АСФАЛЬТИРОВАНИЕ, устройство асфальтобетонных покрытий на автомобильных дорогах, улицах, аэродромах и т. п. путём укладки и уплотнения асфальтобетонной смеси по предварительно подготовленному основанию. В зависимости от назначения покрытия асфальтобетонную смесь (асфальтобетон) укладывают в один или два слоя на основание из щебня, гравия (нежёсткое основание) или бетона (жёсткое основание). Нижний слой толщиной 4-5 см устраивают из крупно- или среднезерни-стой смеси с остаточной пористостью 5-10% ; верхний слой толщиной 3-4 см-из средне- или мелкозернистой смеси (остаточная пористость 3-5%). При тяжёлых нагрузках и интенсивном движении транспорта покрытия устраивают 3-4-слойными общей толщиной 12-15 см. АСФАЛЬТИРОВАНИЕ начинается с очистки основания от пыли и грязи механич. дорожными щётками и поливомоечными машинами, исправления неровностей основания, обработки его поверхности жидким битумом или битумной эмульсией. Асфальтобетонная смесь приготовляется в асфальтобетоно-смесителях на стационарных или полустационарных заводах (установках), доставляется на место автомобилями-самосвалами и загружается в приёмный бункер асфалътобетоноукладчика, к-рый укладывает, разравнивает и предварительно уплотняет смесь. Окончат. уплотнение осуществляется катками дорожными. .
КОММУНАЛЬНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО, отрасль строительства, занятая сооружением объектов, связанных с обслуживанием жителей городов, посёлков городского типа, районных сельских центров и населённых пунктов сельской местности. В числе этих объектов: системы водоснабжения и канализации с очистными сооружениями и сетями; сооружения городского электрического транспорта с путевым, энергетическим хозяйством, депо и ремонтными предприятиями; сети газоснабжения и теплоснабжения с распределительными пунктами, районными и квартальными котельными; электрические сети и устройства напряжением ниже 35 кв; гостиницы; городские гидротехнические сооружения; объекты внешнего благоустройства населённых мест, озеленения, дороги, мосты, путепроводы, ливнестоки; предприятия санитарной очистки, мусороперерабатывающие и др. Планомерное развитие КОММУНАЛЬНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА в СССР началось ещё в 1-й пятилетке и осуществлялось нарастающими темпами до начала Великой Отечеств, войны 1941-45. В годы 4-й пятилетки (1946-50) проводились работы по восстановлению объектов коммунального назначения, разрушенных во время нем.-фаш. оккупации. В последующие годы КОММУНАЛЬНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО велось высокими темпами в связи с бурным развитием промышленности, культуры, увеличением численности городов и посёлков городского типа .
ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО, теория и практика планировки и застройки городов (см. Город). ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО определяют социальный строй, уровень развития производственных сил, науки и культуры, природно-климатичие условия и национальные особенности страны. ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО охватывает сложный комплекс социально-экономических, строительно-технических, архитектурно-художественных, а также санитарно-гигиенических проблем. Общим для ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО досоциалистических формаций является большее или меньшее влияние на него частной собственности на землю и недвижимое имущество..
ЗЕЛЁНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО, составная часть современного градостроительства. Городские парки, сады, скверы, бульвары, загородные парки (лесопарки, лугопарки, гидропарки, исторические, этнографические, мемориальные), национальные парки, народные парки, тесно связанные с планировочной структурой города, являются необходимым элементом общегородского ландшафта. Они способствуют образованию благоприятной в санитарно-гигиеническом отношении среды, частично определяют функциональную организацию городских территорий, служат местами массового отдыха трудящихся и содействуют художественной выразительности архитектурых ансамблей. При разработке проектов садов и парков учитывают динамику роста деревьев, состояние и расцветку их крон в зависимости от времени года.
|
1,5
31,1
23,5
16,7
47,1
165,4
330,9
ФРГ2
0,7
1,4
195,1
242,0
0,7
27,8
168,9
243,9
Италия
0,8
34,2
47,2
10,9
36,8
83,6
127,8
Австралия
12,0
92,0
Индия
1,3
3,3
3,7
18,2
83,6
Австрия
0,5
2,3
4,3
68,2
1,0
18,0
68,0
78,9
Швейцария
0,7
9,0
27,0
19,0
13,1
19,0
39,7
68,7
Испания
1,0
0,8
1,0
2,5
28,9
62,0
Камерун
_
43,9
48,2
Англия
0.6
7.6
25,0
56,6
32,1
29,9
29,4
37,1
Греция
36,2
Швеция
2,6
3,7
3,9
4,0
16,0
28,8
1 По данным журнала "Revue de 1'aluminium", 1967, № 355. 2 До 1943 вся Германия
В 1967 произ-во алюминия составило (тыс. т): в США 2966,3, Канаде 874, Японии 382,1, Норвегии 371, Франции 361,2, ФРГ 252,9, Италии 127,7, Индии 96,4, Аввтралии 92, Испании 80,5, Австрии 78,4, Швейцарии 72,3, Греции 71,6, Камеруне 48,3, Англии 39,1, Швеции 33,5.
Св. 60% произ-ва алюминия сосредоточено в США и Канаде. В Зап. Европе развитую А. п. имеют Франция, Норвегия, ФРГ, Италия, Австрия, Швейцария. Быстро развивается А. п. в Японии. После 2-й мировой войны иностр. монополии эксплуатируют и строят предприятия А. п. в нек-рых развивающихся странах: глинозёмные з-ды в Гвинее, на Ямайке, в Суринаме и в Гайане и алюминиевые 3-ды в Камеруне и Гане. См. также Алюминиевые монополии.
Лит.: Федотьев П. П., Электролиз в металлургии, М.- Л., 1935; Машовец В. П., Электрометаллургия алюминия, ч. 1, Л.- М., 1938; Беляев А. И., Металлургия легких металлов (Общий курс), 5 изд., М., 1962; Б аймаков Ю. В., Ветюков М. М., Электролиз расплавленных солей, М., 1966; Гуськов В. М., Электролитическое рафинирование алюминия, М., 1945; Лайнер А. И., Производство глинозема. Уч. пособие, М., 1961; Чалых Е. Ф., Производство электродов, М., 1959. Н, А. Калужский.
АЛЮМИНИЕВЫЕ КВАСЦЫ, соли, образуемые сульфатом алюминия с сульфатами нек-рых одновалентных металлов общей формулы R2SO4*Ab(SO4)3*24H2O (где R - К, Na, NH4 и др.). Поскольку А. к.- комплексные соединения, их формулы часто пишут в виде R[A1(SO4)2]*12H2O. А. к.-бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Наиболее важны алюмокалиевые квасцы. Их получают, обрабатывая боксит или глину горячей серной к-той и добавляя затем к раствору K2SO4. В пром-сти А. к. применяют как протраву при крашении тканей, для "белого" дубления кож, при проклеивании бумаги; в медицине - для остановки кровотечения при мелких порезах, а "жжёные" (т. е. обезвоженные нагреванием) А. к.- как средство от потения.
АЛЮМИНИЕВЫЕ МОНОПОЛИИ капиталистических стран. Св. 60% всего капиталистич. произ-ва первичного алюминия, составившего в 1966 5572 тыс. т, контролируют 4 монополии- 3 американские и 1 канадская, тесно связанная с амер. капиталом (см. табл. 1 и 2, стр. 492).
В США на "большую тройку" А. м. приходится ок. 90% всей продукции первичного алюминия в стране. По 2 компании господствуют в выплавке алюминия в следующих странах: в Канаде (АЛКЭН, "Канейдиан бритиш алюминиум"), Франции ("Пешине С. А.", "Южин") и ФРГ (ФАВ и "Рейнфельден"). В Швейцарии, Швеции и Австрии имеется по одной компании, контролирующей всё произ-во алюминия страны.
