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1、1概述11铝的历史1782年，法国化学家A.L.拉博瓦着发现了矾土（即今天的氧化铝）具有金属氧化物的性能，并将这种金属命名为铝（Alumine）1807年英国电化学家，得彼用电化学方法将矾土分离，确认了金属铝的存在，将其命名为Alumium,之后，又叫Aluminum,又称为Aluminium。1854年，法国戴维用纳作还原剂炼铝，在拿破仑三世支持下建立了炼铝厂。1886年，美国霍尔，法国郝鲁特发明熔盐电解炼铝法，用冰晶石作溶剂，将氧化铝溶解，然后电解。1887年，澳大利亚拜尔用湿式碱法发明了氧化铝提取方法，结合熔盐电解，确立了从矾土到金属铝的现代铝生产方法。12世界各国的原铝生产及消费- 2
2、2 -主要国铝产业及日本各领域铝材用量13我国铝锭，铝材，铝型材产量（表1）单位：万吨年份19961997199819992000200120022003铝锭 19012178233628102899342543585563铝材1620176114711766217723052988铝型材8288863834625781067176014我国铝型材发展的三个阶段（表2）阶段特征标志1952年1979年为奠基阶段因国家军事发展需要，建立了以生产军品为主的铝加工厂。东北轻合金加工厂1956年投产，西南铝加工厂60年末投产，西北铝加工70年代初产。1980年1992年为调整发展阶段随着民用建筑材料市
3、场发展需要，（用铝窗代替木窗，钢窗）涌现一批国营、民营铝型材厂，铝加工从军品转向民品为主。广东铝材厂的大量建成。1992年至今为高速发展阶段民用建筑材与交通运输材相结合的格局。国内几大铝加工厂如：兴发，亚洲，金桥，忠旺，丛林，等大型企业形成。15我国铝型材行业资料1）目前有铝型材企业约650家2）挤压机为2500台，其中2000吨以上57台，5000吨以上8台，8000吨以上4台。3）拥有表面处理生产线约600余条。4）产品结构： 建筑铝型材：工业铝型材=7：32有关铝产业在公元前50003000年就开始使用铁、铜，但直到100年前才运用到铝，所以铝被称之为年轻的金属。铝因其性质优良而广泛用到
4、高层建筑建材，车辆，船舶，电气通信器材，金属材料，在其越来越广泛应用的同时，其产量也仅次于铁而成为居第二位的金属。铝为什么如此引起注目呢，是因为其比重轻易加工。如：以挤压制造出的窗框，不经过焊接，弯曲等工艺，就能通过简单的组立、较低的成本制作成形状复杂且精密的物品。又如，用锻造法制作出的具有高品质的铝部品，作汽车配件有利于汽车的轻量化。铝是可回收的金属，废铝再生简单，不必消耗像电解铝那么多能源，价值也高，使用铝对资源环境都有十分重要的意义。如上所述铝在降低输送机构的能耗及提升效率，使其科技水平提高，提高人民生活水平，扩大耐用消费领域，废物的再生利用，节约资源等方面都将是十分看好的金属材料。下图
5、为和胜铝制品厂型材断面图例3铝的特征铝（99.996）的物理性质如下表所示。但含有不纯物或添加不同元素时，其性质会发生变化。像这种铝及铝合金的特征将在后文进行介绍。在室温下纯铝（99.996）的性质项目数值CGS制SI 单位制原子量26.98原子序号13晶体结构面心立方晶格常数4.096108cm密度2.70(g/cm3)线膨胀系数23.7106/deg23.7106/K融点660.4融解热94.6cal/g10.7KJ/mol沸点2470蒸发热2576 cal/g291 KJ/mol比热0.215 cal/(gdeg)24.3J/(Kmol)热传导率0.566 cal/(cmsdeg)237
