金屬鋁的發(fā)現(xiàn)發(fā)展以及對(duì)人類的影響-范云鷹

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)金屬鋁的發(fā)現(xiàn)發(fā)展以及對(duì)人類的影響金屬材料發(fā)展史課程報(bào)告課程報(bào)告姓 名： 學(xué) 號(hào)： 班 級(jí)： 粉體133 指導(dǎo)老師： 范云鷹 完成時(shí)間： 2016 . 09.14 金屬鋁的發(fā)現(xiàn)發(fā)展以及對(duì)人類的影響金屬材料發(fā)展史課程報(bào)告縱觀人類歷史，金屬鋁的傳說(shuō)可以追溯到古羅馬時(shí)期，雖然這段故事的真實(shí)性還有待進(jìn)一步考證，但不妨將它拿出來(lái)作為這次課程報(bào)告的開(kāi)篇：傳說(shuō)在古羅馬，一天，一個(gè)陌生人去拜見(jiàn)羅馬皇帝泰比里厄斯，獻(xiàn)上一只金屬杯子，杯子像銀子一樣閃閃發(fā)光，但是分量很輕。它是這個(gè)人從黏土中提

2、煉出的新金屬。但這個(gè)皇帝表面上表示感謝，心里卻害怕這種光彩奪目的新金屬會(huì)使他的金銀財(cái)寶貶值，就下令把這位發(fā)明家斬首。從此，再也沒(méi)有人動(dòng)過(guò)提煉這種“危險(xiǎn)金屬”的念頭，這種新金屬就是現(xiàn)在大家非常熟悉的鋁。aluminum一詞就是從古羅馬語(yǔ) alumen(明礬)衍生而來(lái)的。上面那段故事對(duì)于一個(gè)清楚的知道金屬鋁的理化性質(zhì)的人來(lái)說(shuō)，并不十分可信，因?yàn)榻饘黉X本身是一種非?；顫姷慕饘伲谧匀唤缰胁](méi)有其單質(zhì)存在。而鋁的化合物的氧化性很弱，又不易從其化合物中被還原出來(lái)。所以一般認(rèn)為是丹麥化學(xué)家?jiàn)W斯特利用稀的鉀汞齊與氯化鋁反應(yīng)第一次分離出不純的金屬鋁。1854年,法國(guó)化學(xué)家德維爾把鋁礬土、木炭、食鹽混合,通人氯

3、氣后加熱得到NaCl,AlCl3復(fù)鹽,再將此復(fù)鹽與過(guò)量的鈉熔融,得到了金屬鋁。在以后的一段時(shí)期里，鋁是帝王貴族們享用的珍寶。法國(guó)皇帝拿破侖三世在宴會(huì)上使用過(guò)鋁制叉子；泰國(guó)國(guó)王使用過(guò)鋁制表鏈。1855年在巴黎博覽會(huì)上，它與王冠上的寶石一起展出，標(biāo)簽上注明“來(lái)自黏土的白銀”。1889年，還曾得到倫敦化學(xué)會(huì)贈(zèng)送的鋁合金制成的花瓶和杯子。鋁（Aluminium）的英文名出自明礬（alum），即硫酸復(fù)鹽KAl(SO4)212H2O。史前時(shí)代，人類已經(jīng)使用含鋁化合物的黏土（Al2O32SiO22H2O）制成陶器。鋁在地殼中的含量?jī)H次于氧和硅，位列第三。意大利物理學(xué)家伏打發(fā)明電池后，戴維試圖利用電流從礬土中

4、分離出金屬鋁，都沒(méi)有成功，但他建議將其命名為“alumium”，后改為“aluminum”，不久即修飾成aluminium。這種詞形在全世界通用，但北美除外，那里的（ACS）于1925年決定在出版刊物中采用“aluminum”。到19世紀(jì)末，鋁的價(jià)格發(fā)生了成千倍的跌落。首先是由于19世紀(jì)70年代西門子改進(jìn)了發(fā)電機(jī)后，有了廉價(jià)的電力；其次是由于法國(guó)的Heroult和美國(guó)的C. M. Hall于1886年分別發(fā)展了將氧化鋁溶解在冰晶石（Na3AlF6）中電解的方法。當(dāng)時(shí)他們都是22歲。這項(xiàng)創(chuàng)舉使鋁以大規(guī)模生產(chǎn)，奠定了今天世界電解鋁的工業(yè)方法。至今各種鋁制品已廣泛進(jìn)入千家萬(wàn)戶。近一個(gè)世紀(jì)的歷史進(jìn)程中