А. м. монополизируют также добычу сырья. С момента возникновения алюминиевой пром-сти они поделили между собой разведанные месторождения бокситов, более половины к-рых находится в экономически отсталых р-нах (Ямайка, Суринам, Гайана), и вывозят из этих стран практически все добываемые бокситы в необработанном виде (А. м. США) либо в виде глинозёма (А. м. Канады). С 50-х гг., в условиях роста национально-освободительного движения, А. м., стремясь оградить свои капиталы от риска национализации,а также в связи с высокой капиталоёмкостью добычи бокситов, начали прибегать к совместной эксплуатации новых месторождений, расположенных в основном в странах Африки и в Австралии. Они создали совместные компании - консорциумы для разведки и эксплуатации месторождений и произ-ва глинозёма в Гвинее, Гане, Сьерра-Леоне, в Австралии, в Греции, в к-рых практически участвуют ведущие А. м., а в ряде случаев и гос. капитал этих стран. В частности, в Гвинее, располагающей самыми богатыми запасами бокситов, действуют два консорциума, членами к-рых являются АЛКЭН, АЛКОА, "Харви алюминум* (США), "Пешине", "Южин", ФАВ и итал. "Монтекатини Эдисон".
Табл. 1 . - Доля ведущих монополий в производстве первичногоалюминияв 1966
Компания
Страна
Выпуск1 первичного алюминия (тыс. т)
Удельный вес в мировом капи-талистич. производстве (%)
"Алюминум компани оф Америка" (АЛКОА)
США
1039
18,6
"АЛКЭН алюминиум лтд." (АЛКЭН)
Канада
968
17,4
"Рейнолдс металс компани"
США
674
12,1
"Кайзер алюминум энд кемикал корпорейшен"
США
667
12,0
"Пешине С. А."
Франция
ок. 3852
6,92
"Сюис алюминиум лтд." ("Алюсюис")
Швейцария
293
3,3
"Ферайнигте алюминиум-верке А Г" (ФАВ)
ФРГ
188
3,4
"Ордаль ог Сундаль верк А/С"
Норвегия
169
3,0
"Бритиш алюминиум компани лтд."
Англия
ок. 1503
2,7
"Ниппон лайт метал компани лтд."
Япония
118
2,1
1 Включая продукцию заграничных предприятий. 2 Включена доля "Пешине" в продукции заграничных дочерних фирм соответственно её участию в их капитале. 3 В т. ч. в Англии - 37 тыс. и в Канаде - 109 тыс. т.
А. м. господствуют и в обработке алюминия, с 60-х гг. они активизировали проникновение в эту область как путём строительства новых, крупных предприятий, так и скупки мелких фирм.
А. м. представляют собой мощные комбинаты с полным производственным циклом, включающим добычу бокситов, выпуск глинозёма, алюминия и полуфабрикатов из него, произ-во электроэнергии. Крупнейшие из них располагают собственным флотом и ж.-д. линиями для транспортировки сырья. Характерная черта большинства А. м.- ярко выраженная специализация на выпуске алюминия во всех видах, к-рый составляет 80 - 100% их продукции. Захватив патенты, источники сырья и дешёвой электроэнергии, осн. А. м. в течение длительного времени практически безраздельно господствовали в отрасли и не допускали появления новых компаний. В США и Канаде соответственно до 1941 и 1948 произ-во алюминия было монополизировано одной АЛКОА. Двум другим А. м. США с большим трудом удалось пробиться в эту промышленность, используя связи с мощными финансовыми группами и пр-вом.
После 2-й мировой войны 1939-45 в произ-ве алюминия стали участвовать также монополии других отраслей, в т. ч. химической ("Монтекатини Эдисон"), медной ("Анаконда", США) и т. п.
А. м. являются участниками картельных соглашений, предусматривающих раздел источников сырья и рынков сбыта и установление цен на высоком уровне (см. Картели по цветным металлам).
Ведущие А. м. входят в число крупнейших пром. компаний своих стран. Для них характерна высокая степень внеш-неэкономич. экспансии, осуществляемой как путём экспорта продукции, так и экспорта капитала. За пределами своих стран они имеют предприятия по добыче бокситов, выпуску глинозёма, произ-ву и обработке алюминия. С 50-х гг. усилилось проникновение А. м. США и Канады в алюминиевую пром-сть стран Зап. Европы. Они захватили важные позиции в нек-рых из них как в произ-ве первичного алюминия (Англия, Норвегия), так и в области его обработки (Англия, ФРГ). В Англии они совместно с англ. монополиями установили контроль над единственным в стране производителем первичного алюминия и крупным производителем полуфабрикатов - "Бритиш алюминиум компани лтд.", а также над другими фирмами по выпуску полуфабрикатов, сосредоточив таким путём в своих руках св. 80% их продукции. В 1967 разгорелась конкурентная борьба между компаниями АЛКЭН, "Рейнолдс металс", "Алюсюис" и англ. "Рио-Тинто зинк К°" за получение разрешения на строительство двух крупных алюминиевых з-дов в Шотландии.
А. м. тесно связаны с бурж. гос-вом, к-рое в отдельных странах выступает полным собственником алюминиевых компаний (ФРГ, Австрия) или их участником (Норвегия). Эта связь наряду с общим развитием гос.-монополистич. тенденций обусловлена важным значением алюминия как стратегич. сырья и высокой капиталоёмкостью отрасли. В годы 2-й мировой войны А. м. получали высокоприбыльные правительственные заказы и значительно увеличили свои мощности; одновременно ряд алюминиевых з-дов был построен гос-вом и впоследствии передан А. м. Важное место в производственной программе А. м. занимает выпуск продукции для военных целей.
Крупнейшей А. м. является "Алюминум компани оф Америка" - АЛКОА, уд. вес к-рой в произ-ве алюминия в США составляет 35%. АЛКОА захватила месторождения бокситов в Суринаме (ок. 2/3 всей добычи), откуда поступает 50% перерабатываемых ею в США бокситов. Имеет рудники в ряде стран Лат. Америки, участвует в эксплуатации месторождений в Гвинее и Коста-Рике. Совместно с "Импириал кемикал индастрис" (ИКИ) контролирует в Англии компанию по произ-ву алюминиевых полуфабрикатов "Импириал алюминиум компани лтд." (ИМПАЛКО). На алюминий во всех видах приходится практически 100% её оборота. В 1966 10% её продукции пошло на произ-во вооружения. Является одной из наиболее прибыльных компаний финансовой группы Меллонов.
Табл. 2. - Крупнейшие алюминиевые монополии капиталистического мира (1966, млн. долл.)1
Год создания
Активы
Собственный капитал
Число занятых (в тыс. чел.)
Оборот
Валовая прибыль
Валовая прибыль (в %)
Чистая прибыль
к обороту
к собственному капиталу
Монополии стран Сев. Америки
"Алюминум компани оф Америка" (США)
1888
1940
984
51,0
1373
183
13,3
18,9
106
"АЛКЭН алюминиум лтд." (Канада)
1928
1736
632
65,0
998
179
17,9
28,2
78
"Рейнолдс металс компани" (США)
1928
1340
581
32,0
839
130
15,5
22,4
64
"Кайзер алюминум энд кемикал корпорейшен" (США)
1940
1134
427
27,0
782
122
17,0
28,3
59
Монополии стран Зап. Европы
"Пешине С. А." (Франция)2
1855
454
207
73
837
13
"Алюсюис" (Швейцария)
1888
104
73
21
326
6,7
"Ферайнигте алюминиум-верке АГ"
(ФРГ)
1917
200
51
12
190
9,4
5
18,5
2,8
1 Монополии расположены по размеру оборота. 2 После поглощения в 1967 компании "Трефимето" оборот и активы "Пешине" достигли соответственно 1,1 млрд, и 0,7 млрд. долл. 3 Только на предприятиях головной компании.
"АЛКЭН алюминиум лтд." (до 1966 "Алюминиум лтд."- АЛТЭД) - крупнейшая пром. компания Канады. До 1948 была единственным производителем алюминия в стране, в 1966 на её долю приходилось ок. 90% всего произ-ва. АЛКЭН была создана как дочерняя компания АЛКОА. В 1951 вследствие нарушения т. н. антитрестовского законодательства АЛКОА пришлось формально продать принадлежавшие ей акции АЛКЭН, значительная часть к-рых фактически осталась в руках амер. капиталистов. Деятельность АЛКЭН характеризуется исключительной внешнеэкономич. экспансией. Вывозя ок. 80% выпускаемого ею алюминия, она является крупнейшим в капиталистич. мире экспортёром этого металла. Она добывает бокситы в 8 странах, контролирует ок. 50% их добычи в Гайане; V4 выпускаемого ею алюминия производится на заграничных предприятиях, расположенных в 7 странах. Имеет з-ды по обработке алюминия в 31 стране, сбытовые филиалы более чем в 100 странах. АЛКЭН принадлежит 50% акций крупнейшей в Норвегии и 4-й в Зап. Европе алюминиевой компании "Ордаль ог Сундаль" (остальные 50% принадлежат пр-ву), в ФРГ совместно с ФАВ построила в 1968 крупнейший в Зап. Европе з-д по выпуску алюминиевого проката; контролирует ведущую японскую компанию по произ-ву алюминия - "Ниппон лайт метал". На алюминий во всех видах приходится 85% её оборота.
