Алюминий в нашей жизни

    Раздел: Новости Дата публикации: 28-01-2017, 00:45

     Алюминий в нашей жизни

     

    В нашей жизни постоянно присутствует металл. Железо, медь, золото, серебро... Есть еще одни, но на него мы как-то мало обращаем внимания, хотя у любой хозяйки в хозяйстве найдется пара кастрюлек из этого металла. Речь идет об алюминии.

    Парадокс этого металла в том, что человек узнал о нем совсем недавно. И это при том, что по содержанию в земной коре алюминия значительно больше, чем многих других металлов. Например, концентрация железа - 4.2%, меди - 0,003%, а золота всего 0,000005%.

    И вообще алюминий стоит на третьем месте по содержанию среди всех остальных элементов, больше только кислорода и кремния.

    Но многие годы практически невозможно было добывать чистый алюминий, потому что в свободном виде этот химически активный металл в природе не встречается - образует стойкие соединения, такие как оксид алюминия (глинозем).

    Есть и другие соединения алюминия, которые были известны человеку с древнейших времен. Например, вяжущие вещества, к которым относятся алюмо-калиевые квасцы.

    Пропитка их раствором древесины делало ее негорючей. Известен интересный исторический факт, как Архелай - полководец из Рима - во время войны с персами приказал намазать оборонительные башни квасцами. Персам так и не удалось сжечь их.

    В античные времена квасцы применялись в медицине - как средство, останавливающее кровь, при выделке кож, в качестве протравы при крашении тканей.

    В Европе, начиная с XVI в., квасцы использовались повсеместно: в кожевенной промышленности в качестве дубильного средства, в целлюлозно-бумажной - для проклеивания бумаги, в дерматологии, косметологии, стоматологии и офтальмологии.

    Так в чем же дело? Почему при таком огромном количестве алюминия в земной коре он в чистом виде был так долго неизвестен человеку? А все потому, что получить чистый алюминий очень сложно: плавится он только при температуре 2050 градусов, а добыть его химическим путем так же нелегко.

    Первые попытки получить алюминий начали предприниматься только в XIX в. Около 1808 г. английский химик Гемфри Дэви попытался провести электролиз глинозема и получил металл, который был назван алюмиумом или алюминумом, что в переводе с латинского означает те самые, давно известные человечеству квасцы. (Кстати, попытаться-то Дэви попытался, но подтвердить теорию практикой так и не смог.)

    В 1825 г. датский физик Ханс Кристиан Эрстед впервые в мире получил алюминий из его оксида: смешал глинозем с углем, разогрел смесь и пропустил через нее хлор.

    Полученный в результате хлористый алюминий подогрел с амальгамой калия (калий, растворенный в ртути) и получил амальгаму алюминия. Продистиллировав раствор, Эрстед получил несколько небольших слитков не совсем чистого алюминия. Ученый сообщил об открытии и прекратил эксперименты, потому что выяснить, что за металл был получен, тогда так и не удалось.

    Его работу продолжил немецкий химик Фридрих Велер, который в 1827 г. получил около 30 гр алюминия в виде порошка, пропуская пары хлористого алюминия над металлическим калием.

    Ему понадобилось еще 18 лет непрерывных опытов, чтобы в 1845 г. получить небольшие шарики застывшего расплавленного алюминия (корольки).

    Но эти способы не могли быть применены в промышленности, потому что использовали очень дорогой калий. Приходилось искать другие пути.

    В 1855 г. на всемирной Парижской выставке французский химик и технолог Сен- Клер Девилль демонстрировал первый алюминий, полученные путем нагревание хлористого алюминия с натрием.

    Он усовершенствовал метод Велера и уже в 1856 г. открылось первое предприятие алюминиевой промышленности - завод братьев Шарля и Александра Тисье в Руане. Химическим способом Девиля в 1855-1890 гг. было получено 200 т алюминия.

    Из-за трудностей, связанных с выделением алюминия из соединений он долго был очень дорогим металлом, и вплоть до начала XX в. его стоимость была выше стоимости золота. Поэтому долгие годы первый алюминий использовался как музейный экспонат.

    Из первого алюминия изготавливали ювелирные украшения, статуэтки, медали и пр. Первыми считаются медали с барельефами Наполеона III, который всячески поддерживал развитие производства алюминия, и Фридриха Велера, а также погремушка наследного принца Луи-Наполеона из алюминия и золота.

    Можете представить себе изящный браслет или статуэтку из алюминия, над которыми будут ахать все ваши друзья? А ведь так было! Сегодня некоторые даже алюминиевыми приборами не едят, говоря: мы что, нищие какие, алюминиевыми вилками пользоваться?

    Кстати, алюминиевыми приборами укомплектовывались в советское время школьные и производственные столовые, точки общепита и т.п. Эти приборы были более чем дешевы: украдут их посетители, сломают (а ломается алюминий очень легко), потеряют - так не жалко.

