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铝型材的物理性质及主要特点
内容来源:http://www.apas.net.cn/    作者:APAS    发布日期:2021-08-23 11:26    阅读次数:184 次 点击收藏

铝型材的物理性质及主要特点铝型材是银白色而具有光泽的金属,质量轻,20℃时密度为2.6989g/cm³;没有毒性和磁性,撞击时不产生火花;延展性好,其延性在金属中局第六位,展性居第二位;纯铝很软,莫氏硬度只有2.9,但它能与铜、镁、锰、硅、锌等多种金属形成强度高而重量轻的铝基合金;

铝具有高的电导率、高的热导率和高的反射率;铝型材对可见光和紫外线的反射率在普通型材中是最高的;铝可以用作近似黑体的物质,在红外去,铝的反射性仅次于金和银;


铝的主要物理性质
铝在地壳中的丰度(质量分数)/%-(原子分数)/%
8.6-6.6
铝在海水中的丰度/(g/t)
0.16~0.19
原子量
26.98154
沸点/℃
2467
熔点/℃
660.37
热导率/[W/(m·K)]
234.46
密度(20℃)/(g/cm³)
2.6989
熔点时密度(液体)/(g/cm³)
2.37
硬度(莫氏硬度)
2.75
电阻率/μΩ·cm
2.62(0℃),2.6548(20℃)
反射率/%
85~90
标准电极电位Al3++3e-→Al
-1.66
抗拉强度/(kg/mm)
1.27(20℃退火状态)

铝型材在空气中有高的稳定性,即使在无任何保护的情况下亦具有较强的抗蚀能力;这是由于铝的活性较高,铝暴露于大气中,其表面会立即自然地生成一层薄而透明且坚韧地氧化膜层;这一天然的氧化膜层达到一定厚度就会自动停止生长,其厚度由环境和暴露时间而定;在干燥空气中和室温下约为50A1A=0.1nm),最厚亦可达100A

 

铝是两性金属,在碱性环境中会很快被腐蚀,在浓硝酸和浓硫酸中会被钝化,而不被进一步腐蚀,对大多数有机酸亦显惰性;因此铝型材容器可以用来贮藏浓硝酸、浓硫酸、有机酸和许多其他化学试剂;但卤素对铝制品有极强的浸蚀力,因此铝型材容器不能用于这类物质的贮藏、包装、运输等;

 

铝型材的主要特点

(1)密度小:铝型材的一个显著特点就是密度小,纯铝密度接近2.7g/cmm³,约为铁或铜的1/3;铝型材根据合金成分不同,密度有一定变化,主要取决于添加元素的密度;在铝中添加镁、锂、硅等合金元素,尤其是锂使合金密度减小;在铝中添加铬、铜、铁、锰、镍、锌等合金元素则使合金密度增大;轧制能提高合金密度,冷加工使合金密度降低,位错增加,但若经过退火,则位错消失,密度增加;常见合金元素对铝密度的影响见下图;

常见合金元素对铝密度的影响

(2)可强化:纯铝强度不高,但可通过冷加工或添加镁、铜、锰、硅、锂等元素合金化,再通过热处理进一步强化,可得到很高的强度;在工业上应用的铝型材都要掺入一些旨在改善铝型材强度的合金元素,常见的添加元素主要有镁、硅、铜、锌、锰、镍等;这些元素能与铝形成固溶体,改变合金的性能;某些特定用途,可以在铝型材中添加少量其他元素,如铬、钒、铅和铋等;制作精细浇铸件常加入钛,在合金中掺入银,可改善合金的延展性,并可取得光滑的外表;

 

(3)易加工性:铝的塑性好,加工速度快,可以挤压成各种复杂断面的铝型材,并可进行车、铣、镗、刨等机械加工;对于冲压加工所需机床,冲压力比其他金属小,模具寿命长,并可采用任何一种铸造方法进行铸造加工;

 

(4)耐蚀性:铝型材表面极易生成一层致密牢固的氧化物保护膜,这层保护膜只有在卤素离子和碱性情况下才容易被破坏,因此铝有很好的耐大气腐蚀和耐水腐蚀能力;

 

(5)无低温脆性:铝在0℃以下,随着温度的降低,强度和塑性不仅不会降低,反而还会提高;

 

(6)导电、导热性好:铝的导电、导热性能仅次于银、铜和金;室温时,电工铝的等体积电导率可达62%IACS;若按单位质量导电能力计算,其导电能力为铜的一倍;但任何合金元素都会使铝的电导率下降;

 

(7)反射性强:铝的抛光表面对白光的反射率达80%以上,纯度越高,反射率越高;同时,铝对红外线、紫外线、电磁波、热辐射等都有良好的反射性能;

 

(8)无磁性:冲击不产生火花,这对某些特殊用途十分可贵;可用作仪器仪表、电气设备的屏蔽材料,以及易燃易爆物的生产器材等;

 

(9)吸音性好:对室内装饰有利,也可配制成减震合金;这一特性用于高档铝合金音箱制作,特别是经纹理蚀刻后,其内部真实面积大大提高,将更进一步提高音响综合性能;

 

(10)耐核辐射:铝对高能中子具有与其他金属相同程度的中子吸收截面;对低能范围内的中子,其吸收截面仅次于铍、镁、锆等金属;而铝耐核辐射的最大优点是对照射产生的感应放射能衰减快;

 

(11)美观:铝型材由于反射能力强,表面呈银白色光泽,经加工后可达到很高的光洁度和光亮度;如经特殊前处理、阳极氧化、染色或丝网印刷等加工方法处理,不仅具有高的抗蚀性能,而且还有美丽的外观;还可通过电镀、化学镀等加工手段进一步提高其装饰性、功能性用途;特别是现在,随着物质生活水平的提高,人们对居室装修也有了更高的要求;经纹理蚀刻后的铝型材,这一优点将更为凸显;应用于室内装修,为室内装修业引入了一种新的高档材料,使居室更显高贵、典雅、

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