高中化学必修课金属与合金论文

合金是一种具有金属普遍性的材料,由金属和一种以上的其他金属或非金属组成。中国是世界上最早研究和生产合金的国家之一,青铜(铜锡合金)技术在商朝(3000多年前)就非常发达。公元前6世纪左右(春秋晚期)已经锻造出了锋利的剑(钢铁制品)(并且过热)。

铝是一种分布广泛的元素,在地壳中的含量仅次于氧和硅,是金属中最高的。纯铝密度低,为2.7 g/cm3,导热性和导电性好(仅次于Au、Ag和Cu),延展性好,塑性高,可用于各种机械加工。铝具有活泼的化学性质,在空气中迅速氧化形成致密牢固的氧化膜,因此具有良好的耐腐蚀性能。而纯铝的强度较低,只有通过合金化才能作为用户的结构材料。

根据铝合金的成分和生产工艺特点,通常分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。主要工业应用有铝锰、铝镁、铝镁铜、铝镁硅铜、铝锌镁铜等合金。变形铝合金又叫熟铝合金,按成分和性能特点可分为防锈铝、硬质铝、超硬铝和锻造铝。

铝合金的突出特点是密度低、强度高。铝中加入锰和镁形成的铝锰和铝镁合金,具有良好的耐腐蚀性、良好的塑性和较高的强度,被称为防锈铝合金,用于制造油罐、容器、管道和铆钉。硬质铝合金的强度高于防锈铝合金,但耐腐蚀性下降。这些合金包括铝-铜-镁系和铝-铜-镁-锌系。新开发的高强度硬铝,强度进一步提高,但密度比普通硬铝低15%,可挤压,可用作摩托车车架和轮辋。铝锂合金可用于制造承受重载荷的飞机部件和高档运动器材。

各种飞机都使用铝合金作为主要结构材料。飞机的蒙皮、梁、肋、桁条、框架、起落架都可以用铝合金制造。铝的量根据飞机的用途不同而不同。注重经济效益的民用飞机因铝合金价格低廉而被广泛使用。比如波音767飞机使用的铝合金,约占飞机结构重量的865,438+0%。军用飞机由于要求良好的使用性能,铝的用量相对减少。比如最大飞行速度2.5马赫的F-15高性能战斗机,就只用了35.5%的铝合金。有些铝合金低温性能好,在-183 ~-253 [2OC]不冷不脆,能在液氢和液氧的环境下工作,但与浓硝酸和偏二甲肼不相容。土星五号运载火箭发射阿波罗飞船的燃料箱、氧化剂箱、箱间段、级间段、尾部段、仪器舱都是铝合金材料。

航天飞机的乘员舱、前机身、中机身、后机身、垂直尾翼、襟翼、升降副翼、水平尾翼都是铝合金材料。各种人造地球卫星和空间探测器的主要结构材料也是铝。