在什么地方可以查7050铝合金的热物性参数
7050属高强度可热处理合金,具有极高的强度及抗剥落腐蚀和抗应力腐蚀断裂的性能。常用于飞机结构件用于中厚板 挤压件、自由锻打件与模锻件。制造这类零件对合金要求是:抗剥落腐蚀性与抗应力腐蚀开裂能力、断裂韧性与抗疲劳性能都强。 7075系铝合金主要合金元素是锌,向含3%-75%锌的合金中添加镁,可以形成强化效果显著的MgZn2,使该合金的热处理效果远远胜过铝锌二元合金.提高合金中的锌镁含量,抗拉硬度就得会到进一步的提高,但其抗应力腐蚀和抗剥落腐蚀的能力会随之下降.经热处理,能达到非常高的强度特性.该系材料一般都会加入商量铜铬等合金.该系中以7075-7651铝合金为上品,被誉为铝合金中最优良的产品,强度高,远胜于软钢.此合金具有良好的机械性能及阳极反应.主要用于航空航天,模具加工,机械设备.工装夹具,特别用于飞机制造结构及其它要求强度高,抗腐蚀性能强的高应力结构体.
7050典型机械性能
状态 拉伸强度 屈服强度 延伸率 硬度(a) 剪切强度 疲劳强度(b) MPa ksi MPa ksi 样品厚度 1.6mm(1/16in) HB MPa ksi MPa ksi T73510 496 72 434 63 12 135 - - 71 10.4 T7451 524 76 469 68 11 135 303 44 71 10.4 T7651 552 80 490 71 11 135 324 47 71 10.4 注: (a)载荷500kg直径10mm球(b)R.R.Moore型试验,循环5*108次全反向应力。 其它性能 密度:20℃(68℉)时为 2.83g/cm3(0.102lb/in3)。 退火温度 415℃(775℉) 固溶温度 475℃(890℉) 时效温度 120-175℃(250-350℉)
7050化学成分:
铝(Al) 余量 铬(Cr)≤0.04 锆(Zr)0.08~0.15 锌(Zn)5.7~6.7 硅(Si)≤0.12 铁(Fe)0.000~0.150 锰(Mn)≤0.10 镁(Mg)1.9~2.6 钛(Ti)≤0.06 铜(Cu)2.0~2.6
阳极氧化是铝合金的一物性,因为生的氧化膜三氧化二铝是一种防腐性能很好的东西,也有一定的硬度,也只铝合才能做常讲的阳极氧化,当然一般是镁合金也可以,但是是另一种工艺,叫微弧阳极氧化,与铝合金阳极氧化有很大的不同,锌合金不能阳极氧化,不具备这种特性,它在酸性中只会快速腐蚀。
铝合金用的多主要还是质量轻,导电导热性能好,后续CNC加工方便,当然也能做阳极,提高硬度和耐蚀性能,当然阳极之后的铝是不导电的。
纯铝的阳极氧化颜色是不限制的,但压铸铝就不一样的,因为含硅的原因,特别是ADC12,基本是只能是灰色和黑色,ADC10相对来说要好很多,可以做类似纯铝的本色,但是偏黄,一般适合做深色,当然还有其它的料也可以做的更好,主要是看硅的量,硅越少颜色就会越广泛。
硬度:150HB 密度:2810 物理特性及机械性能: 抗拉强度:524Mpa 0.2%屈服强度455Mpa 伸长率:11% 弹性模量:E/Gpa:71.
