铝及铝合金的基础知识

（此处为Markdown格式，不含链接、图片等元素）铝合金和纯铝一、铝合金和纯铝的概念1.1 铝合金的定义铝合金是指以铝为基础、加入其他元素（如铜、镁、锰等）形成的合金。

铝合金具有较高的强度、优良的耐腐蚀性和良好的加工性能，被广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。

1.2 纯铝的定义纯铝是指纯度较高的铝材料，其纯度可以达到99.9%以上。

纯铝具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性，主要用于电子、电力和化工等领域。

二、铝合金和纯铝的特性对比2.1 强度对比铝合金相较于纯铝具有更高的强度，这是由于铝合金中添加了其他金属元素的缘故。

铝合金的强度远远超过纯铝，能够承受更大的力和应力，适用于对材料强度要求较高的领域。

2.2 耐腐蚀性对比铝合金与纯铝在耐腐蚀性方面差异较大。

纯铝具有良好的耐腐蚀性，可以在大气中形成致密的氧化铝保护层，防止进一步腐蚀。

而一些铝合金由于添加了其他金属元素，使得其耐腐蚀性下降，容易受到外界腐蚀因素的侵蚀。

2.3 导电性对比纯铝具有良好的导电性，是一种常见的导电材料。

而一些铝合金由于添加了其他金属元素，对导电性产生一定的影响，使得其导电性能有所降低。

2.4 加工性能对比铝合金相较于纯铝具有更优良的加工性能。

铝合金具有较高的塑性和可锻性，易于加工成型，可以通过各种加工方法制造出不同形状和尺寸的零件。

而纯铝由于其较低的强度和较高的软化现象，加工性能相对较差。

三、铝合金和纯铝的应用领域3.1 铝合金的应用铝合金在航空航天、汽车制造、建筑等领域有着广泛的应用。

在航空航天领域，铝合金被用于制造飞机结构、发动机零件等。

在汽车制造领域，铝合金被广泛应用于汽车车身、发动机零件等。

在建筑领域，铝合金常被用于制造门窗、幕墙等建筑材料。

3.2 纯铝的应用纯铝在电子、电力、化工等领域有着广泛的应用。

在电子领域，纯铝常被用于制造电子元器件、电线电缆等。

在电力领域，纯铝常被用于制造输电线路、变压器等。

在化工领域，纯铝常被用于制造容器、管道等。

铝与铝合金知识点高一化学铝是人们生活中常见的金属之一，无论是日常用品还是工业制品，铝都扮演着重要的角色。

在高中化学课程中，学生们也会接触到有关铝及其合金的知识。

本文将探讨一些与铝及其合金相关的重要知识点，以帮助读者更好地理解这一课题。

1. 铝的基本性质铝是一种轻质、廉价的金属，具有良好的导电性和导热性。

它的密度相对较低，强度较高，且具有良好的可塑性和耐腐蚀性。

由于这些优点，铝广泛应用于飞机、汽车等交通工具、建筑材料、电子设备等领域。

2. 铝的产生和提取铝是地壳中丰富的元素之一，主要以氧化铝的形式存在于矿石中。

铝的提取方法主要有两种：氧化铝的熔融电解法和铝矾土的酸法。

前者是目前最常用的方法，通过将氧化铝与熔化的氟化铝共熔，然后经过电解，将氧化铝还原为纯铝。

3. 铝的合金化由于纯铝的力学性能不足以满足某些特定的工程要求，人们将铝与其他金属进行合金化。

铝合金是由铝与其他元素或化合物混合形成的金属材料。

常见的铝合金有铝铜、铝锌、铝镁等。

合金化可以提高铝的强度、硬度、耐蚀性和可塑性等性能。

4. 铝合金的分类根据合金元素的含量和性质，铝合金可以分为两大类：铸造铝合金和变形铝合金。

铸造铝合金适用于铸造工艺，具有良好的流动性和铸造性能；变形铝合金适用于加工工艺，具有良好的强度和可塑性。

对于学生来说，了解这些分类有助于理解铝合金的具体应用领域。

