგირებით (პასტით დაფარვა). აღსანიშნავია 60-იან წლებში აღმოჩენილი კანონზომიერება: შენადნობებში ლითიუმის შემცველობა ანელებს ბუნებრივ და აჩქარებს ხელოვნურ დაბერებას. ამას გარდა, ლითიუმის არსებობა ამცირებს შენადნობის კუთრ წონას და მნიშვნელოვნად ზრდის დრეკადობის მოდულს. ამ აღმოჩენის საფუძველზე შემუშაბულ იქნა ახალი სისტემის შენადნობები Al–Mg–Li, Al–Cu–Li и Al–Mg–Cu–Li.

  • ალუმინო-სილიციუმიანი შენადნობებს (სილუმინი) ყველაზე უფრო უხდება და გამოიყენება ჩამოსხმა. ყველაზე ხშირად ასხამენ მექანიზმების კორპუსებს.
  • კომპლექსური შენადნობები ალუმინის საფუძველზე : ავიალი.
  • ალუმინი გადაფის ზეგამტარ მდგომარეობაში 1,2 კელვინი ტემპერატურის დროს.

ალუმინი როგორც დანამატი სხვა შენადნობებში[რედაქტირება]

ალუმინი წარმოადგენს მნიშვნელოვან კომპონენტს ბევრი შენადნობისათვის. მაგალითად, ალუმინიან ბრინჯაოში ძირითად კომპონენტებს წარმოადგენენ - სპილენძი და ალუმინი. მაგნიუმიან შენადნობებში დანამატად ყველაზე ხშირად გამოიყენება ალუმინი. სპირალებისა და ხვიების დასამზადებლად (სხვა შენადნობებთან ერთად) ელექტროგამახურებელ დანადგარებში გამოიყენებენ ფექრალს (Fe, Cr, Al).

საიუველირო ნაკეთობები[რედაქტირება]

როდესაც ალუმინი ძალიან ძვირი ღირდა, მისგან ამზადებდნენ სხადასხვა საიუველირო ნაკეთობებს. მაგალითად ნაპოლეონ III შეუკვეთა ალუმინის ფოლაქები, ხოლო მენდელეევს 1889 წ. აჩუქეს სასწორი რომლის თეფშები ოქროსა და ალუმინის იყო. მოდა მასზე უცებვე გავიდა, როდესაც აღმოჩენილ იქნა მიღების ახალი ტექნოლოგიები, რითაც მისი თვითღირებულება საკმაოდ დაეცა. ახლა ალუმინი ზოდჯერ გამოიყენება ბიჟუტერიის წარმოებისას.

მინის წარმოება[რედაქტირება]

მინის წარმოებაში გამოიყენება ალუმინის ფტორიდი, ფოსფატი და ოქსიდი.

კვების მრეწველობა[რედაქტირება]

ალუმინი რეგისტრირებულია როგორც კვების დანამატი Е173.

ალუმინი და მისი შენაერთები სარაკეტო ტექნიკაში[რედაქტირება]

ალუმინი და მისი შენაერთები გამოიყენებიან როგორც მაღალეფექტური სარაკეტო საწვავი ორკომპონენტიან სარაკეტო საწვავებში და როგორც საწვავი კომპონენტი მყარ სარაკეტო საწვავებში. ალუმინის შემდეგი შენაერთები წარმოადგენენ უდიდეს პრაქტიკულ მნიშვნელობას როგორც სარაკეტო საწვავი:

  • ალუმინის ფხვნილი როგორც საწვავი მყარ სარაკეტო საწვავებში. გამოიყენება ასევე ფხვნილის სახით და სუსპენზიის სახით ნახშიწყალბადებში.
  • ალუმინის ჰიდრიდი.
  • ალუმინის ბორანატი.
  • ტრიმეთილალუმინი.
  • ტრიეთილალუმინი.
  • ტრიპროპილლუმინი.

საწვავთა თეორიული მაჩვენებლები, ალუმინის ჰიდრიდისა და სხვადასხვა დამჟანგავების მიერ წარმოქმნილთათვის

დამჟანგავი კუთრი წევა (Р1, წმ) წვის ტემპერატურა °С საწვავის სიმკვრივე, გ/სმ³ სიჩქარის მონამატი, ΔVид, 25, მ/წმ საწვავის წონითი შემადგ. %
ფტორი 348,4 5009 1,504 5328 25
ტეტრაფტორჰიდრაზინი 327,4 4758 1,193 4434 19
ClF3 287,7 4402 1,764 4762 20
ClF5 303,7 4604 1,691 4922 20
პერქლორილფტორიდი 293,7 3788 1,589 4617 47
ჟანგბადის ფტორიდი 326,5 4067 1,511 5004 38,5
ჟანგბადი 310,8 4028 1,312 4428 56
წყალბადის ზეჟანგი 318,4 3561 1,466 4806 52
N2O4 300,5 3906 1,467 4537 47
აზოტმჟავა 301,3 3720 1,496 4595 49

ტოქსიკურობა[რედაქტირება]