6063力学性能
抗拉强度 σb (MPa):≥205 条件屈服强度 σ0.2 (MPa):≥170 伸长率 δ5 (%):≥9 注 :棒材室温纵向力学性能[3] 试样尺寸:棒材直径(方棒、六角棒内切圆直径)≤25
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(金属元素)
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银白色轻金属。有延展性。商品常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。铝粉在空气中加热能猛烈燃烧,并发出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液,难溶于水。相对密度2.70。熔点660℃。沸点2327℃。铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅,居第三位,是地壳中含量最丰富的金属元素。航空、建筑、汽车三大重要工业的发展,要求材料特性具有铝及其合金的独特性质,这就大大有利于这种新金属铝的生产和应用。 应用极为广泛。
中文名
铝
外文名
Aluminium
化学式
Al
相对原子质量
26.981539
化学品类别
金属单质
管制类型
粉状管制
储存方法
密封干燥保存
CAS编号
7429-90-5
目录
1 发展历史
2 含量分布
3 分类
4 制备方法
5 化学性质
▪ 与酸反应
▪ 与碱反应
▪ 与非金属反应
▪ 铝热反应
▪ 与水反应
6 物理性质
▪ 基本物性
▪ 同位素
7 主要用途
8 毒理性质
9 测定方法
10 产业情况
发展历史
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铝(Aluminium)的英文名出自明矾(alum),即硫酸复盐KAl(SO4)2·12H2O。[1] 史前时代,人类已经使用含铝化合物的黏土(Al2O3·2SiO2·2H2O)制成陶器。铝在地壳中的含量仅次于氧和硅,位列第三。但是由于铝化合物的氧化性很弱,铝不易从其化合物中被还原出来,因而迟迟不能分离出金属铝。[2] 意大利物理学家伏打发明电池后,戴维试图利用电流从矾土中分离出金属铝,都没有成功[2] ,但他建议将其命名为“alumium”,后改为“aluminum”,不久即修饰成aluminium。这种词形在全世界通用,但北美除外,那里的美国化学会(ACS)于1925年决定在出版刊物中采用“aluminum”。丹麦化学家奥斯特利用稀的钾汞齐与氯化铝反应第一次分离出不纯的金属铝。1827年德国化学家武勒重复了奥斯特的实验,并不断改进制取铝的方法。1854年,德国化学家德维尔利用钠代替钾还原氯化铝,制得铝锭。[3] 在以后的一段时期里,铝是帝王贵族们享用的珍宝。法国皇帝拿破仑三世在宴会上使用过铝制叉子;泰国国王使用过铝制表链。[2] 1855年在巴黎博览会上,它与王冠上的宝石一起展出,标签上注明“来自黏土的白银”。1889年,门捷列夫还曾得到伦敦化学会赠送的铝合金制成的花瓶和杯子。[2]
到19世纪末,铝的价格发生了成千倍的跌落。首先是由于19世纪70年代西门子改进了发电机后,有了廉价的电力;其次是由于法国的Heroult和美国的C. M. Hall于1886年分别发展了将氧化铝溶解在冰晶石(Na3AlF6)中电解的方法。当时他们都是22岁。这项创举使铝以大规模生产,奠定了今天世界电解铝的工业方法。至今各种铝制品已广泛进入千家万户。[1]
含量分布
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地壳中含量最丰富的金属元素,含量8.3%。主要以铝硅酸盐矿石存在,还有铝土矿和冰晶石。氧化铝为一种白色无定形粉末,它有多种变体,其中最为人们所熟悉的是α-Al₂O₃和β-Al₂O₃。自然界存在的刚玉即属于α一Al₂O₃,它的硬度仅次于金刚石,熔点高、耐酸碱,常用来制作一些轴承,制造磨料、耐火材料。如刚玉坩埚,可耐1800℃的高温。Al₂O₃由于含有不同的杂质而有多种颜色。例如含微量Cr(III)的呈红色,称为红宝石;含有Fe(II),Fe(III)或Ti(IV)的称为蓝宝石。[1]
铝是一种轻金属,化学符号为Al,原子序数:13。铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅,居第三位,是地壳中含量最丰富的金属元素,其蕴藏量在金属中居第2位。在金属品种中,仅次于钢铁,为第二大类金属。