Вторая в США А. м. "Рейнолдс металс компани", контролируемая финанс. группой Рейнолдс, начала выпуск алюминия с 1941. В 1966 на её долю приходилось ок. 1/4 его выплавки в стране. В борьбе с АЛКОА пользовалась поддержкой табачной монополии "Рейнолдс тобакко", дочерней компанией к-рой она является. Ведущий производитель алюминиевой фольги. Добывает бокситы в США, Ямайке, Гайане, участвует в эксплуатации месторождений в африканских странах и Греции. После 2-й мировой войны проникает в страны Зап. Европы и др. В частности, в Англии совместно с "Тьюб инвестментс лтд." владеет компанией "Бритиш алюминиум" и через неё контролирует второго в Канаде производителя алюминия - "Канейдиан бритиш алюминиум".
"Кайзер алюминум энд кемикал корпо-рейшен" выпускает ок. 25% алюминия в США. После 2-й мировой войны получила несколько правительственных алюминиевых з-дов, к-рые стали её производственной базой. Участвует также в выпуске полуфабрикатов в Англии, ФРГ, Бельгии, Швейцарии и т. д. Имеет з-ды в Индии, Японии, Гане, ЮАР и странах Лат. Америки. Работает на бокситах, добываемых гл. обр. в США и Ямайке. Участвует в консорциумах по разработке месторождений в Австралии. Входит в военно-пром. группу Генри Кайзера.
Крупнейшей европ. А. м. является "Пешине С. А." (Франция), на долю к-рой в 1966 приходилось 20% выплавки алюминия в Зап. Европе и 80% - во Франции (284 тыс. т). Контролирует 85% произ-ва алюминиевых полуфабрикатов в стране. Рядом соглашений связана с вторым производителем алюминия во Франции - фирмой "Южин", совместно с к-рой ею создан сбытовой синдикат "Алюминиум франсе", монополизировавший экспорт алюминия из страны. "Пешине" участвует в выплавке алюминия в Камеруне, США, Греции и Испании. Осн. часть бокситов добывают во Франции, Греции и Камеруне. Член консорциумов по эксплуатации бокситовых месторождений в Гвинее и Австралии.
На алюминий во всех видах приходится менее 50% её оборота, так как "Пешине" занимает важное место в хим. пром-сти страны. После поглощения в 1967 компании "Трефимето" она стала крупнейшим производителем цветных и редких металлов во Франции и вошла в первую пятёрку пром. компаний Франции. Участвует в атомной пром-сти страны.
Швейцарская "Алюсюис" занимает 2-е место в произ-ве алюминия в Зап. Европе (в 1966 - 16,6% ). Доля алюминия в её обороте 90%. Контролирует более 50 фирм, в т. ч. по выплавке алюминия в Швейцарии, США, ФРГ, Италии, Норвегии, Нидерландах, Австрии, ЮАР; в ряде стран имеет предприятия по выпуску полуфабрикатов. Добывает бокситы во Франции, Италии, Греции, Сьерра-Леоне, участвует в консорциуме по их добыче в Гвинее.
На долю третьей А. м. Зап. Европы "Ферайнигте алюминиум-верке А. Г.", являющейся гос. собственностью, в 1966 приходилось 13% выпуска первичного алюминия в странах этого р-на и ок. 80% в ФРГ. Вместе с другими А. м. участвует в добыче бокситов в Греции, Гвинее и Австралии. Совместно с АЛКЭН в 1968 построила крупнейший в Зап. Европе з-д по производству алюминиевого проката (200 тыс. т). И. А. Агаянц.
АЛЮМИНИЕВЫЕ РУДЫ, руды, из к-рых получают металлический алюминий. Имеется большое количество минералов и горных пород, содержащих алюминий, однако лишь немногие из них могут быть использованы для получения металлич. алюминия. Наиболее широкое распространение в качестве алюминиевого сырья получили бокситы, причём сначала из руд извлекают полупродукт - глинозём (Аl2О3), а затем уже из глинозёма электролитич. путём получают металлич. алюминий. В качестве А. р. применяются нефелин-сиенитовые (см. Нефелиновый сиенит), а также нефелин-апатитовые породы, служащие одновременно и источником получения фосфатов. В качестве минерального сырья для получения алюминия могут служить алу-нитовые породы (см. Алунит), лейци-товые лавы (минерал лейцит), лаб-радориты, анортозиты, высокоглинозёмистые глины и каолины, кианито-вые, силлиманитовые и андалузитовые сланцы.
В капиталистич. и развивающихся странах практически для получения алюминия пользуются лишь бокситами. В СССР, кроме бокситов, приобрели важное прак-тич. значение нефелин-сиенитовые и нефелин-апатитовые породы.
АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ, сплавы на основе алюминия. Первые А. с. получены в 50-х гг. 19 в.; они представляли собой сплав алюминия с кремнием и характеризовались невысокими прочностью и коррозионной стойкостью. Длит, время Si считали вредной примесью в А. с. К 1907 в США получили развитие сплавы А1-Си (литейные с 8% Си и деформируемые с 4% Си). В 1910 в Англии были предложены тройные сплавы Аl-Сu-Мn в виде отливок, а двумя годами позднее - А. с. с 10-14% Zn и 2-3% Сu. Поворотным моментом в развитии А. с. явились работы А. Вильма (Германия) (1903-11), к-рый обнаружил т. н. старение А. с. (см. Старение металлов), при-водящее к резкому улучшению их свойств (гл. обр. прочностных). Этот улучшенный А. с. был назван дуралюмином. В СССР Ю. Г. Музалевским и С. М. Вороновым был разработан сов. вариант дуралюмина - т. н. кольчугалюминий. В 1921 А. Пач (США) опубликовал метод модификации сплава Аl-Si введением микроскопич. доз Na, что привело к значит, улучшению свойств сплавов Al-Si и их широкому распространению. Исходя из механизма старения А. с., в последующие годы велись усиленные поиски хим. соединений, способных упрочнить А1. Разрабатывались новые системы А. с.: коррози-онностойкие, декоративные и электротехнические Al-Mg-Si; самые прочные Al-Mg-Si-Си, Al-Zn-Mg и Al-Zn-Mg-Сu; наиболее жаропрочные Al-Сu-Mn и Al-Сu-Li; лёгкие и высокомодульные Al-Be-Mg и Al-Li-Mg (табл. 1).
Осн. достоинства А. с.: малая плотность, высокая электро- и теплопроводность, коррозионная стойкость, высокая удельная прочность.
По способу произ-ва изделий А. с. можно разделить на 2 осн. группы: деформируемые (в т. ч. спечённые А. с.) для изготовления полуфабрикатов (листов, плит, профилей, труб, поковок, проволоки) путём деформации (прокатки, ковки и т. д.) и литейные - для фасонных отливок.