5. 铝合金的应用铝合金的特点使其在多个领域中得到广泛应用。

在交通运输领域，铝合金用于制造汽车、飞机、火车等，既能减轻重量，又能提高强度和节能性能。

在建筑领域，铝合金被用作门窗、高层建筑等材料，具有优异的耐候性和装饰效果。

在电子工业领域，铝合金用于制造电子设备外壳、散热器等，具有良好的导热性和电磁屏蔽性能。

6. 铝合金的热处理铝合金的热处理是指通过加热和冷却过程，改变合金的组织结构和性能。

常见的热处理方法有固溶处理、时效处理等。

固溶处理通过高温加热使合金中的固溶体达到饱和，然后通过快速冷却固定合金的组织结构。

铝和铝合金知识衔接◆铝是地壳中含量最多的金属元素。

根据金属活动性顺序可知，铝是一种活泼金属。

1 铝的原子结构铝的原子结构示意图为，Al－3e－===Al3＋，在化学反应中表现还原性。

2 铝的物理性质3 铝和氧化铝的化学性质（1）铝与O2等非金属单质反应①常温下铝与O2的反应常温下，金属铝能被空气中的氧气氧化，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，这层薄膜能阻止内部金属继续与氧气发生反应。

反应的化学方程式为4Al＋3O2===2Al2O3。

②点燃条件下铝与O2的反应【实验操作】用镊子夹住一小团脱脂棉，蘸上一些铝粉，在酒精灯上点燃，并立即伸入盛有氧气的集气瓶中（瓶底放一些细沙），观察发生的现象。

【实验记录】点燃条件下，铝与O2可发生反应：4Al＋3O22Al2O3可利用此反应制造燃烧弹、信号弹、火箭推进剂等教材延伸（1）铝箔在空气中加热不燃烧，只能熔化成液体但不滴落。

其原因是铝箔表面生成的高熔点的氧化铝包裹住内部熔化的铝，使内部的液态铝不能滴落。

熔点：2 054 ℃（2）铝与S、Cl2也能发生反应，反应的化学方程式分别为2Al＋3S Al2S3和2Al＋3Cl2 2AlCl3。

在Al与O2、S、Cl2的反应中，铝的化合价均由0变为＋3，均作还原剂。

（2）教材P76·实验3－4氧化铝、铝与盐酸反应名师提醒（1）1 mol Al与盐酸完全反应，转移电子的物质的量是3 mol，同时生成1.5 mol H2。

（2）实验开始时不产生气泡，一段时间后产生气泡且速率由慢到快，这是因为开始时Al 表面的氧化铝薄膜参与反应但不产生H2，后来Al参与反应产生H2，随着反应的进行，温度升高，反应速率增大。

Al、Al2O3与酸的反应均放热（3）教材P76·实验3－5铝、氧化铝与NaOH溶液反应名师提醒（1）Al和Al2O3都既能与酸反应又能与碱反应。

像Al2O3这类既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物，叫做两性氧化物。

铝及其合金的基础知识一．铝的性质铝是银白色而具有光泽的金属，质轻，密度在20℃时为2.6989g/cm3.纯铝很软莫氏硬度只有2.9,但它能与Cu、Mg、Mn、Si、Zn等多种元素形成强度高而质量轻的铝基合金.铝具有高的电导率。

高的热导率和高的反射率，在室温下，纯铝的电导率是国际韧炼铜标准（IACS）的62﹪（体积），20℃时约为2.8m. /cm3。

这表明铝的单位质量电导约为铜的两倍。

铝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。

这一天然的氧化膜层达到一定厚度就会停止生长，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50×10-10m,最厚亦可达100×10-10m。