5、,鋁的產(chǎn)量急劇上升,到了20世紀(jì)60年代,鋁在全世界有色金屬產(chǎn)量上超過(guò)了銅而位居首位,這時(shí)的鋁已不單屬于皇家貴族所有,它的用途涉及到許多領(lǐng)域,大至國(guó)防、航天、電力、通訊等,小到鍋碗瓢盆等生活用品.它的化合物用途非常廣泛, 不同的含鋁化合物在醫(yī)藥、有機(jī)合成、石油精煉等方面發(fā)揮著重要的作用.純的鋁很軟,強(qiáng)度不大,有著良好的延展性,可拉成細(xì)絲和軋成箔片,大量用于制造電線、電纜、無(wú)線電工業(yè)以及包裝業(yè).它的導(dǎo)電能力約為銅的三分之二,但由于其密度僅為銅的三分之一,因而,將等質(zhì)量和等長(zhǎng)度的鋁線和銅線相比,鋁的導(dǎo)電能力約為銅的二倍,且價(jià)格較銅低,所以,野外高壓線多由鋁做成,節(jié)約了大量成本,緩解了銅材的緊張.

6、鋁的導(dǎo)熱能力比鐵大三倍,工業(yè)上常用鋁制造各種熱交換器、散熱材料等,家庭使用的許多炊具也由鋁制成.與鐵相比,它還不易銹蝕,延長(zhǎng)了使用壽命. 鋁粉具有銀白色的光澤,常和其它物質(zhì)混合用作涂料,刷在鐵制品的表面,保護(hù)鐵制品免遭腐蝕,而且美觀.由于鋁在氧氣中燃燒時(shí)能發(fā)出耀眼的白光并放出大量的熱,又常被用來(lái)制造一些爆炸混合物,如銨鋁炸藥等. 冶金工業(yè)中,常用鋁熱劑來(lái)熔煉難熔金屬.如鋁粉和氧化鐵粉混合,引發(fā)后即發(fā)生劇烈反應(yīng),交通上常用此來(lái)焊接鋼軌；煉鋼工業(yè)中鋁常用作脫氧劑；光潔的鋁板具有良好的光反射性能,可用來(lái)制造高質(zhì)量的反射鏡、聚光碗等.鋁還具有良好的吸音性能,根據(jù)這一特點(diǎn),些廣播室,現(xiàn)代化大建筑內(nèi)的天花

7、板等有的采用了鋁.純的鋁較軟,1906年,德國(guó)冶金學(xué)家維爾姆在鋁中加入少量鎂、銅,制得了堅(jiān)韌的鋁合金,后來(lái),這一專利為德國(guó)杜拉公司收買,所以鋁又有“杜拉鋁”之稱,在以后幾十年的發(fā)展過(guò)程中,人們根據(jù)不同的需要,研制出了許多鋁合金,在許多領(lǐng)域起著非常重要的作用. 在某些金屬中加入少量鋁,便可大大改善其性能.如青銅鋁（含鋁415）,該合金具有高強(qiáng)度的耐蝕性,硬度與低碳鋼接近,且有著不易變暗的金屬光澤,常用于珠寶飾物和建筑工業(yè)中,制造機(jī)器的零件和工具,用于酸洗設(shè)備和其它與稀硫酸、鹽酸和氫氟酸接觸的設(shè)備；制作電焊機(jī)電刷和夾柄；重型齒輪和蝸輪,金屬成型模、機(jī)床導(dǎo)軌、不發(fā)生火花的工具、無(wú)磁性鏈條、壓力容器、

8、熱交換器、壓縮機(jī)葉片、船舶螺旋槳和錨等.在鋁中加入鎂,便制得鋁鎂合金,其硬度比純的鎂和鋁都大許多,而且保留了其質(zhì)輕的特點(diǎn),常用于制造飛機(jī)的機(jī)身,火箭的箭體；制造門窗、美化居室環(huán)境；制造船舶. 滲鋁,是鋼鐵化學(xué)熱處理方法的一種,使普通碳鋼或鑄鐵表面上形成耐高溫的氧化鋁膜以保護(hù)內(nèi)部的鐵.鋁是一種十分重要的金屬,然而,許多含鋁化會(huì)物對(duì)人類的作用也是非常重大的.鋁在地殼中的含量相高,僅次于硅和氧而居第三位,主要以鋁硅酸鹽礦石存在,還有鋁土礦和冰晶石.氧化鋁為一種白色無(wú)定形粉末,它有多種變體,其中最為人們所熟悉的是A12O3和Al2O3.自然界存在的剛玉即屬于一Al2O3,它的硬度僅次于金剛石,熔點(diǎn)高、