分类
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根据铝的成分可分三类:
名称
含铝量(%)
高级纯铝
99.93~99.999
工业高纯铝
99.85~99.9
工业纯铝
98~99.7
制备方法
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1854年,法国化学家德维尔把铝矾土、木炭、食盐混合,通入氯气后加热得到NaCl,AlCl₃复盐,再将此复盐与过量的钠熔融,得到了金属铝。1886年,美国的豪尔和法国的海朗特,分别独立地电解熔融的铝矾土和冰晶石(Na3AlF6)的混合物制得了金属铝,奠定了今后大规模生产铝的基础。
铝以化合态的形式存在于各种岩石或矿石里,如长石、云母、高岭石、铝土矿、明矾时,等等。由铝的氧化物与冰晶石(Na3AlF6)共熔电解可制得铝,其主要反应过程如下:
从铝土矿中提取铝反应过程
溶解:将铝土矿溶于NaOH(aq):Al₂O₃+ 2NaOH+3H₂O= 2NaAl(OH)4(四羟基合铝酸钠)
过滤:除去残渣氧化亚铁(FeO)、硅铝酸钠等
酸化:向滤液中通入过量CO₂:NaAl(OH)4+ CO₂ = Al(OH)₃↓+ NaHCO₃
过滤、灼烧 Al(OH)₃:2Al(OH)₃ =高温= Al₂O₃+ 3H₂O
电解:2Al₂O₃(l) =通电= 4Al + 3O₂↑
注:电解时为使氧化铝熔融温度降低,在Al₂O₃ 中添加冰晶石(Na₃AlF₆)。不电解熔融AlCl₃炼Al;原因:AlCl₃是共价化合物,其熔融态导电性极差。
化学性质
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铝是活泼金属,在干燥空气中铝的表面立即形成厚约50埃(1埃=0.1纳米)的致密氧化膜,使铝不会进一步氧化并能耐水;但铝的粉末与空气混合则极易燃烧;熔融的铝能与水猛烈相应的金属;铝是两性的,极易溶于强碱,也能溶于稀酸。
与酸反应
2Al +6HCl ==== 2AlCl₃+ 3H₂↑
2Al + 3H₂SO₄(稀)==== Al₂(SO₄)₃+ 3H₂↑
Al + 6HNO₃(浓)==Δ==Al(NO₃)₃+ 3NO₂↑+ 3H₂O
Al + 4HNO₃(稀)==== Al(NO₃)₃+ NO↑+ 2H₂O
8Al + 30HNO₃(较稀)====8Al(NO₃)₃+ 3N₂O↑+ 15H₂O
8Al + 30HNO₃(极稀)====8Al(NO₃)₃+ 3NH₄NO₃+ 9H₂O
6CH₃COOH+2Al=2Al(CH₃COO)₃+3H₂↑
与碱反应
2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2↑
与非金属反应
4Al+3O₂====2Al₂O₃(点燃)
2Al+3Cl₂====2AlCl₃ (点燃)
2Al+3S====Al₂S₃ (加热)
铝热反应
2Al + Fe₂O₃==点燃== Al₂O₃+2Fe(铝热反应)
8Al + 3Fe₃O4==高温== 4Al₂O₃+9Fe
与水反应
根据铝的还原性可推断铝可以与水反应,但实验发现,铝与沸水几乎没有反应现象,不过铝在加热条件下就可以与水蒸汽发生明显反应,但反应一开始就与水中的氧气生成致密氧化膜阻止反应进一步进行。
物理性质
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基本物性
铝为银白色轻金属。有延展性。商品常制成柱状、棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。用酸处理过的铝粉在空气中加热能猛烈燃烧,并发出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、稀硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液,不溶于水,但可以和热水缓慢地反应生成氢氧化铝[4] ,相对密度2.70,弹性模量70Gpa,泊松比0.33。熔点660℃。沸点2327℃。以其轻、良好的导电和导热性能、高反射性和耐氧化而被广泛使用。做日用皿器的铝通常叫“钢精”或“钢种”。Al 在(室温)25℃的热膨胀系数0.0000236mm/℃ 或23.6ppm*k-1。
同位素
铝有24种同位素,其中只有一种是稳定的。同位素列表如下:
符号
质子
中子
质量
半衰期
自旋
相对丰度
19Al
13
6
19.0(218)#
<(35) ns #
20Al
13
7
(20.0194)#