Табл. 1. - Развитие систем алюминиевых сплавов
Система
Упрочняющая фаза
Год открытия упрочняющего эффекта
Марка сплава (СССР)
Al- Cu - Mg
CuAl2, AUCuMg
1903-11
Д1, Д16, Д18, АК4-1, ВД-17, Д19, М40, ВАД1
Al- Mg - Si
Mg2Si
1915-21
АД31, АДЗЗ, АВ(без Си)
Al- Mg- Si - Cu
М8,Si,Шфаза (Al2CuMgSi)
1922
АВ (с Си), АК6, АК8
Al - Zn - Mg
MgZn., Тфаза (Al2Mg3Zn,)
1923-24
В92. В48-4, 01915, 01911
Al - Zn - Mg - Cu
MgZn2, Тфаза (Al2Mg3Zn,) Sфаза (Al,CuMa)
1932
В95, В96, В93, В94
Al - Cu - Mn
CuAl2 Al12Mg2Cu
1938
Д20, 01201
Al - Be - Mg
Mg,Al,
1945
Сплавы типа АБМ
Al- Cu - Li
тфаза (Al7,5Cu4Li), Тфаза (Al2CuLi)
1956
ВАД23
Al - Li - Mg
AULiMg
1963-65
01420
Деформируемые А. с. по объёму произ-ва составляют ок. 80% (США, 1967). Полуфабрикаты получают из слитков простой формы - круглых, плоских, полых,- отливка к-рых вызывает относительно меньшие трудности. Хим. состав деформируемых А. с. определяется гл. обр. необходимостью получения оптимального комплекса механич., физ., коррозионных свойств. Для них характерна структура твёрдого раствора с наибольшим содержанием эвтектики. Деформируемые А. с. принадлежат к различным группам (табл. 2).
Двойные сплавы на основе системы Al-Mg (т. н. магналии) не упрочняются термич. обработкой. Они имеют высокую коррозионную стойкость, хорошо свариваются; их широко используют при про-из-ве морских и речных судов, ракет, гидросамолётов, сварных ёмкостей, трубопроводов, цистерн, ж.-д. вагонов, мостов, холодильников и т. д.
Сплавы Аl-Mg-Si (т. н. авиали) сочетают хорошую коррозионную стойкость со сравнительно большим эффектом старения; анодная обработка позволяет получать красивые декоративные окраски этих сплавов.
Тройные Al-Zn-Mg сплавы имеют высокую прочность, хорошо свариваются, но при значит, концентрации Zn и Mg склонны к самопроизвольному коррозионному растрескиванию. Надёжны сплавы средней прочности и концентрации.
Четверные сплавы Al-Mg-Si-Си сильно упрочняются в результате старения, но имеют пониженную (из-за Си) коррозионную стойкость; из них изготовляют силовые узлы (детали), выдерживающие большие нагрузки. Четверные сплавы А1-Zn-Mg-Си обладают самой высокой прочностью (до 750 Мн/м2 или до 75 кгс/мм2) и удовлетворительно сопротивляются коррозионному растрескиванию; они значительно более чувствительны к концентрации напряжений и повторным нагрузкам, чем дуралюмины (сплавы Аl-Сu-Mg), разупрочняются при нагреве св. 100°С. Наиболее прочные из них охрупчиваются при температурах жидкого кислорода и водорода. Эти сплавы широко используют в.самолётных и ракетных конструкциях. Сплавы Аl-Сu-Мn имеют среднюю прочность, но хорошо выдерживают воздействие высоких и низких темп-р, вплоть до темп-ры жидкого водорода. Сплавы А1-Си-Li по прочности близки сплавам А1-Zn-Mg-Сu, но имеют меньшую плотность и больший модуль упругости; жаропрочны. Сплавы Аl-Li-Mg при той же прочности, что и дуралюмины, имеют пониженную (на 11%) плотность и больший модуль упругости. Открытие и разработка сплавов Al-Li-Mg осуществлены в СССР. Сплавы Al-Be-Mg имеют высокую уд. прочность, очень высокий модуль упругости, свариваются, обладают хорошей коррозионной стойкостью, но их применение в конструкциях связано с рядом ограничений.
В состав деформируемых А. с. входят т. н. спечённые (вместо слитка для дальнейшей деформации используют брикет, спечённый из порошков) А. с. (в 1967 в США объём произ-ва составил ок. 0,5% ). Имеются 2 группы спечённых А. с. пром. значения: САП (спечённая алюминиевая пудра) и САС-1 (спечённый алюминиевый сплав).
САП упрочняется дисперсными частицами окиси алюминия, нерастворимой в алюминии. На частицах чрезвычайно дисперсной алюминиевой пудры в процессе помола её в шаровых мельницах в атмосфере азота с регулируемым содержанием кислорода образуется тончайшая плёнка окислов А1. Помол осуществляется с добавкой стеарина, по мере его улетучивания наряду с дроблением первичных порошков происходит их сращивание в более крупные конгломераты, в результате чего образуется не воспламеняющаяся на воздухе т. н. тяжёлая пудра с плотностью св. 1000 кг/м3. Пудру брикетируют (в холодном и горячем виде), спекают и подвергают дальнейшей деформации - прессованию, прокатке, ковке. Прочность САП возрастает при увеличении содержания первичной окиси алюминия (возникшей на первичных порошках) до 20-22%, при большем содержании снижается. Различают (по содержанию А12О3) 4 марки САП (6-9% - САП1; 9,1-13% - САП2; 13,1-18% - САПЗ; 18,1-20% - САП4). Длит, выдержки САП ниже темп-ры плавления мало влияют на его прочность. Выше 200-250°С, особенно при больших выдержках, САП превосходит все А. с., напр, при 500°С предел прочности сигмаb = 50-80 Мн/м2 (5- 8 кгс/мм ). В виде листов, профилей, поковок, штамповок САП применяется в изделиях, где нужна высокая жаропрочность и коррозионная стойкость. САП содержит большое количество влаги, адсорбированной и прочно удерживаемой окисленной поверхностью порошков и холоднопрессованных брикетов. Для удаления влаги применяется нагрев в вакууме или нейтральной среде неск. ниже темп-ры плавления алюминиевых порошков или холоднопрессованных брикетов. Дегазация САП повышает его пластичность, и он удовлетворительно сваривается аргоно-дуговой сваркой.
САС-1, содержащий 25% Si и 5% Ni (или Fe), получают распылением жидкого сплава, брикетированием пульверизата, прессованием и ковкой прутков. Мельчайшие кристаллики Si и FeAl3(NiAl3), воздействуя на матрицу, упрочняют сплав, повышают модуль упругости и пластичность, снижают коэфф. линейного расширения; этот эффект тем больше, чем мельче твёрдые частицы и меньше просвет между ними. Этот А. с. характеризуется низким коэфф. линейного расширения и повыш. модулем упругости. По этим характеристикам порошковые сплавы заметно превосходят соответствующие литейные А. с.
Литейные А. с. по объёму произ-ва составляют ок. 20% (США, 1967). Для них особенно важны литейные характеристики - высокая жидкотекучееть, малая склонность к образованию усадочных и газовых пустот, трещин, раковин. А. А. Бочвар установил, что эти свойства улучшаются при сравнительно высоком содержании в сплаве легирующих элементов, образующих эвтектику, что приводит, однако, к нек-рому повышению хрупкости сплавов. Важнейшие литейные А. с. содержат св. 4,5% Si (т. н. силумивы). Введение гомеопатич. (сотые доли процента) доз Na позволяет модифицировать структуру доэвтектических и эвтектических силуминов: вместо грубых хрупких кристаллов Si появляются кристаллы сфероидальной формы и пластичность сплава существенно возрастает. Силумины (табл. 3) охватывают двойные сплавы системы Al-Si (АЛ2) и сплавы на основе более сложных систем: Al-Si-Mg (АЛ9), Al-Si-Cu (АЛЗ, АЛ6); Al-Si-Mg-Си (АЛ5, АЛЮ). Сплавы этой группы характеризуются хорошими литейными свойствами, сравнительно высокой коррозионной стойкостью, высокой плотностью (герметичностью), средней прочностью и применяются для сложных отливок. Для борьбы с газовой пористостью силуминов Бочвар и А. Г. Спасский разработали оригинальный и эффективный способ кристаллизации отливок под давлением.
