Алюминий (Al) – жеңил, күмүш түстүү ак металл, ал Жер кыртышында кычкылтек жана кремнийден кийинки үчүнчү эң көп кездешкен элемент. Бирок, жогорку химиялык реактивдүүлүгүнөн улам, ал эч качан табигый түрдө таза металл түрүндө кездешпейт. Анын ордуна, ал негизинен боксит рудасында, гидратталган алюминий кычкылдарынын аралашмасында, анын ичинде гиббсит (Al(OH)₃), бемит (AlO(OH)) жана диаспорада кездешет.
Эки этаптагы тазалоо процесси
Чийки бокситтен баштап, ага чейинки сапаржогорку тазалыктагы алюминий камтыйтэки башка өнөр жай процесстери.
Биринчи этап - 1888-жылы иштелип чыккан Байер процесси. Майдаланган боксит басым астында ысык натрий гидроксиди эритмеси менен аралаштырылып, алюминий камтыган минералдар эрийт, ошол эле учурда темир кычкылы жана кремний кычкылы сыяктуу кошулмаларды калтырат. Андан кийин пайда болгон натрий алюминат эритмеси кызыл баткактын калдыгын кетирүү үчүн чыпкаланат, алюминий гидроксиди кристаллдары менен себилип, таза ак алюминий кычкылын же алюминий кычкылын (Al₂O₃) алуу үчүн болжол менен 1100°C температурада күйдүрүлөт. Дүйнөдөгү алюминий кычкылынын 90% дан ашыгы азыр ушул ыкма менен өндүрүлөт.
Экинчи этап - Холл-Эру процесси. Глиноземдин эрүү температурасы 2000°C жогору, бул түз электролизди ишке ашырууга мүмкүн эмес кылат. Чечим Al₂O₃ эритилген криолитте (Na₃AlF₆) эритүүдөн турат, ал иштөө температурасын болжол менен 950~1000°C чейин төмөндөтөт. Андан кийин аралашма аркылуу электр тогу өтөт. Эритилген алюминий түбүндө (катоддо) чогулат, ал эми кычкылтек көмүртек аноддору менен биригип, CO₂ пайда кылат. Бул электролиттик ыкма баштапкы алюминийди өндүрүүнүн жалгыз өнөр жайлык процесси бойдон калууда, ал 99,5~99,8% тазалыктагы металлды берет.
Алюминийдин курамында кандай элементтер бар?
Таза алюминий өзү жалаң гана Al элементинен турат, анын атомдук номери 13 жана атомдук салмагы болжол менен 26,98 г/моль. Коммерциялык таза алюминий (98,8–99,7% Al) табигый кошулмалар катары темир менен кремнийдин анча чоң эмес издерин камтыйт. Бирок, көпчүлүкколдонмолор алюминий эритмелерине таянат, мында механикалык касиеттерге ылайыкташтырылган белгилүү бир элементтер атайылап кошулат.
Структуралык колдонмолор үчүн 6000 сериясы (мисалы, 6061) негизги легирлөөчү элементтер катары магний жана кремнийди колдонот, адатта 0,8 ~ 1,2% Mg жана 0,400 ~ 0,8% Si. Бул легирлөө орточо бекемдиктин, жакшы ширетүүчүлүктүн жана жогорку деңгээлдеги иштетүү жөндөмдүүлүгүнүн эң сонун балансын сунуштайт.
Жогорку бекемдик талаптары үчүн, 7000 сериясы (мисалы, 7075) цинк жана жезди негизги легирлөөчү элементтер катары камтыйт, алардын курамында болжол менен 5,16 ~ 0,1% Zn жана 1,2 ~ 2,0% Cu бар. 7075тин T6 темпи 6061-T6га караганда дээрлик эки эсе көп созулууга туруктуулукту камсыз кылат, бул аны аэрокосмостук жана жогорку өндүрүмдүү структуралык компоненттер үчүн тандалган материалга айлантат.
Хромдун, марганецтин жана титандын издик өлчөмдөрү коммерциялык эритмелерде да көп кездешет, алардын ар бири данды тазалоодо жана коррозияга туруктуулукта роль ойнойт. Ар бир эритменин так элементтик курамын түшүнүү белгилүү бир механикалык иштетүү же жасоо талаптары үчүн туура материалды тандоо үчүн абдан маанилүү.
Жарыяланган убактысы: 2026-жылдын 13-майы