理论教育 永不生锈的金属铝:24的神奇之处

永不生锈的金属铝:24的神奇之处

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:事实上铝比铁还容易生锈,只不过铝生锈后仍然是光滑而光亮的,它不像铁生了锈那样浑身红褐色,一眼就能认出来。由于看不到铝“生锈”的痕迹,所以人们便以为铝不会生锈。图24-1 光亮的铝型材金属生锈,本质上大多是金属被氧气氧化所造成的。图24-2 生锈的钢铁表面铝的应用非常广泛,现已大量应用于飞机、汽车和火箭等的零部件上。而这场“拉锯战”的结果,不但不能使铝锅外表光亮,反而使锅壁越来越薄,甚至被磨破损坏。

永不生锈的金属铝:24的神奇之处

日常生活中锈迹斑斑的暖气片自行车等随处可见,但是仔细想想,好像很少发现家里的铝锅之类的铝制品有生锈的情况。难道铝不会生锈吗?事实上铝比铁还容易生锈,只不过铝生锈后仍然是光滑而光亮的(见图24-1),它不像铁生了锈那样浑身红褐色,一眼就能认出来。由于看不到铝“生锈”的痕迹,所以人们便以为铝不会生锈。其实,这是被它的外表欺骗了。

978-7-111-45550-9-Chapter24-1.jpg

图24-1 光亮的铝型材

金属生锈,本质上大多是金属被氧气氧化所造成的。钢铁生锈后(见图24-2),由于生成的铁锈(三氧化二铁)是疏松的,覆盖在铁的表面,因此铁锈的红褐色不仅很容易能被看见,而且它疏松的结构还会使氧气从铁锈缝隙进入到钢铁里层,继续氧化里层的铁,直至把整块钢铁全部锈蚀完毕。

但是铝却不然,它很容易与氧气化合生成铝锈——氧化铝。生成的氧化铝是层极薄的致密物,仅0.00001mm厚,它紧紧地覆盖在铝的表面,好像皮肤一样保护着铝的内部不再被锈蚀。另外,这层氧化铝膜还有一个特性,就是即使把它擦去,不久又会生成新的氧化铝膜,继续起保护作用,使得铝的内部一直不被锈蚀。这层氧化铝膜真可谓是铝的“贴身保镖”。

978-7-111-45550-9-Chapter24-2.jpg

图24-2 生锈的钢铁表面

铝的应用非常广泛,现已大量应用于飞机、汽车(见图24-3)和火箭等的零部件上。铝由于具有良好的导电性和导热性,还可用作电缆材料(见图24-4)。铝在高温时的还原性极强,可以用其来冶炼高熔点金属(这种冶炼金属的方法称为“铝热法”,也可以采用铝热法来焊接某些特殊部位,如用该方法焊接钢轨,如图24-5所示)。铝的延展性极强,可制成铝箔,用来包装食品等(见图24-6)。铝

978-7-111-45550-9-Chapter24-3.jpg

图24-3 全铝合金制汽车框架

的耐蚀性优异,外观质感佳,价格适中,是各种家用电器外表面的上选材料(见图24-7)。在建筑行业上,铝由于在空气中具有较强的稳定性和阳极处理后的极佳外观而受到普遍应用(见图24-8)。另外,铝在集装箱运输、日常用品(见图24-9)方面也应用广泛。

978-7-111-45550-9-Chapter24-4.jpg

图24-4 铝合金电缆

978-7-111-45550-9-Chapter24-5.jpg(www.daowen.com)

图24-5 铝热法焊接钢轨

978-7-111-45550-9-Chapter24-6.jpg

图24-6 铝箔及用铝箔包装的巧克力

978-7-111-45550-9-Chapter24-7.jpg

图24-7 采用铝制外壳表面的冰箱

978-7-111-45550-9-Chapter24-8.jpg

图24-8 铝合金门窗

978-7-111-45550-9-Chapter24-9.jpg

图24-9 采用铝合金结构的家具

除以上所述之外,由于铝具有特殊的性质,在常温下,铝在浓硝酸和浓硫酸中被钝化,不与它们发生反应,所以可以用铝罐运输浓硝酸(可维持约180h)。

在工业上,为了使铝制品更经久耐用,常常把做好的铝制品浸在含有20%Na2SO4与10%HNO3的溶液里,使其表面生成更厚的氧化膜(这种工艺叫做阳极氧化加工),如商店里那些新的铝锅(见图24-10)、铝壶,它们的表面都是灰白色的或浅黄色的,这就是因为经过氧化膜加厚处理的缘故。不过这层氧化膜既怕酸又怕碱,所以铝锅只宜煮饭而不宜做菜。过去常有人嫌铝锅表面不够光亮,总是用草木灰或沙子去擦洗。其实,这是一种很不科学的做法。草木灰所以能够很好地去掉铝锅的“外套”,原因有二:第一,摩擦铝锅的表面时能擦破氧化膜;第二,草木灰含有碱性的碳酸钾等物质,因此能够借助化学作用溶解掉氧化膜。但是,即使你刚刚擦掉了一层氧化膜,使铝锅看上去亮了一些,可是用不了多久,铝锅因为没有了氧化膜的保护,其表面就会再次被氧化,重新披上一层氧化膜。如果你天天用草木灰擦,铝锅就会天天重新生成氧化膜,看上去照旧是灰蒙蒙的。而这场“拉锯战”的结果,不但不能使铝锅外表光亮,反而使锅壁越来越薄,甚至被磨破损坏。真是费力不讨好!

978-7-111-45550-9-Chapter24-10.jpg

图24-10 铝锅

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