Табл. 2.- Химический состав и механические евойства некоторых деформируемых алюминиевых сплавов (1Мн/м2~0,1 кгс/мм2; 1 кгс/мм2 ~ 10 Мн/м2)
Марка сплава
Основные элементы (% по массе)1
Полуфабрикаты2
Типичные механич. свойства3
Си
Mg
Zn
Si
Mn
предел прочност и сигмаb Мн/мг
предел текучести
сигма0,2
относит, удлинение дельта, %
АМг1
< 0,01
0,5-0,8
_
< 0,05
л
120
50
27,0
АМг6
< 0,1
5,8-6,8
< 0,2
< 0,4
0,5-0,8
Л, Пл, Пр, Пф
340
170
20,0
АД31
< 0,1
0,4-0,9
< 0,2
0,3-0,7
< 0,1
Пр (Л, Пф)
240
220
10,0
АДЗЗ
0,15-0,4
0,8-1,2
< 0,25
0,4-0,8
<0,15
Пф (Пр, Л)
320
260
13,0
АВ
0,2-0,6
0,45-0,9
< 0,2
0,5-1,2
0,15-0,35
Л, Ш, Т, Пр, Пф
340
280
14,0
АК6
1,8-2,6
0,4-0,8
< 0,3
0,7-1,2
0,4-0,8
Ш, Пк, Пр
390
300
10,0
АК8
3,9-4,8
0,4-0,8
< 0,3
0,6-1,2
0,4-1,0
Ш, Пк, Пф, Л
470
380
10,0
Д1
3,8-4,8
0,4^0,8
< 0,3
< 0,7
0,4-0,8
Пл (Л, Пф, Т), Ш, Пк
380
220
12,0
Д16
3,8-4,9
1,2-1,8
< 0,3
< 0,5
0,3-0,9
Л (Пф, Т, Пв)
440
290
19,0
Д19
3,8-4,3
1,7-2,3
< 0,1
< 0,5
0,5-1,0
Пф (Л)
460
340
12,0
В65
3,9-4,5
0,15-0,3
< 0,1
< 0,25
0,3-0,5
Пв
400
20,0
АК4-14
1,9-2,5
1,4-1,8
< 0,3
< 0,35
< 0,2
Пн, Пф (Ш, Пл, Л)
420
350
8,0
Д20
6,0-7,0
< 0,05
< 0,1
< 0,3
0,4-0,8
Л, Пф (Пн, Ш, Пк, Пр)
400
300
10,0
ВАД236
4,9-5,8
< 0,05
< 0,1
< 0,3
0,4-0,8
Пф (Пр, Л)
550
500
4,0
014206
< 0,05
5,0-6,0
--
< 0,007
0,2-0,4
Л (Пф)
440
290
10,0
В92
< 0,05
3,9-4,6
2,9-3,6
< 0,2
0,6-1,0
Л (Пл, Пс, Пр, Пк), Ш, Пф
450
320
13,0
0,19157
< 0,1
1,3-1,8
3,4-4,0
< 0,3
0,2-0,6
Л, (Пф)
350
300
10,0
В93
0,8-1,2
1,6-2,2
6,5-7,3
< 0,2
< 0,1
Ш, (Пк)
480
440
2,5
В95
1,4-2,0
1,8-2,8
5,0-7,0
< 0,5
0,2-0,6
Л, Пд, Пк, Ш, Пф, Пр
560
530
7,0
В96
2,2-2,8
2,5-3,5
7,6-8,6
< 0,3
0,2-0,5
Пф (Пн, Пк, Ш)
670
630
7,0
Примечания. 1 Во всех сплавах в качестве примесей присутствуют Fe и Si; в ряд сплавов вводятся малые добавки Cr, Zr, Ti, Be. 2 Полуфабрикаты: Л - лист; Пф - профиль; Пр - пруток; Пк - покввка; Ш - штамповка; Пв - проволока; Т - трубы; Пл - плиты; Пн - панели; Пс - полосы; Ф - фольга. 3 Свойства получены по полуфабрикатам, показанным без скобок. 4 С добавкой 1,8 - 1,3 % Ni и 0,8 - 1,3 % Fe. 5 С добавкой 1,2 - l,4% Li. 0С добавкой 1,9 - 2,3% Li. 7C добавкой 0,2 - 0,4% Fe.
К сплавам с высоким содержанием Mg (свыше 5% ) относятся двойные А1-Mg (АЛ8), сплавы системы Al-Mg-Si с добавкой Мп (АЛ 13 и АЛ28), Be и Ti (АЛ22). Сплавы этой группы коррозион-ностойки, высокопрочны и обладают пониженной плотностью. Наиболее высокопрочен сплав АЛ8, но технология его изготовления сложна. Для уменьшения окис-ляемости в жидком состоянии в него вводится 0,05-0,07% Be, а для измельчения зерна - такое же количество Ti, в формовочную смесь для подавления реакции металла с влагой добавляется борная к-та. Сплав АЛЗ отливается гл. обр. в земляные формы. Сплавы АЛ13 и АЛ28 имеют лучшие литейные свойства, но меньшую прочность и не способны упрочняться термич. обработкой; они отливаются в кокиль под давлением и в землю. Длит, низкотемпературные нагревы могут привести к ухудшению коррозионной стойкости литейных А. с. с высоким содержанием Mg.
Табл. 3. - Химический состав и механические свойства некоторых литейных алюминиевых сплавов ( 1 Мн/м2 ~ 0 , 1 кгс/мм2 ; 1 кгс/мм2 ~10 Мн/м2)
Элементы (% по массе)
Типичные механич. свойства
Марка сплава
Вид литья1
предел прочности
Мн/мг
предел текучести
Мн/м2
относит, удлинение , %
Си
Mg
Мп
Si
АЛ8
9,5-11,5
0,1
0,3
3, В, О
320
170
11,0
АЛ 2
0,8
0,5
10-13
Все виды литья
200
110
3,0
АЛ9
0,2
0,2-0,4
0,5
6-8
" " "
230
130
7,0
АЛ 4
0,3
0,17-0,3
0,25-0,5
8-10,5
" " "
260
200
4,0
АЛ5
1,0-1,5
0,35-0,6
0,5
4,5-5,5
" " "
240
180
1,0
АЛЗ
1,5-3,5
0,2-0,8
0,2-0,8
4,0-6,0
Все виды литья, кроме Д .
230
170
1,0
АЛ25
1,5-3,0
0,8-1,2
6,3-0,6
11-13
К
200
180
0,5
АЛЗО
0,8-1,5
0,8-1,3
0,2
11-13
К
200
180
0,7
АЛ 7
4-5
0,03
1,2
230
150
5,0
АЛ1
3,75-4,5
1,25-1,75
0,7
Все виды литья, кроме Д
260
220
0,5
АЛ19
4,5-5,3
20,95
0,6-1,0
0,3
3, О, В
370
260
5,0
АЛ242
0,2
1,5-2,0
0,2-0,5
0,3
3, О, В
290
3,0
Примечание. 1 Виды литья: 3 - в землю; В - по выплавляемым моделям; О - в оболочковые формы; К - в кокиль; Д - под давлением. 2 Zn 3,5-4,5%
Сплавы с высоким содержанием Zn (св. 3%) систем Al-Si-Zn (АЛИ) и А1-Zn-Mg-Си (АЛ24) имеют повышенную плотность и пониженную коррозионную стойкость, но обладают хорошими литейными свойствами и могут применяться без термич. обработки. Широкого распространения они не получили.
Сплавы с высоким содержанием Си (св. 4% ) - двойные сплавы А1-Си (АЛ7) и сплавы тройной системы Аl-Сu-Мn с добавкой Ti (АЛ19) по жаропрочности превосходят сплавы первых трёх групп, но имеют неск. пониженные коррозионную стойкость, литейные свойства и герметичность.
Сплавы системы А1-Сu-Mg-Ni и Al-Cu-Mg-Mn-Ni (АЛ1, АЛ21) отличаются высокой жаропрочностью, но плохо обрабатываются.
Свойства литейных сплавов существенно меняются в зависимости от способа литья; они тем выше, чем больше скорость кристаллизации и питание кристаллизующегося слоя. Как правило, наиболее высокие характеристики достигаются при кокильном литье. Свойства отдельно отлитых образцов могут на 25-40% превосходить свойства кристаллизовавшихся наиболее медленно или плохо питаемых частей отливки. Нек-рые элементы, являющиеся легирующими для одних сплавов, оказывают вредное влияние на другие. Кремний снижает прочность сплавов систем А1-Mg и ухудшает механич. свойства сплавов систем Аl-Si и Аl-Сu. Олово и свинец даже в десятых долях процента значительно понижают темп-ру начала плавления сплавов. Вредное влияние на силумины оказывает железо, вызывающее образование хрупкой эвтектики Al-Si-Fe, кристаллизующейся в виде пластин. Содержание железа регулируется в зависимости от способа литья: оно максимально при литье под давлением и в кокиль и сильно снижено при литье в землю. Уменьшением вредных метал-лич. и неметаллич. примесей в сплавах с применением чистой шихты и рафинирования, введением малых добавок Ti, Zr, Be, модифицированием сплавов и их термич. обработкой можно существенно повысить свойства фасонных отливок из А. с. Рафинирование осуществляется: продувкой газом (хлором, азотом, аргоном); воздействием флюсов, содержащих хлористые и фтористые соли; выдерживанием в вакууме или сочетанием этих способов.