6、W/(mK)电传导率37.66/(mm2)37.66Sm/mm2比电阻0.02655mm2/m电阻温度系数4.2103电化学当量0.3354g/(Ah)磁化率0.61106cm3/g杨氏率6.97103kgf/mm268.3109N/m2刚性率2.60103kgf/mm225.5109N/m2泊松比0.3431轻量铝的比重约2.70，在实用合金材料中 仅次于镁（1.74），大约是铁 （7.87），铜(8.96)的1/3，作为在一般所使用的金属中最轻的金属，在航空机，船舶，车辆等的交通机械，建筑， 土木等领域起着轻量化的作用。 32 硬度高在铝中添加各种元素后，进行加工 或者热处理，能控制强度。
7、除此外，依合金的种类，性质区别， 抗拉强度可变范围为760Kgf/mm2 可依照用途选用比强度的材质。 比强度抗拉强度/比重33 良好的加工性因延展性好，能够简单制作出板，金属薄片，棒，管，形材等各种形状的制品。除此外切削，锻造，弯曲等的加工性能方面也很出色，特别是挤压加工，即使是断面复杂的形状也容易达到。 34 良好的耐腐蚀性 400um铝在空气中生成细密安定的氧化皮膜， 这个皮膜防止自然腐蚀。（此皮膜具有自已补修功能）特别在建筑，汽车，船舶， 海洋开发等的领域，发挥着重要作用。平均侵蚀深度3um铝铁35良好的表面处理性能让表面形成无色透明的氧化皮膜，利用阳极氧化处理，在保持漂亮的银白色金属
8、光泽的同时，耐蚀性，耐摩耗性也能得到飞跃般的改善。使用染色，自然发色，电解着色等方法，能够产生各种色调，因此在家庭用品建筑物的内外装修方面也多被使用。36良好的低温特性随着温度的下降，强度的上升，即将在极低温条件下也不会像普通钢那样因低温出现脆化。所以，在低温成套设备装置中也被广泛使用。37焊接性好熔接，焊接，钎焊，电阻焊接，铆接，熔着等，用各式各样的方法能得到更好的连接。其焊接技术以惊人的速度发展，在更多的领域中设计及施工非常合理。 38电气传导性好 导电率约为铜的60，使用铜重量 一半的铝，能通过与铜同量的电流，可适用于送电线的配线。 39热传导性好 易传热，可使用于热交换器，家庭用品，用
9、于致热及致冷装置。（cal/cm .sec） 310 反射性好 铝的表面有色光线及幅射热，电波的反射大，在电解研磨面上可反射视光线的8090，红外线的95。 利用这些，可用于暖器的反射板，照明装置，抛物面天线。311非磁性铝几乎不受电磁器磁场影响，不带磁性。用于需要具有非磁性的各种电气机器类。312无毒性无毒性，与食品类不会产生反应，适用于食品包装容器，家庭用器物。313真空特性好铝用在真空装置的材料上时，气体放出量非常小，真空性能比其它材料优越，因此，活用于各种的高真空泵及配管，高真空半导体装置，物理化学实验装置等。4铝合金的种类铝合金有板，形材，管，棒，线，锻造品等的展伸材料，与金属模铸物
10、，压铸等的铸物材有较大的区别。另外，依照添加元素的种类，分可或不可热处理形，因为与挤压有关的材料为展伸材料，所以这里只叙述展伸材料。41根据合金组成及热处理性分类在JIS规格内，根据合金名组成进行分类。JIS展伸用铝合金根据主要添加的元素，按照以下分类： 纯铝 1000系铝 Al-Cu系合金 2000系合金 Al-Mn系合金 3000系合金 Al-Si系合金 4000系合金 Al-Mg系合金 5000系合金 Al-Mg-Si系合金 6000系合金 Al-Zn-Mg系合金 7000系合金除了这些主要元素外，还被添加更多其它数种的合金元素，结合其使用目的制造。另外，各系的合金是否有热处理性，按照以下分类。 纯铝 （1000系） 非热处理型合金 Al-Mn系合金 （3000系） Al-Si系合金 （4000系） Al-Mg系合金 （5000系） 展伸材 Al-Cu系合金 （2000系） 热处理型合金 Al-Mg-Si系合金 （6000系） Al-Zn-Mg系合金 （7000系）42各系合金的性能及应用范围1) 1000系铝材1000番号表示工业用纯铝,1100、1200较有代表性，纯度都在99.00%以上的纯