    Но вернемся в историю - в годы первых ювелирных украшений из алюминия. Над алюминием тряслись, однако уже тогда Девиль понимал, что будущее алюминия связано отнюдь не с ювелирным делом.

    Он писал: "Нет ничего труднее, чем заставить людей использовать новый металл. Предметы роскоши и украшения не могут служить единственной областью его применения. Я надеюсь, что настанет время, когда алюминий будет служить удовлетворению повседневных нужд". Как в воду глядел!

    Получение алюминия из глин интересовало не только ученых-химиков, но и промышленников. Поэтому ученые трудились, не покладая рук. Ситуация изменилась с открытием более дешевого электролитического способа производства алюминия в 1886 г.

    Его одновременно и независимо друг от друга разработали французский инженер Поль Эру и американский студент Чарльз Холл.

    Проводя исследования, Холл в расплаве криолита растворил оксид алюминия. Полученную смесь поместил в гранитный сосуд и пропустил через нее постоянный электрический ток.

    Он был очень удивлен, когда через некоторое время на дне сосуда обнаружил бляшки чистого алюминия. Предложенный метод позволял получать металл в больших количествах, но требовал большого количества электроэнергии.

    Однако очень может быть, что все эти открытия, позволяющие получать чистый алюминий из соединений, это то самое новое, которое хорошо забытое старое.

    Потому что еще в "Естественной истории" римского ученого Плиния Старшего говорится о легенде I в., в которой мастер дарит императору Тиберию чашу из неизвестного металла - похожую на серебряную, но при этом очень легкую. Что, если это была чаша из алюминия?

    Дорогая, ценная - судя по тому, что это был подарок императору: властителям дешевого не дарят.

    В элементах орнамента гробниц китайских императоров III в. н.э. использован алюминиевый сплав, содержащий алюминий, медь и марганец. Сплав однозначно искусственный - в природе такого соединения не встречается.

    Но перенесемся вновь во времена Холла и Эру, когда метод был найден, но большие энергозатраты требовали придумать что-то еще. Поэтому свое первое производство Эру организовал на металлургическом заводе в Нейгаузене (Швейцария), рядом со знаменитым Рейнским водопадом, сила падающей воды которого приводила в действие динамо-машины предприятия.

    И вот 18 ноября 1888 г. между Швейцарским металлургическим обществом и немецким промышленником Ратенау было подписано соглашение об учреждении в Нейгаузене АО Алюминиевой промышленности с общим капиталом в 10 млн швейцарских франков.

    Позднее его переименовали в Общество алюминиевых заводов. На его торговой марке было изображено солнце, восходящее из-за алюминиевого слитка, что должно было, по замыслу Ратенау, символизировать зарождение алюминиевой промышленности. За 5 лет производительность завода возросла более чем в 10 раз: если в 1890 г. в Нейгаузене было выплавлено всего 40 т алюминия, то в 1895 г. - 450 т.

    Холл же, воспользовавшись поддержкой друзей, организовал Питтсбургскую восстановительную компанию, которая запустила свой первый завод в Кенсингтоне неподалеку от Питтсбурга 18 сентября 1888 г.

    В первые месяцы он выпускал лишь около 20-25 кг алюминия в сутки, а в 1890 г. - уже по 240 кг ежедневно. (В 1907 г. Питтсбургская восстановительная компания была реорганизована в Американскую алюминиевую компанию - "Alcoa".)

    Свои новые заводы компания расположила в штате Нью-Йорк вблизи новой Ниагарской ГЭС. Кстати, алюминиевые заводы и в наше время строятся в непосредственной близости от мощных, дешевых и экологичных источников энергии, таких как ГЭС.

    В 1889 г. технологичный и дешевый метод производства глинозема - оксида алюминия, основного сырья для производства металла - изобрел австрийский химик Карл Иосиф Байер, работая в Санкт-Петербурге на Тентелевском заводе.

    В одном из экспериментов ученый добавил в щелочной раствор боксит и нагрел в закрытом сосуде - боксит растворился, но не полностью. В не растворившемся остатке Байер не обнаружил алюминия - оказалось, что при обработке щелочным раствором весь алюминий, содержащийся в боксите, переходит в раствор.

    Таким образом, за несколько десятилетий была создана алюминиевая промышленность, завершилась история о "серебре из глины" и алюминий стал новым промышленным металлом.

    Любопытно, что на основе методов Байера и Холла-Эру основаны все современные технологии получения алюминия в промышленных масштабах.

    На рубеже XIX и XX вв. алюминий стал применяться в самых разных сферах и дал толчок для развития целых отраслей. В 1891 г. по заказу Альфреда Нобеля в Швейцарии создается первый пассажирский катер "Le Migron" с алюминиевым корпусом.