Табл. 4.- Распределение потребления алюминиевых сплавов по отраслям промышленности в США (тыс. т)
Область применения
1962
1965
1967
Строительство
613
846
862
Транспорт
612
838
862
Предметы длительного потребления
290,2
383
381
Электропромышлен-
485
490
576
Машиностроение и приборостроен ие
190,5
258,5
279
Контейнеры и упаковка
175
298
397
Экспорт
188
260,2
415
Всего
2553,7
3373,7
3772
С каждым годом увеличивается объём потребления А. с. в различных отраслях техники (табл. 4). За 5 лет применение А. с. в США увеличилось примерно в 1,6 раза и превышает (1967) по объёму 10% от потребления стали (в СССР за 1966-70 намечено увеличение произ-ва А. с. более чем в 2 раза). Наряду с транспортом (авиация, суда, вагоны, автомобили) А. с. находят огромное применение в строительстве - оконные рамы, стенные панели и подвесные потолки, обои; бурно расширяется использование А. с. для производства контейнеров и др. упаковки, в электропром-сти (провода, кабели, обмотки электродвигателей и генераторов).
Большой интерес представляет распределение произ-ва А. с. по различным видам полуфабрикатов (табл. 5).
Табл. 5.- Объём производства полуфабрикатов из алюминиевых сплавов в США (тыс. т)
Вид полуфабриката
1955
1960
1965
Листы и плиты
610
630
1238
Фольга
89,9
131,1
184,1
Другие катаные полуфабрикаты
49,9
42,2
74,8
Проволока
28
25,1
38,6
Кабель
71,2
83
195,2
Проволока и кабель с покрытием
18
27,4
58,7
Прессованные полуфабрикаты
309,5
386
700
Волочёные трубы
30,5
27,4
37,6
Сварные трубы
11,6
11,7
42,5
Порошки
16,2
14,9
27,2
Поковки, штамповки
31,9
22,7
43,2
Литьё в землю
75
58,9
124,5
Литьё в кокиль
135,2
117
150
Литьё под давлением
161,1
175
365
Всего
1638
1752,4
3279,4
Лит.: Сваривающиеся алюминиевые сплавы. (Свойства и применение), Л., 1959; Добаткин В. И., Слитки алюминиевых сплавов, Свердловск, 1960; Фридляндер И. Н., Высокопрочные деформируемые алюминиевые сплавы, М., 1960; Колобнев И. Ф., Термическая обработка алюминиевых сплавов, М., 1961; Строительные конструкции из алюминиевых сплавов [Сб. ст.], М., 1962; Алюминиевые сплавы в. 1 - 6, М., 1963 - 69; Альтман М. Б. Лебедев А. А., Чухров М. В. Плавка и литье сплавов цветных металлов М., 1963; Воронов С. М., Металловедение легких сплавов, М., 1965; Аltеnpohl D., Aluminium und Aluminiumle-fierungftn, В.- [и. а.], 1965; L'Alumimum, d. P. Barrand, R. Gadeau, t. 1 - 2, P., 1964; Aluminium, ed. R. Kent Van Horn, v. 1-3, N. Y., 1967. Я. Н. Фридляндер.
АЛЮМИНИЕВЫЙ КАРТЕЛЬ, см. Каротели по цветным металлам.
АЛЮМИНИЙ (лат. Aluminium), Al, химич. элемент III группы периодич. системы Менделеева; ат. н. 13, ат. масса 26,9815; серебристо-белый лёгкий металл. Состоит из одного стабильного изотопа 27А1. Историческая справка. Название А. происходит от лат. alumen - так ещё за 500 лет до н. э. назывались алюминиевые квасцы, к-рые применялись как протрава при крашении тканей и для дубления кожи. Датский учёный X. К. Эрстед в 1825, действуя амальгамой калия на безводный АlСl3 и затем отгоняя ртуть, получил относительно чистый А. Первый пром. способ произ-ва А. предложил в 1854 франц. химик А. Э. Сент-Клер Девиль: способ заключался в восстановлении двойного хлорида А. и натрия Na3AlCl6 металлич. натрием. Похожий по цвету на серебро, А. на первых порах ценился очень дорого. С 1855 по 1890 было получено всего 200 т А. Современный способ получения А. электролизом криолито-глинозёмного расплава разработан в 1886 одновременно и независимо друг от друга Ч. Холлом в США и П. Эру во Франции.
Распространённость в природе. По распространённости в природе А. занимает 3-е место после кислорода и кремния и 1-е - среди металлов. Его содержание в земной коре составляет по массе 8,80% . В свободном виде А. в силу своей хим. активности не встречается. Известно несколько сотен минералов А., преим. алюмосиликатов. Промышленное значение имеют боксит, алу-нит и нефелин. Нефелиновые породы беднее бокситов глинозёмом, но при их комплексном использовании получаются важные побочные продукты: сода, поташ, серная к-та. В СССР разработан метод комплексного использования нефелинов. Нефелиновые руды в СССР образуют, в отличие от бокситов, весьма крупные месторождения и создают практически неограниченные возможности для развития алюминиевой промышленности. Физические и химические свойства. А. сочетает весьма ценный комплекс свойств: малую плотность, высокие теплопроводность и элек-трич. проводимость, высокую пластичность и хорошую коррозионную стойкость. Он легко поддаётся ковке, штамповке, нрокатке, волочению. А. хорошо сваривается газовой, контактной и др. видами сварки. Решётка А. кубич. гранецентри-рованная с параметром а = 4,0413 А. Свойства А., как и всех металлов, в значит, степени зависят от его чистоты. Свойства А. особой чистоты (99,996% ): плотность (при 20°С) 2698,9 кг/м3; tпл 660,24°С; tкип ок. 2500°С; коэфф. тер-мич. расширения (от 20° до 100°С) 23,86*10-6; теплопроводность (при 190°С) 343 вт/м-К (0,82 кал/см*сек*°С), уд. теплоёмкость (при 100°С)931,98 дж/кг-К. (0,2226 кал/г- °С); электропроводность по отношению к меди (при 20 °С) 6.5,5%. А. обладает невысокой прочностью (предел прочности 50-60 Мн/м2), твёрдостью (170 Мн/м2 по Бринеллю) и высокой пластичностью (до 50%). При холодной прокатке предел прочности А. возрастает до 115 Мн/м2, твёрдость - до 270 Мн/м2, относительное удлинение снижается до 5% (1 Мн/м2~ и 0,1 кгс/мм2). А. хорошо полируется, анодируется и обладает высокой отражательной способностью, близкой к серебру (он отражает до 90% падающей световой энергии). Обладая большим сродством к кислороду, А. на воздухе покрывается тонкой, но очень прочной плёнкой окиси А12О3, защищающей металл от дальнейшего окисления и обусловливающей его высокие антикоррозионные свойства. Прочность окисной плёнки и защитное действие её сильно убывают в присутствии примесей ртути, натрия, магния, меди и др. А. стоек к действию атмосферной коррозии, морской и пресной воды, практически не взаимодействует с концентрированной или сильно разбавленной азотной к-той, с органич. к-тами, пищ. продуктами.