铝是两性金属，在碱性环境中会很快被腐蚀，在浓硝酸和浓流酸中会被纯化，而不被进一步腐蚀，对大多数有机酸亦显惰性。

但卤素离子对铝有极强的侵蚀力。

二．铝的主要特点1．密度小，铝合金的一个显著特点就是密度小，纯铝密度接近2。

7g/cm3，约为铁铜的1/3，铝合金跟据合金成份不同，密度有一定变化，主要取决于添加无素的密度。

2．可强化；纯铝强度不高，但可通过冷加工或添加Mg、Cu、Mn、Si、Li等元素合金化，再通过热处理进一步强化，得到很高的强度。

3．易加工性，铝可用任何一种铸造方法进行铸造加工。

铝的塑性好，加工速度快，可以挤压成各种复杂断面的型材，并可进行车、铣、镗、刨等机械加工。

4．耐蚀性；铝合金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存在和碱性情况下才容易被破坏。

5．无低温脆性，铝在0℃以下时，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，7．反射性强，铝的抛光表面对白光的反射率达80﹪以上，铝纯度越高反射率越高。

同时，铝对红外线、紫外线、电滋波、热辐射等都有良好的反射性能。

8．无滋性，铝合金受冲击不产生火花，这对某些特殊用途十分可贵。

铝合金和纯铝铝合金和纯铝一、铝的概述铝是一种化学元素，其原子序数为13，化学符号为Al。

它是一种轻质、柔软、可塑性强的金属材料，具有良好的导电性和导热性。

由于其重量轻、强度高、耐腐蚀性好等特点，铝在航空航天、汽车制造、建筑材料等领域得到了广泛应用。

二、纯铝1. 纯铝的定义纯铝是指含有99.5%以上的Al元素的材料，其中杂质含量非常低。

2. 纯铝的特点（1）密度小：纯铝的密度为2.7g/cm³，比钢轻约三分之一。

（2）导电性好：纯铝具有优良的导电性能，在电力传输领域得到了广泛应用。

（3）耐腐蚀性好：纯铝能够与氧化物形成致密的氧化膜，从而防止进一步氧化。

（4）可塑性强：纯铝具有很高的可塑性和延展性，可以通过拉伸和压缩加工成各种形状。

三、铝合金1. 铝合金的定义铝合金是指将Al与其他金属或非金属元素混合而成的材料，其中Al的含量通常在90%以上，其余为其他元素。

2. 铝合金的特点（1）强度高：铝合金具有比纯铝更高的强度和硬度，能够承受更大的压力和负荷。

（2）导热性好：铝合金具有良好的导热性能，可以有效地散热。

（3）耐腐蚀性好：铝合金也能够形成致密的氧化膜，具有较好的耐腐蚀性。

（4）可塑性强：虽然比纯铝略逊一筹，但仍具有很高的可塑性和延展性。

四、纯铝与铝合金之间的区别1. 化学成分不同纯铝中只含有Al元素，而铝合金中还包含其他元素。

2. 物理特性不同由于含有其他元素，铝合金比纯铝更加坚硬和耐用。

同时，由于杂质含量低，纯铝比较轻便、导电和导热能力更强。

3. 用途不同纯铝主要用于制造轻型结构、电子产品和食品包装等方面。

铝合金则广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑材料、电子产品等领域。

五、纯铝与铝合金的应用领域1. 纯铝的应用领域（1）轻型结构：如飞机和火箭的外壳、自行车框架等。

（2）电子产品：如手机外壳、笔记本电脑外壳等。

（3）食品包装：如饮料罐头等。

2. 铝合金的应用领域（1）航空航天：如飞机和宇宙飞船的结构材料。

第一章铝及铝合金的基础知识第一节铝及铝合金的性质在有色金属中，铝是应用最广泛的一类金属。

其产量仅次于钢铁。

铝的发现，至目前还只有二百多年的历史。

但由于它具有资源丰富，生产成本低，用途广泛等特点，因此铝工业在近百年的时间内得到了迅猛的发展，随着科学技术的发展及人民生产水平的提高，铝箔应用也越来越广泛。

