金屬元素-鋁鋁是地球上含量極豐富的金屬元素,其蘊(yùn)藏量在金屬中居第2位.至19世紀(jì)末,鋁才嶄露頭角,成為在工程應(yīng)用中具有競(jìng)爭(zhēng)力的金屬,且風(fēng)行一時(shí).航空、建筑、汽車三大重要工業(yè)的發(fā)展,要求材料特性具有鋁及其合金的獨(dú)特性質(zhì),這就大大有利于這種新金屬－鋁的生產(chǎn)和應(yīng)用.當(dāng)1886年Charles Hall在美國(guó)俄亥俄州和Paul Heroupt在法國(guó)各自獨(dú)立地將溶解在熔融冰晶石中的氧化鋁(Al2O3)的電解還原技開發(fā)成功之時(shí),世界上首批以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力設(shè)備的車輛問(wèn)世,隨之而來(lái)的便是作為汽車業(yè)需用的、具有越來(lái)越大的工程價(jià)值的材料－鋁及其合金對(duì)汽車工業(yè)的發(fā)展開始起重要的作用.電氣化也要求將大量質(zhì)輕的導(dǎo)電金屬－鋁用于長(zhǎng)距離輸送電,用于建造支撐架空電纜綱絡(luò)所需要的塔架,以便以發(fā)電廠傳輸電能.鋁工業(yè)的發(fā)展還不只限于上述內(nèi)容.鋁在商業(yè)上應(yīng)用于諸如鏡框、門牌和餐用托盤之類的新穎物品.鋁制的炊事用具也成為市場(chǎng)上的一類商品.現(xiàn)在,鋁已發(fā)展成具有各種各樣用途的材料,其范圍之廣足以使現(xiàn)代生活的各個(gè)側(cè)面直接地受到鋁的應(yīng)用的影響. 有鋁的生產(chǎn)均基于Hall-Heroult法.將從鋁土礦制得的氧化鋁溶于冰晶石電解液,其中加有幾種氟化物的鹽類以控制電解液的溫度、密度、電阻率以及鋁的溶解度.然后,通入電流電解已熔的氧化鋁.這樣,氧在碳陽(yáng)極上生成并與后者起反應(yīng),而鋁則在陰極上作為金屬液層而聚集.已分離出的金屬可以定時(shí)用虹吸法或真空法移出度坩堝中,然后將鋁液轉(zhuǎn)移到鑄造設(shè)備中澆鑄成錠. 冶煉出來(lái)的鋁含有的主要雜質(zhì)是鐵與硅,鋅、鎵、鈦、釩也通常作為微量雜質(zhì)存在.國(guó)際上鋁的最低純度是以確定的成分及其數(shù)值作為基本標(biāo)準(zhǔn).在美國(guó),以形成常規(guī)做法是將鐵與銈的相對(duì)濃度作為更重要的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)考慮.未合金化的金屬級(jí)別,可由其純度來(lái)決定,如含鋁量為99.70%的鋁,或者由美國(guó)鋁協(xié)會(huì)制訂的方法來(lái)決定,該法規(guī)定以Pxxx級(jí)別為標(biāo)準(zhǔn).在后一種情況下,字母P后的數(shù)字表明硅與鐵各自的最大的百份之零點(diǎn)幾數(shù)值.全世界原生鋁產(chǎn)量總數(shù)為17.304 x 106Mg .美國(guó)的鋁產(chǎn)量占1988年世界產(chǎn)量的22.8%,而歐洲占21.7%.其余55.5%的鋁由亞洲(6.6%)、加拿大(8.9%)、拉丁美洲(含南美洲)(8.8%)、大洋洲(7.8%)、非洲(3.1%)和其它地區(qū)(21.3%)生產(chǎn).鋁的主要特性:鋁及其合金的優(yōu)良特點(diǎn)是其外觀好、質(zhì)輕,可機(jī)加工性、物理和力學(xué)性能好,以及抗腐蝕性好,從而使鋁及鋁合金在很多應(yīng)用領(lǐng)域中被認(rèn)為最為經(jīng)濟(jì)實(shí)用. 鋁的密度只有2.7g/cm3,約為鋼、銅或黃銅的密度(分別為7.83g/ cm3,8.93g/ cm3),的1/3.在大多數(shù)環(huán)境條件下,包括在空氣、水(或鹽水)、石油化學(xué)和很多化學(xué)體系中,鋁能顯示優(yōu)良的抗腐蝕性. 鋁的表面具有高度的反射性.輻射能、可見(jiàn)光、輻射熱和電波都能有效地被鋁反射,而陽(yáng)極氧化和深色陽(yáng)極氧化的表面可H是反射性的,也可以是吸收性的,拋光后的鋁在很寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有優(yōu)良的反射性,因而具有各種裝飾用途及具有反射功能性的用途鋁通常顯示出優(yōu)良的電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率,具有高電阻率的一些特定鋁合金也已經(jīng)研制成功,這些合金可用于如高轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)機(jī)中.