<3(5) ns #
21Al
13
8
21.02804(32)#
<35 ns
1/2+#
22Al
13
9
22.01952(10)#
59(3) ms
(3)+
23Al
13
10
23.007267(20)
470(30) ms
5/2+#
24Al
13
11
23.9999389(30)
2.053(4) s
4+
25Al
13
12
24.9904281(5)
7.183(12) s
5/2+
26Al
13
13
25.98689169(6)
7.17(24)E+5 a
5+
27Al
13
14
26.98153863(12)
稳定
5/2+
1.0000
28Al
13
15
27.98191031(14)
2.2414(12) min
3+
29Al
13
16
28.9804450(13)
6.56(6) min
5/2+
30Al
13
17
29.982960(15)
3.60(6) s
3+
31Al
13
18
30.983947(22)
644(25) ms
(3/2,5/2)+
32Al
13
19
31.98812(9)
31.7(8) ms
1+
33Al
13
20
32.99084(8)
41.7(2) ms
(5/2+)#
34Al
13
21
33.99685(12)
56.3(5) ms
4-#
35Al
13
22
34.99986(19)
38.6(4) ms
5/2+#
36Al
13
23
36.00621(23)
90(40) ms
37Al
13
24
37.01068(36)
10.7(13) ms
38Al
13
25
38.01723(78)
7.6(6) ms
39Al
13
26
39.02297(158)
7.6(16) ms
3/2+#
40Al
13
27
40.03145(75)#
10# ms [>260 ns]
41Al
13
28
41.03833(86)#
2# ms [>260 ns]
3/2+#
42Al
13
29
42.04689(97)#
1# ms
备注:画上#号的数据代表没有经过实验的证明,只是理论推测而已,而用括号括起来的代表数据不确定性。
主要用途
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物质的用途在很大程度上取决于物质的性质。因为铝有多种优良性能,所以铝有着极为广泛的用途。
铝及铝合金是当前用途十分广泛的、最经济适用的材料之一。世界铝产量从1956年开始超过铜产量一直居有色金属之首。当前铝的产量和用量(按吨计算)仅次于钢材,成为人类应用的第二大金属;而且铝的资源十分丰富,据初步计算,铝的矿藏储存量约占地壳构成物质的8%以上。
铝的重量轻和耐腐蚀,是其性能的两大突出特点。
铝的密度很小,仅为2.7 g/cm,虽然它比较软,但可制成各种铝合金,如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等。这些铝合金广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制造工业。此外,宇宙火箭、航天飞机、人造卫星也使用大量的铝及其铝合金。例如,一架超音速飞机约由70%的铝及其铝合金构成。船舶建造中也大量使用铝,一艘大型客船的用铝量常达几千吨。
铝的导电性仅次于银、铜和金,虽然它的导电率只有铜的2/3,但密度只有铜的1/3,所以输送同量的电,铝线的质量只有铜线的一半。铝表面的氧化膜不仅有耐腐蚀的能力,而且有一定的绝缘性,所以铝在电器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。
铝是热的良导体,它的导热能力比铁大3倍,工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。
铝有较好的延展性(它的延展性仅次于金和银),在100 ℃~150 ℃时可制成薄于0.01 mm的铝箔。这些铝箔广泛用于包装香烟、糖果等,还可制成铝丝、铝条,并能轧制各种铝制品。
铝的表面因有致密的氧化物保护膜,不易受到腐蚀,常被用来制造化学反应器、医疗器械、冷冻装置、石油精炼装置、石油和天然气管道等。
铝粉具有银白色光泽(一般金属在粉末状时的颜色多为黑色),常用来做涂料,俗称银粉、银漆,以保护铁制品不被腐蚀,而且美观。
铝在氧气中燃烧能放出大量的热和耀眼的光,常用于制造爆炸混合物,如铵铝炸药(由硝酸铵、木炭粉、铝粉、烟黑及其他可燃性有机物混合而成)、燃烧混合物(如用铝热剂做的炸弹和炮弹可用来攻击难以着火的目标或坦克、大炮等)和照明混合物(如含硝酸钡68%、铝粉28%、虫胶4%)。