它已经渗透到了人们的日常生活中。

铝及铝合金的性质，概括起来，主要有以下几个方面：１比重小。

含铝量为99.5%的工业纯铝的比重为2.7克/立方厘米,只有铁和铜的三分之一左右。

２导电性好。

铝箔电阻系数（２０℃）为2.67微欧毫米/米，相当于铜导电能力的６０－６５％。

但相同体积铝的重量只有铜的三分之一，因此按体积计算，铝的导电能力优于铜。

３良好的导热性。

铝箔导热系数（０－１００℃）为0.54卡/厘米·秒·度,比铁的导热率约大三倍。

工业上许多热变换器散热材料，如目前很大的空调器散热片，都是铝及铝合金制成。

４强度高。

铝中加入少量的锰、镁、铜、铁等，具有良好的机械性能。

５良好的塑性。

适合于各种加工，可压成薄板可箔，拉成细丝，磨成细粉和挤压成复杂开头的型材。

６良好的抗腐蚀．性能。

纯铝在空气中，其表面会迅速跟氧结合，生成一层致密的氧化铝薄膜（ＡＬ２Ｏ３），此层致密的薄膜可以防止里面的铝继续氧化，对铝的内部起到保护作用。

７反射能力很强。

铝箔反射率在８５％以上。

８铝具有银白色光泽、无毒、保鲜性好、防腐、防温、防干燥、不透气、不透光，因此，铝箔被广泛地用作各种食品、药用、香烟的包装上。

９焊接性能较差。

第二节铝及铝合金的牌号及状态铝及铝合金的牌号及状态以往都是采用国内统一的表示方法，即汉语拼音加顺序号，自９６年起，这种表示方法已经停止使用，目前采用的是国际四位数字体系的表示方法。

１合金牌号合金牌号采用的是四位数字体系表示方法，其中：第一位代表合金的系列，如第一位数字为１，则代表为纯铝系列，第一位数字为２－８，则代表不同系列的铝合金。

铝及其铝合金工业生产中，通常把以铁为基的金属材料称为黑色金属，如钢与铸铁，把非铁金属及其合金称为有色金属，如铅、金属、镍、锌、钛、铜等，金属及合金。

纯铝根据纯铝的性能特点，得到其应用：轻，密度低→配置铝合金；抗大气腐蚀→做包覆材料；导电导热性好→做导线、电容；加工性能好→做包装材料；强度低→不能作为承受载荷的结构材料应用，必须用铝合金。

2．铝合金：铝中加入合金元素后，可获得较高的强度，并保持良好的加工性能。

主要原因是形成了固溶强化。

⑴铝合金时效铝合金的一般相图如图1所示。

图1铝合金一般相图将成分位于DF之间的合金加热到α相区，经保温获得单相α固溶体后迅速水冷，可在室温获得过饱和的α固溶体，这种处理方式叫固溶处理。

固溶处理后得到的组织是不稳定的，会分解出强化相过渡到稳定状态的倾向。

因此在室温下放置时或低温加热时，强度和硬度会明显升高，这种现象称为时效或时效强化。

如图1所示，成分低于D点的合金，加热时能形成单相固溶体组织，塑性较好，适于变形加工，称为变形铝合金。

成分高于D点的合金由于冷却时有共晶反应发生，流动性较好，适于铸造生产，称为铸造铝合金。

⑵变形铝合金①防锈铝合金—主要合金元素是锰和镁。

锰的作用是提高抗蚀能力，并起固溶强化作用。

镁亦有固溶强化作用，同时降低密度。

防锈铝合金不能进行时效硬化，属于不可热处理强化铝合金，单可冷变形，利用加工硬化提高强度。

②硬铝合金(LY)硬铝合金为Al—Cu—Mg系合金。

可进行时效强化，属于可热处理强化的铝合金，亦可进行形变强化。

飞机的起落架就是硬铝做的。

如图2所示。

图2 飞机主起落架③超硬铝合金(LC)Al—Zn—Mg—Cu 通过时效强化和形成的强化相,使铝合金达到最高的硬度和强度。

但耐蚀性较差。

LC4、LC9。

④锻铝合金(LD)Al–Mg–Si-Cu 具有良好的热塑性,通过固溶处理和人工时效来提高铝合金的力学性能。

LD5、LD6、LD10。

⑶铸造铝合金①Al—Si铸造铝合金，通常称为铝硅明。