ალუმინი გამოირჩევა უმნიშვნელო ტოქსიკური მოქმედებით, მაგრამ ბევრი ალუმინის ხსნადი არაორგანული შენაერთები წყალში ინარჩუნებენ ხსნადობას დიდი დროის განმავლობაში და შეუძლიათ ნეგატიური ზემოქმედება ადამიანზე და სხვა თბილსისხლიან ცხოველებზე სასმელი წყლის მეშვეობით. ყველაზე საწამლავია ალუმინის ქლორიდები, ნიტრატები, აცეტატები, სულფატები და სხვა. ადამიანზე ტოქსიკურ მოქმედებას იწვევს (ორგანიზმში მოხვედრის შემთხვევაში) ალუმინის შენაერთების შემდრგი დოზები (მგ/კგ სხეულის წონასთან):

პირველ რიგში მოქმედებენ ნერვიულ სისტემაზე (გროვდებიან ნერვულ ქსოვილებში, რაც იწვევს ცნს-ის ფუნქციის მძიმე დარღვევებს). მიუხედავად ამისა ალუმინის ნეიროტოქსიკური თვისებების შესწავლა დაიწყეს 1960 წლებში, რადგანაც ლითონის დაგროვებას ორგანიზმში ეწინააღმდეგება მისი გამოყვანის მექანიზმები. ჩვეულებრივ პირობებში შარდთან ერთად დღეღამის განმავლობაში გამოიყოფა 15 მგ-მდე ელემენტი. შესაბამისად, ნეგატიურ ეფექტს იწვევს ადამიანებში რომელთაც თირკმლების ფუნქციის დარღვევა შეიმჩნევა.

სამეურნეო-სასმელ წყალში ალუმინის ნორმატიული შემცველობა შეადგენს 0,2 მგ/ლ. ამასთან შემცველობა შეიძლება გაზრდილ იქნას 0,5 მგ/ლ-მდე მთავარი სახელმწ. სანიტარული ექიმის მიერ.

ზოგიერთი ბიოლოგიური კვლევების შედეგად ორგანიზმში ალუმინის მოხვედრა მიჩნეულ იქნა ალცგეიმერის დაავადების გამომწვევ ფაქტორად.[6][7], მაგრამ ეს კვლევა გვიან გაკრიტიკებულ იქნა და მათ შორის კავშირი უარყოფილი იქნა[8][9][10].

იხილეთ აგრეთვე[რედაქტირება]

წყაროები[რედაქტირება]

Commons-logo.svg
ვიკისაწყობში? არის გვერდი თემაზე:
  • თარგი:ВТ-ЭСБЕ
  • ალუმინი Webelements-ზე
  • ალუმინი ქიმიური ელემენტების პოპულარული ბიბლიოთეკა
  • ალუმინი საბადოებში
  • ალექსეევი ა. ი., ვალოვი მ. ი., იუზვიაკ ზ. წყლის სისტემების ხარისხის კრიტერიუმები: სასწ. სახელმძღ. — სპბ: ХИМИЗДАТ, 2002. ISBN 5-93808-043-6
  • გნ 2.1.5.1315-03 ქიმიური ნივთიერებების ზღვრულად-დასაშვები კონცენტრაცია წყალში და წყლის მეურნეობებში.

შენიშვნები[რედაქტირება]

  1. მოკლე ქიმიური ენციკლოპედია. ტ. 1 (А—Е). — მ.: სამბჭოთა ენციკლოპედია. 1961
  2. ნ.ვ. კორონოვსკი, ა. ფ. იაკუშოვა. გეოლოგიის საფუძვლები
  3. ოლეინიკოვი ბ. ვ. და სხვა ალუმინი — ახალი მინერალი თვითნაბადი ელემენტების კლასიდან //Записки ВМО. — 1984, ნ. CXIII, გამ. 2, ფ. 210—215. [1]
  4. J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. 1, 1965
  5. MINERAL COMMODITY SUMMARIES 2009
  6. Shcherbatykh I, Carpenter DO (May 2007). The role of metals in the etiology of Alzheimer’s disease // J. Alzheimers Dis. 11 (2): 191—205.
  7. Rondeau V, Commenges D, Jacqmin-Gadda H, Dartigues JF (July 2000). Relation between aluminum concentrations in drinking water and Alzheimer’s disease: an 8-year follow-up study // Am. J. Epidemiol. 152 (1): 59-66
  8. Rondeau V (2002). A review of epidemiologic studies on aluminum and silica in relation to Alzheimer’s disease and associated disorders // Rev Environ Health 17 (2): 107-21.
  9. Martyn CN, Coggon DN, Inskip H, Lacey RF, Young WF (May 1997). Aluminum concentrations in drinking water and risk of Alzheimer’s disease // Epidemiology 8 (3): 281-6.
  10. Graves AB, Rosner D, Echeverria D, Mortimer JA, Larson EB (September 1998). Occupational exposures to solvents and aluminium and estimated risk of Alzheimer’s disease // Occup Environ Med 55 (9): 627-33.