铝热剂常用来熔炼难熔金属和焊接钢轨等。铝还用做炼钢过程中的脱氧剂。铝粉和石墨、二氧化钛(或其他高熔点金属的氧化物)按一定比率均匀混合后,涂在金属上,经高温煅烧而制成耐高温的金属陶瓷,它在火箭及导弹技术上有重要应用。
铝板对光的反射性能也很好,反射紫外线比银强,铝越纯,其反射能力越好,因此常用来制造高质量的反射镜,如太阳灶反射镜等。
铝具有吸音性能,音响效果也较好,所以广播室、现代化大型建筑室内的天花板等也采用铝。
耐低温,铝在温度低时,它的强度反而增加而无脆性,因此它是理想的用于低温装置材料,如冷藏库、冷冻库、南极雪上车辆、氧化氢的生产装置。
毒理性质
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研究发现,铝元素能损害人的脑细胞。根据世界卫生组织的评估,规定铝的每日摄入量为0~0.6mg/kg,这里的kg是指人的体重,即一个60kg的人允许摄入量为36mg。我国《食品添加剂使用标准GB2760-2011》中规定,铝的残留量要小于等于100mg/kg。以此计算,一个体重60kg的人每天吃油条不多于36mg就不必担心。
铝在人体内是慢慢蓄积起来的,其引起的毒性缓慢、且不易察觉,然而,一旦发生代谢紊乱的毒性反应,则后果非常严重。因此,必须引起我们的重视,在日常生活中要防止铝的吸收,减少铝制品的使用。铝及其化合物对人类的危害与其贡献相比是无法相提并论的,只要人们切实注意,扬长避短,它对人类社会将发挥出更为重要的作用。
避免方法:
避免使用铝制成的炊具
少吃炸油条、由铝包装的糖果等食品,少喝易拉罐装的软饮料
部分药品由含铝物质制成,应减少服用含铝元素的药品,如:可以中和胃酸的Al(OH)3。
测定方法
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方法名称:硫糖铝—铝的测定—络合滴定法
应用范围:采用络合滴定法测定硫糖铝中铝的含量,适用于硫糖铝中铝的含量测定。
方法原理:取供试品适量,经溶解稀释中和处理后,加醋酸-醋酸铵缓冲液,精密加乙二胺四醋酸二钠滴定液(0.05mol/L),煮沸3~5分钟,放冷至室温。每1mL乙二胺四醋酸钠滴定液(0.05mol/L)相当于1.349mg的铝,计算,即得。
测定试剂:
水(新沸放置至室温)
醋酸-醋酸铵缓冲液(pH6.0)
二甲酚橙指示液
锌滴定液(0.05mol/L)
乙二胺四醋酸二钠滴定液(0.05mol/L)
基准氧化锌
稀盐酸
甲基红的乙醇溶液(0.025%)
氨试液
铬黑T指示剂
氨-氯化铵缓冲液(pH10.0)
操作步骤:
取本品约1.0g,精密称定,置200mL量瓶中,加稀盐酸10mL溶解后,加水稀释至刻度,摇匀,精密量取20mL,加氨试液中和至恰析出沉淀,再滴加稀盐酸至沉淀恰溶解为止,加醋酸-醋酸铵缓冲液(pH6.0)20mL,再精密加乙二胺四醋酸二钠滴定液(0.05mol/L)25mL,煮沸3~5分钟,放冷至室温,加二甲酚橙指示液1mL,用锌滴定液(0.05mol/L)滴定至溶液自黄色转变为红色,并将滴定结果用空白试验校正。
注1:“精密称取”系指称取重量应准确至所称取重量的千分之一,“精密量取”系指量取体积的准确度应符合国家标准中对该体积移液管的精度要求。
注2:“水分测定”用烘干法,取供试品2~5g,平铺于干燥至恒重的扁形称瓶中,厚度不超过5mm,疏松供试品不超过10mm,精密称取,打开瓶盖在100~105℃干燥5小时,将瓶盖盖好,移置干燥器中,冷却30分钟,精密称定重量,再在上述温度干燥1小时,冷却,称重,至连续两次称重的差异不超过5mg为止。根据减失的重量,计算供试品中含水量(%)。[5]
产业情况
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据相关资料显示,在我国特殊的资源和能源状况下,催生了科技创新的进程。在异型阴极结构电解槽、新型结构导流槽及高效节能型电解槽大范围推广应用之后,又开发出大容量电解槽磁流体优化设计技术,使电解槽的磁场平衡进一步优化。西部地区新建产能中,大量企业采用了各类新型变断面阴极钢棒技术,较好地改善铝水平和垂直磁流体比例关系,减少铝液波幅,为极距降低提供空间。同时,提高电流密度,加强保温,在阳极上开沟、打孔等节能降耗试验等取得较好效果。
铝型材
改革开放以来,中国铝工业取得了长足发展,已成为世界铝工业大国,形成了从铝土矿、氧化铝、电解铝、铝加工、研发为一体的比较完善的工业体系。