Внешняя электронная оболочка атома А. состоит из 3 электронов и имеет строение 3 s2 Зр. В обычных условиях А. в соединениях 3-валентен, но при высоких темп-pax может быть одновалентным, образуя т. н. субсоединения. Субгалогени-ды A., AlF и АlСl, устойчивые лишь в газообразном состоянии, в вакууме или в инертной атмосфере, при понижении темп-ры распадаются (диспропорциони-руют) на чистый Аl и AlF3 или АlСl3 и поэтому могут быть использованы для получения сверхчистого А. При накаливании мелкоизмельчённый или порошкообразный А. энергично сгорает на воздухе. Сжиганием А. в токе кислорода достигается темп-pa выше 3000°С. Свойством А. активно взаимодействовать с кислородом пользуются для восстановления металлов из их окислов (см. Алюмино-термия). При тёмно-красном калении фтор энергично взаимодействует с А., образуя AlF3 (см. Алюминия фторид). Хлор и жидкий бром реагируют с А. при комнатной темп-ре, иод - при нагревании (см. Алюминия хлорид). При высокой темп-ре А. соединяется с азотом, углеродом и серой, образуя соответственно нитрид A1N, карбид Al4C3 и сульфид A12S3. С водородом А. не взаимодействует; гидрид А. (А1Нз)х получен косвенным путём. Большой интерес представляют двойные гидриды А. и элементов I и II групп периодич. системы состава МеНn*nAlHз, т.н. алюмогидриды (см. Алюминия гидрид). А. легко растворяется в щелочах, выделяя водород и образуя алюминаты. Большинство солей А. хорошо растворимо в воде. Растворы солей А. вследствие гидролиза показывают кислую реакцию (см. Алюминия сульфат, Алюминия нитрат).
Получение. В пром-сти А. получают электролизом глинозёма А12О3 (см. Алюминия окись), растворённого в расплавленном криолите NasAlF6 при темп-ре ок. 950° С. Используются электролизеры трёх основных конструкций: 1) электролизеры с непрерывными самообжигающимися анодами и боковым подводом тока, 2) то же, но с верхним подводом тока и 3) электролизеры с обожжёнными анодами. Электролитная ванна представляет собой железный кожух, футерованный внутри тепло- и электро-изолирующим материалом - огнеупорным кирпичом, и выложенный угольными плитами и блоками. Рабочий объём заполняется расплавленным электролитом, состоящим из 6-8% глинозёма и 94-92% криолита (обычно с добавкой A1F6 и ок. 5-6% смеси фторидов калия и магния). Катодом служит подина ванны, анодом - погружённые в электролит угольные обожжённые блоки или же набивные самообжигающиеся электроды. При прохождении тока на катоде выделяется расплавленный А., к-рый накапливается на подине, а на аноде - кислород, образующий с угольным анодом СО и СO2. К глинозёму, основному расходуемому материалу, предъявляются высокие требования по чистоте и размерам частиц. Присутствие в нём окислов более электроположительных элементов, чем А., ведёт к загрязнению А. При достаточном содержании глинозёма ванна работает нормально при электрич. напряжении порядка 4-4,5 в. Ванны присоединяют к источнику постоянного тока последовательно (сериями из 150-160 ванн). Современные электролизеры работают при силе тока до 150 ка. Из ванн А. извлекают обычно с помощью вакуум-ковша. Расплавленный А. чистотой 99,7% разливают в формы. А. высокой чистоты (99,9965% ) получают электролитич. рафинированием первичного А. с помощью т. н. трёхслойного способа, снижающего содержание примесей Fe, Si и Сu. Исследования процесса электролитич. рафинирования А. с применением органич. электролитов показали принципиальную возможность получения А. чистотой 99,999% при относительно низком расходе энергии, но пока этот метод обладает низкой производительностью. Для глубокой очистки А. применяют зонную плавку или дистилляцию его через субфторид.
При электролитич. производстве А. возможны поражения электрич. током, высокой темп-рой и вредными газами. Для избежания несчастных случаев ванны надёжно изолируют, рабочие пользуются сухими валенками, соответствующей спецодеждой. Здоровая атмосфера поддерживается эффективной вентиляцией. При постоянном вдыхании пыли металлич. А. и его окиси может возникнуть алюминоз лёгких (см. Пневмокониоэы). У рабочих, занятых в произ-ве А., часты катары верхних дыхательных путей (риниты, фарингиты, ларингиты). Предельно допустимая концентрация в воздухе пыли металлич. А., его окиси и сплавов 2 мг/м3.
Применение. Сочетание физ., механич. и хим. свойств А. определяет его широкое применение практически во всех областях техники, особенно в виде его сплавов с др. металлами (см. Алюминиевые сплавы). В электротехнике А. успешно заменяет медь, особенно в произ-ве массивных проводников, напр, в воздушных линиях, высоковольтных кабелях, шинах распределит, устройств, трансформаторах (электрич. проводимость А. достигает 65,5% электрич. проводимости меди, и он более чем в три раза легче меди; при поперечном сечении, обеспечивающем одну и ту же проводимость, масса проводов из А. вдвое меньше медных). Сверхчистый А. употребляют в произ-ве электрич. конденсаторов и выпрямителей, действие к-рых основано на способности окисной плёнки А. пропускать электрич. ток только в одном направлении. Сверхчистый А., очищенный зонной плавкой, применяется для синтеза полупроводниковых соединений типа АIII BV,применяемых для производства полупроводниковых приборов. Чистый А. используют в произ-ве разного рода зеркал отражателей. А. высокой чистоты применяют для предохранения металлич. поверхностей от действия атмосферной коррозии (плакирование, алюминиевая краска). Обладая относительно низким сечением поглощения нейтронов, А. применяется как конструкционный материал в ядерных реакторах.
В алюминиевых резервуарах большой ёмкости хранят и транспортируют жидкие газы (метан, кислород, водород и т. д.), азотную и уксусную к-ты, чистую воду, перекись водорода и пищ. масла. А. широко применяют в оборудовании и аппаратах пищ. пром-сти, для упаковки пищ. продуктов (в виде фольги), для произ-ва разного рода бытовых изделий. Резко возросло потребление А. для отделки зданий, архитектурных, транспортных и спортивных сооружений.
В металлургии А. (помимо сплавов на его основе)- одна из самых распространённых легирующих добавок в сплавах на основе Сu, Mg, Ti, Ni, Zn и Fe. Применяют А. также для раскисления стали перед заливкой её в форму, а также в процессах получения нек-рых металлов методом алюминотермии. На основе А. методом порошковой металлургии создан САП (спечённый алюминиевый порошок), обладающий при темп-pax выше 300°С большой жаропрочностью.
А. используют в произ-ве взрывчатых веществ (аммонал, алюмотол). Широко применяют различные соединения А.
Произ-во и потребление А. непрерывно растёт, значительно опережая по темпам роста произ-во стали, меди, свинца, цинка.
Лит.: Беляев А. И., Вольф-сон Г. Е., Лазарев Г. И., Фирсанова Л. А., Получение чистого алюминия, [M.J, 1967; Беляев А. И., Раппопорт Н. Б., Фирсанова Л. А., Электрометаллургия алюминия, М., 1953; Беляев А. И., История алюминия, в сб.; Труды Ин-та истории естествознания и техники, т. 20, М., 1959; Фридляндер И. Н., Алюминий и его сплавы, М., 1965. Ю. И. Романьков.
Геохимия А. Геохимич. черты А. определяются его большим сродством к кислороду (в минералах А. входит в кислородные октаэдры и тетраэдры), постоянной валентностью (3), слабой растворимостью большинства природных соединений. В эндогенных процессах при застывании магмы и формировании изверженных пород А. входит в кристал-лич. решётку полевых шпатов, слюд и др. минералов - алюмосиликатов. В биосфере А.- слабый миграт, его мало в организмах и гидросфере. Во влажном климате, где разлагающиеся остатки обильной растительности образуют много органич. кислот, А. мигрирует в почвах и водах в виде органо-минеральных коллоидных соединений; А. адсорбируется коллоидами и осаждается в нижней части почв. Связь А. с кремнием частично нарушается и местами в тропиках образуются минералы - гидроокислы А.- бёмит, диаспор, гидраргиллит. Большая же часть А. входит в состав алюмосиликатов - каолинита, бейделлита и др. глинистых минералов. Слабая подвижность определяет остаточное накопление А. в коре выветривания влажных тропиков. В результате образуются элювиальные бокситы. В прошлые геологич. эпохи бокситы накапливались также в озёрах и прибрежной зоне морей тропич. областей (напр., осадочные бокситы Казахстана). В степях и пустынях, где живого вещества мало, а воды нейтральные и щелочные, А. почти не мигрирует. Наиболее энергична миграция А. в вулканич. областях, где наблюдаются сильнокислые речные и подземные воды, богатые А. В местах смещения кислых вод с щелочными - морскими (в устьях рек и др.), А. осаждается с образованием бокситовых месторождений. А. И. Перельман.