9、耐酸堿,常用來(lái)制作一些軸承,制造磨料、耐火材料.如剛玉坩堝,可耐1800的高溫.剛玉由于含有不同的雜質(zhì)而有多種顏色.例如含微量Cr（III）的呈紅色,稱為紅寶石；含有Fe（II）,Fe（III）或Ti（IV）的稱為藍(lán)寶石. 一A12O3是一種多孔的物質(zhì),每克內(nèi)表面 積可高達(dá)數(shù)百平方米,有很高的活性,又名活性氧化鋁,能吸附水蒸氣等許多氣體、液體分子,常用作吸附劑、催化劑載體和干燥劑等,工業(yè)上冶煉鋁也以此作為原料. 氫氧化鋁可用來(lái)制備鋁鹽、吸附劑、媒染劑和離子交換劑,也可用作瓷釉、耐火材料、防火布等原料,其凝膠液和千凝膠在醫(yī)藥上用作酸藥,有中和胃酸和治療潰瘍的作用,用于治療胃和十二脂腸潰瘍病以及胃

10、酸過(guò)多癥. 偏鋁酸鈉常用于印染織物,生產(chǎn)湖藍(lán)色染料,制造毛玻腐、肥皂、硬化建筑石塊.此外它還是一種較好的軟水劑、造紙的填料、水的凈化劑,人造絲的去光劑等. 無(wú)水氯化鋁是石油工業(yè)和有機(jī)合成中常用的催化劑；例如：芳烴的烷基化反應(yīng),也稱為傅列德?tīng)柨死虼耐榛磻?yīng),在無(wú)水三氯化鋁催化下,芳烴與鹵代烴（或烯烴和醇）發(fā)生親電取代反應(yīng),生成芳烴的烷基取代物.六水合氯化鋁可用于制備除臭劑、安全消毒劑及石油精煉等. 磷化鋁遇潮濕或酸放出劇毒的磷化氫氣體,可毒死害蟲(chóng),農(nóng)業(yè)上用于谷倉(cāng)殺蟲(chóng)的熏蒸劑. 硫酸鋁常用作造紙的填料、媒染劑、凈水劑和滅火劑,油脂澄清劑,石油脫臭除色劑,并用于制造沉淀色料、防火布和藥物等. 冰

11、晶石即六氟合鋁酸鈉,在農(nóng)業(yè)上常用作殺蟲(chóng)劑；硅酸鹽工業(yè)中用于制造玻璃和搪瓷的乳白劑. 由明礬石經(jīng)加熱萃取而制得的明礬是一種重要的凈水劑、染媒劑,醫(yī)藥上用作收斂劑.硝酸鋁可用來(lái)鞣革和制白熱電燈絲,也可用作媒染劑;硅酸鋁常用于制玻璃、陶瓷、油漆的顏料以及油漆、橡膠和塑料的填料等,硅鋁凝膠具有吸濕性,常被用作石油催化裂化或其他有機(jī)合成的催化劑載體. 在鋁的羧酸鹽中；二甲酸鋁、三甲酸鋁常用作媒染劑,防水劑和殺菌劑等；二乙酸鋁除可作媒染劑外,還被用作收劍劑和消毒劑,也用于尸體防腐液中；三乙酸鋁用于制造防水防火織物、色淀；藥物（含漱藥、收斂藥、防腐藥等）,并用作媒染劑等；十八酸鋁（硬脂酸鋁）常用于油漆的防沉

12、淀劑、織物防水劑、潤(rùn)滑油的增厚劑、工具的防銹油劑、聚氯乙烯塑料的耐熱穩(wěn)定劑等；油酸鋁除用作織物等的防水劑、潤(rùn)滑油的增厚劑外,還用于油漆的催干劑、塑料制品的潤(rùn)滑劑等.硫糖鋁又名胃潰寧,學(xué)名蔗糖硫酸酯堿式鋁鹽,它能和胃蛋白酶絡(luò)合,直接抑制蛋白分解活性,作用較持久,并能形成一種保護(hù)膜,對(duì)胃粘膜有較強(qiáng)的保護(hù)作用和制酸作用,幫助粘膜再生,促進(jìn)潰瘍愈合,毒性低,是口種良好的胃腸道潰瘍治療劑.近些年,人們又開(kāi)發(fā)了一些新的含鋁化合物,如烷基鋁等,隨著科學(xué)的發(fā)展,人們將會(huì)更好地利用鋁及化合物福人類.但是，鋁的不當(dāng)使用也會(huì)產(chǎn)生一些副作用.有資料報(bào)道：鋁鹽可能導(dǎo)致人的記憶力喪失.澳大利亞一個(gè)私營(yíng)研究團(tuán)體說(shuō)：廣泛使用鋁鹽凈化水可能導(dǎo)致腦損傷,造成嚴(yán)重的記憶力喪失,這是早老性癡呆癥特有的癥狀. 研究人員對(duì)老鼠的實(shí)驗(yàn)表明,混在飲水中的微量鋁進(jìn)入老鼠的腦中并在那里逐漸積累,給它們喝一杯經(jīng)鋁鹽處理過(guò)的水后,它們腦中的含鋁量就達(dá)到可測(cè)量的水平.! 世界衛(wèi)生組織提出人體每天的攝鋁