2006年,中国铝业从2005年的全行业亏损迅速转为全行业实现利润324亿元、利税500多亿元。电解铝落后的自焙槽生产能力被淘汰,2006年,电解铝1200万吨产能中160kA及以上产能占83%,已经全部淘汰落后的自焙槽生产能力,部分小型预焙槽生产能力得到改造。
铝合金电缆桥架顾名思义是直接用铝合金板材制造生产而成,铝合金电缆桥架分两种:1060铝合金桥架、阳极氧化铝合金桥架,1060铝合金板材含铝量高达百分之99.6%以上,而阳极氧化铝合金电缆桥架,是在铝合金电缆桥架基础上再进行加工阳极氧化表面处理,通俗点说是升级版,阳极氧化铝是指在铝及铝合金表面镀一层致密氧化铝为了防止进一步氧化,耐腐蚀、耐用性能强以及提高铝合金的表面硬度和耐磨性。
铝合金电缆桥架材质:1060铝合金、阳极氧化铝合金
铝合金电缆桥架型号种类:铝合金槽式、铝合金梯式、铝合金托盘式
铝合金桥架规格:
宽80*高80*厚度1mm;38.1/米
宽100*高100 *厚度1mm;47.7/米
(板材浮动较大以上仅供参考)
备注:由于规格多,未能全部列出,以上为部分常用规格单价,根据要求特殊尺寸可制作。
介绍:安全、低耗、高效、优质的硅粉加工技术
常 森
一、对硅的了解与认识:
硅在地壳中分布很广,约占地壳总量的四分之一。硅的用途很广泛,日常生活中离不开它,现代高科技尖端领域也离不开它,将来科学技术不断发展,硅的适用价值就更加显得神通广大,如将粗硅提炼出高纯度的单晶硅是等量黄金价格的数倍,硅的适用性与经济性是可想而知的。
硅是由硅石SiO2+2C→Si+2CO2↑,这样制得的硅是含少量杂质的粗硅,也叫金属硅,其中Si约占98%,Fe、Al、Ca、Zn、Cu、Ni、Sn、Pb、Mn、Ti等约占2%,金属硅的外观是灰褐色而具有金属光泽、硬而脆的硅块,硅元素符号Si,原子序数14,原子量:28.0355,硅的原子半径是1.17μm,主要化合价:+2、+4,硅原子外层电子的结构为382,3P2,硅晶体的每个硅原子跟另外4个硅原子形成4个共介健,晶体硅的键长是2.35×10-10μm,Si—Si的键能是42.5千米/摩尔,硅的密度是2.32~2.34g/cm3或2.32~2.4g/cm3,熔点是1410℃,沸点是2355℃;硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,硅是良好的半导体;在常温下,硅的化学性质不活泼;在加热条件下,硅能跟许多非金属起反应;硅不溶于水;如:硅粉的热燃烧生成二氧化硅,同时放出大量的热。
Si+O2→SiO2
二、成品硅粉的用途:
将硅块进行工业加工制成的成品硅粉,分级为粗粉、细粉、微细粉、超微细粉,可用于高温耐火材料、铁、铝合金、硅溶胶、有机硅等主要原料。目前有机硅新型材料制品发展前景看好,市场空间大,获得利润可观,如美国道康宁、GE公司,德国瓦克公司,法国罗地亚,日本信越公司和泰国有机硅公司近些年来,企业发展速度较快,产品越做越多。我国有机硅事业也在迅速发展。有机硅企业生产甲基混合粗单体,以Si粉作为主要原料,其主反应为:
Si+2CH3Cl→(CH3)2SiCl2
付反应为:
Si+3CH3Cl→(CH3)SiCl3+2CH3+
Si+CH3Cl+2CH3→(CH3)SiCl
自从我国加入WTO国际商贸组织以来,国内的硅业对外贸易份额也逐渐增长,并在快速做大、做强、做优。据有关消息报道:浙江元通硅业有限公司正在兴建全国最大的硅粉生产厂(5万吨/年);美国道康宁与瓦克化学公司今年计划在上海合资组建数亿美元的微硅粉产品生产园区。于是硅粉的生产技术也成为相关方面的注视重点,本文就是针对有机硅行业制取硅粉的技术,作一番评论,提供大家参考。
三、硅粉生产方法简介:
以硅块为原料生产成品硅粉,有多种方法。效果较好,应用较多的是:球磨法、辊磨法、冲旋法,其主要设备:球磨机、辊磨机、冲旋机在制粉中对达到质量技术要求是有区别的。前两种是在重力下挤压辗磨粉碎,后一种是冲击细碎。各种磨机对非易燃易爆,莫氏硬度低于7.0级的矿物均可加工粉碎。成品粒度通过工艺调节,控制在30目(0.613mm)至425目(0.033mm)范围内。
表1:硅粉各种生产方法比较:
序号项目制粉法
球磨法辊磨法盘磨法冲旋法
1产品质量比表面积m3/g0.260.360.420.57
粒
度范围mm0~0.350~0.350.0150~0.4
<0.05粉量%<30%<18%<20%<25%
颗粒形貌扁平光面少裂纹扁平光面少裂纹扁平光面少裂纹峰窝表面多裂纹
2成品产量 t/h1.51.02.52
3单机能耗 kWh/t25/8544/12044/10822.5/35
4加工成本 元/t180270300120
5工艺设备使用可靠性可靠性较好控制较困难可靠性较好可靠性较好检修工作量大可靠性好检修方便