Алюминий в организме. А. входит в состав тканей животных и растений; в органах млекопитающих животных обнаружено от 10~3 до 10~5% А. (на сырое вещество). А. накапливается в печени, поджелудочной и щитовидной железах. В растительных продуктах содержание А. колеблется от 4 мг на 1 кг сухого вещества (картофель) до 46 мг (жёлтая репа), в продуктах животного происхождения - от 4 мг (мёд) до 72 мг на 1 кг сухого вещества (говядина). В суточном рационе человека содержание А. достигает 35- 40 мг. Известны организмы - концентраторы А., напр, плауны (Lycopodiaceae), содержащие в золе до 5,3% А., моллюски (Helix и Lithorina), в золе к-рых 0,2- 0,8% А. Образуя нерастворимые соединения с фосфатами, А. нарушает питание растений (поглощение фосфатов корнями) и животных (всасывание фосфатов в кишечнике).
Лит.: Войнар А. О., Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека, 2 изд., М., 1960, с. 73-77.
В. В. Ковальский.
АЛЮМИНИЙОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ, металлоорганич. соединения, в к-рых алюминий связан непосредственно с атомом углерода. А. с. известны двух типов: полные R3Al и неполные R2AlX или RAlX2 (где R - СНз, С2Н5, С6Н5 и др., а X - галоген, OR или Н). Алюминийтриалкилы - бесцветные жидкости, крайне чувствительные к кислороду и влаге; триметил- и триэтилалю-миний самовоспламеняются на воздухе, водой разлагаются со взрывом. Работы с А. с. проводят в атмосфере инертного газа (азот, аргон). Все А. с. дают прочные комплексы с эфиром, аминами, напр. (СН3)3Аl*О(СН3)2 и (СН3)3Аl*N(СН3)3; с NaR и LiR образуются комплексы типа Me[AlR4]. Все эти комплексы менее реакционноспособны, но тоже воспламеняются на воздухе.
Получают А. с. действием галогеналки-лов на сплав магния с алюминием, напр.: 6C2H5Br + 2Al + 3Mg = 2(С2Н3)зАl + + 3MgBr2.
А. с. применяют в пром-сти как катализаторы полимеризации олефинов при низком давлении, напр, в произ-ве полиэтилена низкого давления, а также для получения алюминия особой чистоты.
АЛЮМИНИРОВАНИЕ, то же, что алитирование.
АЛЮМИНИЯ ГИДРИД, [АlН3]х, соединение алюминия с водородом, белая некристаллическая масса, разлагающаяся выше 105°С с отщеплением водорода. Получен впервые в 1942 при действии тлеющего разряда на смесь триметилалюминия и водорода. А. т. способен образовывать двойные гидриды состава МеНn-•nАlН3 (где Me - металл), наз. алюмогидридами, а также аланатами. Это белые твёрдые вещества, растворимые в эфире, водой разлагаются с выделением водорода. Алюмогадриды широко применяют в органич. химии как гидрирующие средства. Алюмогидрид лития LiAlH4 - быстродействующий сильный и селективный восстановитель. В неорганич. синтезе его применяют для получения летучих гидридов бора, алюминия, кремния, германия, олова и др.
АЛЮМИНИЯ НИТРАТ, азотнокислый алюминий, Al(NO3)3, соль, при обычной темп-ре существует в виде Al(NO3)39H2O - бесцветных расплывающихся на воздухе кристаллов с tпл 73,5°С. Выше этой темп-ры гидрат теряет воду, а ок. 200°С превращается в Аl2О3. А. н. хорошо растворим в воде (63,7 г безводной соли в 100 г Н2О при 25°С). Получают А. н. растворением Аl(ОН)3 в HNO3 с последующим упари-ванием раствора. Применяют как протраву при крашении и для др. целей.
АЛЮМИНИЯ ОКИСЬ, глинозём, Аl2О3, соединение алюминия с кислородом; составная часть глин, исходный продукт для получения алюминия. Бесцветные кристаллы, (tпл 2050°С, tкип выше 3000°С. Известна в двух модификациях, а и гамма. Из них в природе встречается а-Аl2О3 в виде бесцветного минерала корунда; кристаллы a-Аl2О3, окрашенные окислами др. металлов в красный цвет - рубин, и в синий - сапфир, являются драгоценными камнями. Корунд кристаллизуется в гексагональной системе, плотность 3960 кг/м3; искусственно а-Аl2О3 можно получить нагреванием выше 900 °С гидроокиси алюминия или его солей. При нагревании алюминиевых солей в пределах 600-900°С образуется гамма-А12О3, кубич. модификация, которая выше этой темп-ры необратимо переходит в а-Аl2О3. Известны гидратированные (водные) формы Аl2О3 различного состава. К гидроокисям алюминия относятся: гидраргиллит (гиббсит) Аl(ОН)з, входящий в состав многих бокситов, и искусственно получаемая неустойчивая форма Аl(ОН)3 - байерит. Известна и неполная гидроокись алюминия - АlООН, существующая в двух модификациях - а (диаспор) и у (бёмит).
А. о. и её гидратированные формы нерастворимы в воде, обладают амфо-терными свойствами - взаимодействуют с кислотами и щелочами. Природный корунд на воздухе химически инертен и негигроскопичен. Со щелочами интенсивно реагирует ок. 1000°С, образуя растворимые в воде алюминаты щелочных металлов. Медленнее реагирует с SiO2 и кислыми шлаками с образованием алюмосиликатов, разлагается сплавлением с KHSO4.
Сырьём для получения А. о. служат бокситы, нефелины, каолины и другое сырьё, содержащее А1. Бокситы всегда загрязнены окислами железа или кремневой к-той. Для получения чистой А. о. бокситы перерабатывают нагреванием с СаО и Na2CO3 (сухой способ) или нагреванием с едким натром в автоклавах (способ Байера). При обоих способах А. о. в виде алюминатов переходит в раствор, к-рый затем разлагают пропусканием двуокиси углерода либо добавлением заранее приготовленной гидроокиси алюминия. В первом случае разложение происходит по уравнению 2[Аl(ОН)4]-+ СО2->2Аl(ОН)3 + СО32- + + Н2О. Разложение по второму способу основано на том, что раствор алюмината, полученный при нагревании в автоклаве, метастабилен. Добавляемая гидроокись алюминия ускоряет распад алюмината: [А1(ОН)4]- -> Аl(ОН)3 + ОН-. Полученную гидроокись алюминия прокаливают при 1200°С, в результате получается чистый глинозём.
Основное применение А. о.- производство алюминия. Корунд широко используют как абразивный материал (корундовые круги, наждак), а также для изготовления керамич. резцов и чрезвычайно огнеупорных материалов, в частности "плавленого глинозёма", служащего для футеровки цементных печей. Из мо-, нокристаллов корунда, полученных плавкой порошка А. о. с добавками окислов Cr, Fe, Ti, V, изготовляют опорные камни в точных механизмах и ювелирные изделия.
Дистилляцией чистого алюминия при 1650°С в атмосфере водорода, содержащей пары воды, получены "усы" (нитеобразные кристаллы) из А. о., обладающие огромной прочностью, близкой к теоретической. "Усы" из сапфира (а-А12Оз) диаметром 2-3 мкм обладают прочностью 16 Гн/м2, диаметром 10 мкм- 11 Гн/м3, "усы" больших диаметров -6,5-7 Гн/м2 (1 Гн/м2 = = 100 кгс/м2). Введение этих "усов" в конструкционные материалы, даже при условии частичного сохранения их прочности, позволяет получить ценные материалы для ракетостроения. Металлы, армированные такими волокнами, имеют более высокую прочность не только при низких, но и при высоких темп-рах.
Особым образом приготовленную т. н. активную А. о. в виде мелкокри-сталлич. порошка применяют как адсорбент и катализатор, причём её адсорбционные (и каталитические) свойства в большой степени зависят от качества и обработки исходных материалов и от способа приготовления. Как адсорбент активную А. о. широко применяют для хроматографич. анализа всевозможных органических и (реже) неорганич. веществ. Гидроокиси алюминия служат для произ-ва всевозможных его солей. Осторожным высушиванием студнеобразной гидроокиси получают алюмогель, пористое вещество, напоминающее фарфор, иногда прозрачное; алюмо- |
