什么是铝
上次我们谈到了不锈钢。现在该谈谈另一种与人们生活息息相关的金属了，那就是铝。说到铝，我相信您并不陌生。如今，这种金属无处不在。它存在于您喝的汽水罐中，您每天使用的智能手机中，甚至包裹着头顶飞过的飞机。自发现以来，这种“白色”金属已经悄然改变了工业和日常生活。但铝为何如此非凡且不可或缺？让我们来探究它的历史，探索它如何诞生以及为何在人类生活中变得越来越重要。
金属和铝
铝矿开采的历史
铝的故事是人类智慧的结晶。根据维基百科（铝 – 维基百科）的说法，丹麦物理学家汉斯·克里斯蒂安·奥斯特（Hans Christian Ørsted）于1825年宣布发现了铝。后来，法国化学家亨利·圣克莱尔·德维尔（Henri Étienne Sainte-Claire Deville）于1856年开发了这种金属的工业化生产。然而，这种金属的生产仍然受到技术限制。因此，它被认为是一种比黄金更珍贵的贵金属！ 例如，拿破仑三世曾为皇室客人准备了铝制餐具。虽然铝在地壳中含量最多（甚至比铁还多！），但直到1886年才被广泛用于人类生活。这一年，保罗·埃鲁特和查尔斯·马丁·霍尔在亨利·艾蒂安·德维尔的研究成果基础上，开发出铝的大规模生产方法。从此，铝成为家喻户晓的材料，登上了历史舞台。
生铝
铝在化学符号中为Al，实际上是一种外观呈银色的金属。由于它与氧气具有很强的亲和力，因此当它暴露在空气中时，表面会形成一层保护性的氧化物。这就是为什么每次我们拿起铝板或铝片时，都会看到它们周围包裹着一层白色物质，从而呈现出人们普遍认可的白色金属外观。 这种自保护层使金属具有天然的抗腐蚀性，即使在盐或酸性环境中也是如此。
合金或铝
更重要的是，金属相对较轻，具有良好的延展性。此外，与铁或其他常见金属相比，它相对较软，因为它的莫氏硬度仅为2.75（相比之下，铁的莫氏硬度为4.5）。 这主要是因为它的晶体结构FCC不如HCP稳定，导致构成这种结构的金属容易改变。这种特殊结构也使金属具有相对较低的熔点。由于这些特性，人们开发了一种合金：铝合金，以提高硬度并提高熔点。
这种合金是铝和合金元素的混合物。典型的合金元素有铜、镁、锰、硅、锡、镍和锌。人们添加不同的合金元素以获得不同的特性。 因为大多数添加的合金元素都具有高硬度和高熔点的特性，它们也赋予了合金这些特性。合金改善了铝的一些先天缺陷，同时保留了其优点，因此它比纯金属更广泛地应用于工业领域。合金从原始金属继承的最有用的特性之一是良好的延展性。这种特性与轻质相结合，为铝合金在不同工业领域的多功能性奠定了坚实的基础。
铝的再循环
与广泛使用的塑料相比，铝更容易回收。根据铝回收的数据，到2006年，近30%的铝产品是由回收的铝制成的。如今，特斯拉等公司正在加倍使用铝来制造电动汽车的框架，以减轻重量并延长电池续航时间。此外，中国作为世界上最大的铝资源需求国，到2023年将达到80.33%的回收率。因此，由于相关人员的不懈努力，回收率大大提高。
然而，与2000年代相比，2020年代对金属的需求也猛增。 根据Takuma,Keisuke&Kenichi（2021）的研究，对铝和其他常见金属的需求显著增加。因此，我们仍应提高金属的回收率或简化回收流程，以提升节能效果。根据Cui&Roven（2010）的研究。 目前，铝可以通过一些旧方法进行回收，例如重熔和后续精炼。但与旧方法相比，利用压缩和挤压在室温或中等温度下进行固态回收的新方法可以节省大量能源。因此，尽管我们在这种金属的回收利用方面取得了巨大成就，但我们仍应继续努力，促进资源的完全回收利用和回收利用的绿色化。
铝的用途
铝在工业中的用途
与钢相比，铝的密度只有其三分之一。然而，它具有惊人的强度，使其成为对重量敏感的行业的理想选择。说到对重量敏感的行业，航空业一定是首先想到的。事实上，波音或空客等飞机制造商都使用这种材料来制造产品，但如今制造商们正在转向以碳纤维为主要原料的复合材料。例如，新型A350-1000将复合材料作为飞机蒙皮的主要材料，但仍然使用铝锂合金作为飞机机身框架的主要材料，这得益于该合金优于其他材料的优势。 此外，汽车行业也是这种合金的忠实拥趸。新推出的电动汽车通常采用铝材来抵消电池的重量，从而延长产品的行驶里程。
铝的导电性
铝也是传输能量的超级明星。虽然它的导电率只有铜的60%，而铜是作为电缆的主要材料。但考虑到铝的低廉价格和良好的延展性，它成为铜在长距离电力传输方面的良好替代品。一些可再生能源公司也利用这种材料来生产太阳能电池板框架和风力涡轮机部件。此外，铝在未来也可能作为超导体。 南加州大学的科学家们发现这种材料中的超导体可以在相对较高的温度下工作。
我们能为您提供什么？
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