鋁由于它的優(yōu)良電導(dǎo)率而常被選用.在重量相等的基礎(chǔ)上,鋁的電導(dǎo)率近于銅的兩倍. 鋁合金的熱導(dǎo)量率大約是銅的50-60%,這對(duì)制造熱交換器、蒸發(fā)器、加熱電器、炊事用具,以及汽車的缸蓋與散熱器皆為有利. 鋁是非鐵磁性的,這對(duì)電氣工業(yè)和電子工業(yè)而言是一重要特性.鋁是不能自燃的,這對(duì)涉及裝卸或接觸易燃易爆材料的應(yīng)用來(lái)說(shuō)是重要的.鋁無(wú)毒性,通常用于制造盛食品和飲料的容器.它的自然表面狀態(tài)具有宜人的外觀.它柔軟、有光澤,而且為了美觀,還可著色或染上紋理圖案. 一些鋁合金在強(qiáng)度上超過(guò)結(jié)構(gòu)鋼材,但是純鋁及某些鋁合金的強(qiáng)度和硬度極低.在現(xiàn)代生活中,鋁已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在建筑行業(yè)中.可機(jī)加工性:鋁的可機(jī)加工性是優(yōu)良的.在各種變形鋁合金和鑄造鋁合金中,以及在這些合金產(chǎn)出后具有的各種狀態(tài)中,機(jī)加工特性的變化相當(dāng)大,這就需要特殊的機(jī)床或技術(shù).可成形性:這是鋁及許多鋁合金較重要的特性之一.特定的拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、可延展性和相應(yīng)的加工硬化率支配著允許變形量的變化.商業(yè)上可提供的鋁合金在不同形態(tài)下成形性的額定值取決于成形的工藝方法.這些額定值在作金屬加工特性的定性對(duì)照中僅能起大致的指導(dǎo)作用,即不能定量地作為成形性的極值.可鍛性:鋁合金可以鍛造成形狀與品種繁多的鍛件,它們的最終部件鍛造設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的選擇范圍(基于預(yù)定的用途)是很寬的.連接鋁可用各式各樣的方法連接,包括熔焊、電阻焊、硬焊焊、軟焊焊、粘結(jié)以及諸如鉚接和栓接之類的機(jī)械方法.可回收性:鋁具有極高的回收性,再生鋁的特性輿原生鋁幾乎沒(méi)有別.這點(diǎn)使鋁成為環(huán)保人仕的寵兒.

鋁的化學(xué)性質(zhì)
和氧氣反應(yīng)：鋁粉可燃鐃4Al+3O22Al2O3（發(fā)強(qiáng)白光）
和非金屬反應(yīng)：2Al+3SAl2S3
和熱水反應(yīng)：2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑（反應(yīng)緩慢）
和較不活動(dòng)金屬氧化物反應(yīng)：3Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3
和酸反應(yīng)：在常溫下濃硫酸和濃硝酸可使鋁鈍化。鹽酸和稀硫酸可跟鋁發(fā)生置換反應(yīng)，生成鹽并放出氫氣。
2Al+6H2O=2AlCl3+3H2↑
2Al+3H2SO4(稀)=Al2(SO4)3+3H2↑
和鹽溶液反應(yīng)：2Al+3Hg(NO3)2=3Hg+2Al(NO3)3
和堿溶液反應(yīng)：主要和NaOH、KOH強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，可看做是堿溶液先溶解掉鋁表面氧化鋁保護(hù)膜 Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
鋁和水發(fā)生置換反應(yīng)：
2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑
Al(OH)3溶解在強(qiáng)堿溶液中，
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
一般可用下列化學(xué)方程式或離子方程式表示這一反應(yīng)
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
注：1.鋁和不活動(dòng)金屬氧化物（主要是難熔金屬氧化物如Cr2O3、V2O5以及Fe2O3等）的混合物，都叫鋁熱劑，在反應(yīng)中鋁做還原劑。反應(yīng)過(guò)程放大量熱，可將被還原的金屬熔化成液態(tài)
2.鋁在加熱時(shí)可以跟濃硫酸或硝酸反應(yīng)，情況較復(fù)雜不做要求