6环保噪音大超标劳动条件差粉尘大噪音大需要隔音噪音大
粉尘较大环保达标噪音小粉尘少
注:①各制粉法使用设备主机为:φ500mm球磨机(22kW/60kW),辊磨机(37kW/170kW),中径1250盘磨机(132Kw/270kW),ZYF430型冲旋式粉碎机(45Kw/70kW)。
②形貌:根据电子扫描显微照片。
③能耗和加工成本等属一个确定的制粉机组,从原料硅块投入至排出成品粉料。
④加工成本计算包括电耗,人工,折旧,大、中、小修4项费用。电价:0.7元/度,折旧率7%。操作定员(两班总数)5人。
四、硅粉生产技术及要求:
①物料平衡图:
1吨包袋装硅块→破碎→磨机制粉→分筛出粉
1000kg 收率>98%
→布袋除尘→尾气放空(每立方米小于100毫克)
细粉收率<2%
②产品技术规格:
表2:硅粉技术指标:
名称规格分析方法国家标准含水量堆积比平均粒径μm
硅粉100%通过60目筛干筛分法CB/T1480-1995<200PPM1.34~1.4250~100
注:粒度组成按工艺确定。
表3:硅粉主要物性参数:
名
称分
子
量熔
点
℃沸
点
℃闪
点
℃自燃
点
℃在空气中爆炸极限(V%)国家环保标准
下限
硅粉 2814202355<7%02
表4:硅粉的化学成份:
SiFeAlCaZnCaNiSnDbMhTi
798.5<0.4<0.2%0.1微量微量微量微量微量微量微量
注:总杂质<1.5%(一级品),其中Fe<0.3,Al<0.15,Ca<0.1
五、硅粉生产工艺流程简述:
①袋装硅块→行吊或叉车吊卸→颚式破碎机→斗式提升机→≤15mm硅块贮仓→电磁振动给料机→磨制粉机→旋风分离器→集粉仓→筛分机→成品硅粉→布袋过滤器→收尘罐→尾气放空抽风机。
②硅块→破碎→皮带→斗提→制粉机→气固分离→分筛→成品仓
放空←抽风机←布袋过滤←鼓风机← →粗粉回制粉机
↑进N2
→细粉回收
③原料硅块仓→皮带称→一级破碎→分筛→二级破碎
冲旋式粉碎←给料机电磁振动←斗提←
↑
→筛分→粗粉回斗提
中粉贮存→二级筛分→细粉仓→布袋过滤→抽风机→尾气放空
包装微细粉←
六、硅粉设备组成:
根据工艺条件与技术要求,匹配以ZYF430型冲旋式制粉机组为核心,前后系统配置的定型设备及非标设备见表5。
表5:
序号设备名称型号规格数量材质
1原料仓L2非标1A3碳钢
2振动给料机GZ2F定型1碳钢
3颚式破碎机PE-400-250定型1铸钢
4冲旋式粉碎机GCF430定型1铸钢 高温锰钢
5斗式提升机D200 1m/s定型1A3碳钢
6振动筛φ400×12001外克碳钢 白钢网
7离心风机9-19No.6.3A1外壳碳钢
8布袋式收尘器FGM64-61外壳碳钢 防静电材料
七、活性好的硅粉:
不同的制粉方法得到的硅粉活性是有区别的,判定活性的因素为:粉粒的微观结构,比表面积、粒径级配、表面保护和设备钢耗等。
①微观结构:
化学成份符合要求指标的硅,炼制中已获得最佳微观结构,保证其拥有参与反应的最佳活性,即其天性或自然性能,制粉时一定要尽量降低对其天然微观结构的劣化作用,减少其晶粒及晶粒群间的变形,使绝大部分硅粉(99.8%以上)仍保持住原有的天然微观结构。表1中列举四法中,以冲旋法为最佳。因为它利用凌空打碎硅块的方式,让其自身循着体内最薄弱环节碎裂,没有挤、压、碾引起的结构变形。
②比表面积:
粉粒的表面积是单位质量所占有的表面积以m2/g为单位。它是参与化学反应能力的重要指标。硅粉比表面积大,参与反应速度加快,反应更完善,硅的利用率高,反应区域流化态更理想,硅耗率最低,从而显示其活性高。因此表面积已成为硅粉活性的一个重要指标。表1中列出各类粉的比表面积,其中以冲旋粉为最佳。
③粒度级配:
直接合成法是流化态中分步完成的,物料粒度逐步变化,其表面不断进行更新,反应完全,硅的单耗也明显下降。所以,硅粉粒径粗细搭配成粒级,以便获得最佳效果,来制定相应的最适宜的粒度级配。因此制粉方法必须保证粒度组成可调,而且得率更高。如制取1t硅粉的粒级0.1mm~0.4mm约占85%以上是最适宜合成反应的,这是国外某家10万t/a有机硅粗单体流化床使用的Si粉原料指标。
④表面保护:
生产出符合质、粒指标要求的合格成品硅粉,表面需要活性保护,其原则有三:1、有利于化学反应;2、有利于预防燃烧;3、有利于保持松散干燥。硅的氧化性能较强,尤其是微细粉状态,在空气中遇到明火能燃烧,生成二氧化硅同时放出大量的热:Si+O2→SiO2。