    В 1894 г. шотландская судостроительная верфь "Yarrow & Co" представила изготовленную из алюминия 58-метровую торпедную лодку. Этот катер назывался "Сокол", был сделан для военно-морского флота Российской империи и развивал рекордную для того времени скорость в 32 узла.

    В том же году американская железнодорожная компания "New York, New Haven, and Hartford Railroad", принадлежавшая банкиру Джону Пирпонту Моргану, начала выпускать специальные легкие пассажирские вагоны с сиденьями из алюминия. А всего через 5 лет на выставке в Берлине Карл Бенц представил первый спортивный автомобиль с алюминиевым корпусом.

    На площади Пиккадили в Лондоне в 1893 г. появилась алюминиевая статуя древнегреческого бога Антероса. Высотой почти в 2,5 м, она стала первой крупной работой из этого металла в сфере искусства - а ведь совсем недавно каминные часы или статуэтки считались роскошью, доступной только высшему обществу!

    Но настоящую революцию алюминий совершил в авиации, за что навсегда заслужил свое второе имя - "крылатый металл". В этот период изобретатели и авиаторы во всем мире работали над созданием самолетов.

    Алюминий всем был хорош - кроме прочности, которая была необходима для промышленности. Но и эта проблема была решена. Немецкий химик Альфред Вильм сплавил алюминий с другими металлами: медью, марганцем и магнием.

    Получился сплав, который был значительно прочнее алюминия. На его получение ушло семь лет. В промышленных масштабах такой сплав был получен в немецком местечке Дюрене в 1911 г. Этот сплав был назван дюралюминием, в честь городка.

    Первым из дюралюминия был сделан фюзеляж первого цельнометаллического самолета в мире Junkers J1, разработанного в 1915 г. одним из основателей мирового авиастроения, знаменитым немецким авиаконструктором Хуго Юнкерсом.

    Однако самыми первыми были однозначно китайцы - вспомните гробницу!

    Профиль из алюминия: простота и легкость в монтаже

    Как известно алюминий самый распространенный металл на планете и встречается только в соединениях, например, в глине, полевые шпаты и другие. Алюминий во время реакции с кислородом покрывается тонкой пленкой оксида, вследствие...

    Технология литья металлов и пластмасс

    Для того чтобы получить высококачественные отливки используют метод литья металлов мод давлением. Сам процесс начинается с подачи расплавленного металла в стальную форму под высоким давлением до 100-200 атмосфер....

    Алюминиевые лодки

    Повседневная монотонная работа, бытовые проблемы – так хочется убежать от всего этого чем дальше, тем лучше чтобы никто не нашел и вокруг царила тишина. Идеальным местом для вас будет рыбалка, где-то на середине озера или же...

    Брожжение и емкости для этого процесса

    В технологии приготовления домашнего алкоголя нет ни одного малозначимого момента. Если хоть один нюанс будет упущен, качество питьевой браги, вина, самогона ожиданиям не будет отвечать. Вкус бражного емкость для брожения из...

    Тепло или холод - алюминиевые витражи

    Большинство современных офисных и торговых зданий построены с применением витражного остекления. И чем более сложный и необычный вешний вид имеет здание, тем таких элементов в нем больше. Причиной тому — алюминиевые сплавы, из...

    Шкаф-купе хорош, но его нужно правильно выбрать

    Интерьер жилой комнаты, по мнению специалистов-психологов, должен не только быть красочным и совмещать в себе элементы для отдыха, но также позволять проживающим полноценно реализовывать полезную площадь. Недопустимо излишнее...

    Лазерная резка сегодня уже не фантастика

    Технологии лазерной и плазменной резки материалов имеют одну область применения и являются конкурирующими технологиями. Потребитель задаётся естественным вопросом: "Лазерная или плазменная резка металла: что лучше?". Обо всём по...

    Вариативность выбора отопления

    В наших климатических условиях отопительный сезон длится почти половину года. Радиатор отопления – это такой прибор, который способен обеспечить наиболее комфортную и оптимальную температуру в вашей квартире. Принцип работы...

    Трубы Упонор - проверенное качество

    Ещё в советские времена словосочетание "финская сантехника" ассоциировалась с неизменно хорошим качеством. При этом далеко не все являлись её обладателями, зато все были уверены в том, что она самая лучшая, и даже небезызвестный...

    Сегодня сложно не встретить металлоконструкции

    Люди еще много веков назад научились выплавлять металл. Они создавали из него самые простые орудия труда и приспособления, различные предметы повседневного использования и, естественно, оружие. Но дальнейшее развитие ремесел,...

О сайте

...

автор: bakiev_dv@mail.ru основан на базе фремворка Bootstrap Version 2.2.2, 2013 год.
Яндекс.Метрика