由此可以采取两种制粉保护方法:1、氮气保护,在制粉过程中进行氮气循环和不断地补充新鲜N2,控制循环N2含量≥93%,O2的含量≤7%。2、大气条件下,封闭系统,比较干燥的空气同原料硅块同时进入制粉系统,定量给料,空气和碎硅块在机内形成微负压运行,随后制取硅粉,排放空气不循环使用。如:冲旋机制取硅粉。
在成品硅粉贮存和运输、输送中,一般都采用封闭、N2封和N2输送,这也是保护Si粉活性的有效措施。硅粉表面活性高低的最终判定还是生产实践,参与化学反应后的效果如何以及在市场竞争中的能力表现。当然,为获得高活性,还有一个掌握制粉方法的问题,需要一个认识过程,要经得起时间的检验。
辊磨法在制粉过程中,需要高能耗N2保护,其保持制粉系统内N2≤93%,每吨产品需要耗N2量>300m3,由于循环N2在制粉系统温度升高,达到60℃~70℃,其中还含有7%氧气,微硅粉表面N2、O2化也就难免了。而且制粉过程中,钢耗也较高,大约在0.15kg/t,钢耗(铁粉)及易沾附在细硅粉的表面,辊磨法制得的硅粉,外观呈暗黑色。无保护N2气的冲旋法制得的硅粉,外观却是亮晶晶的。就其冲旋机制粉系统内温度一般<40℃,钢耗主要在刀片上,每吨粉耗钢约0.1kg~0.05kg以下。从中可以看出:两种生产方法得出两种差距较大的制造成本与获得不同的硅粉表面活性。
八、结论:
1、硅制粉应选择硅粉质量(活性、粒径、化学成份等)最适宜的条件。
2、硅制粉应选择制粉方法、安全稳定可靠、环保的的国家标准等条件。
3、硅制粉应选择单机加工能力大、成本低的条件。
现象:开始铝条表面有一层氧化膜,所以气泡较少,随着反应进行,该反应放出热量越来越多,故产生气泡越来越多,反应越来越剧烈,后来盐酸浓度减小,反应速率降低,所以产生气泡速率变慢,气泡越来越少,最后盐酸耗尽。
化学方程式:2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂(↑)
原因:铝在金属活动性顺序中排在氢的前面,可以置换出酸中的氢,生成氢气。
扩展资料:
基本物性
铝为银白色轻金属。有延展性。商品常制成柱状、棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。用酸处理过的铝粉在空气中加热能猛烈燃烧,并发出眩目的白色火焰。
易溶于稀硫酸、稀硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液,不溶于水,但可以和热水缓慢地反应生成氢氧化铝 ,相对密度2.70,弹性模量70Gpa,泊松比0.33。熔点660℃。沸点2327℃。以其轻、良好的导电和导热性能、高反射性和耐氧化而被广泛使用。
做日用皿器的铝通常叫“钢精”或“钢种”。Al 在(室温)25℃的热膨胀系数0.0000236mm/℃ 或23.6ppm*k-1。
物质的用途在很大程度上取决于物质的性质。因为铝有多种优良性能,所以铝有着极为广泛的用途。
铝及铝合金是当前用途十分广泛的、最经济适用的材料之一。世界铝产量从1956年开始超过铜产量一直居有色金属之首。当前铝的产量和用量(按吨计算)仅次于钢材,成为人类应用的第二大金属;而且铝的资源十分丰富,据初步计算,铝的矿藏储存量约占地壳构成物质的8%以上。
参考资料来源:百度百科-铝
参考资料来源:百度百科-稀盐酸
ADC12是日本牌号,又称12号铝料,Al-Si-Cu系合金,是一种压铸铝合金,适合气缸盖罩盖、传感器支架、缸体类等,执行标准为:JIS H 5302-2006《铝合金压铸件》。
ADC12相当于中国国产的合金代号YL113,合金牌号是YZAlSi11Cu3,执行标准GB/T 15115-2009。美国合金牌号是384,执行标准为:ASTM B 85-03 Standard Specification for Aluminum-Alloy Die Castings (可能还有比ASTM B 85-03更新的版本)。
常识
日本的ADC10及ADC12,基本上是用废旧铝再生的,日本还制订出废铝再生压铸铝合金的标准。当前国内广泛应用压铸合金Y112,依据机械工业部的压铸合金标准,比较适宜于用废铝来熔炼,这无疑可缓解铝锭供不应求的矛盾。
成分
ADC12含铝(Al) 余量,铜(Cu)1.5~3.5,硅(Si)9.6~12.0,镁(Mg)≤0.3,锌(Zn)≤1.0,铁(Fe)≤1.3,锰(Mn)≤0.5,镍(Ni)≤0.5,锡(Sn)≤0.2,钙(Ca) ≤200ppm,铅(Pb) ≤0.1,镉(Cd) ≤0.005。
以上内容参考百度百科-ADC12
应该指的是对流换热系数了,这个主要与空气气流速度有关系,并不属于材料的本身物性,因此与是什么铝材关系不大.对流换热系数的公式都是一些实验关联式或者经验公式,这跟具体的空气速度以及换热表面的形状有关系。