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人类的理想金属,你了解多少?

2022-12-09 13:33:50 1467

摘要: /今天,是灰糖的一个全新系列——关于金属的那些事情。铝,不锈钢,铜,锌,铁艺等等。他们都有什么特点,他们又带来了什么不一样的使用体验呢。购买这些金属材料的时候,又都需要注意什么?我们会把大家家里常用的金属材料,一一扒个干净。它曾是世界...

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今天,是灰糖的一个全新系列——关于金属的那些事情。

铝,不锈钢,铜,锌,铁艺等等。他们都有什么特点,他们又带来了什么不一样的使用体验呢。购买这些金属材料的时候,又都需要注意什么?

我们会把大家家里常用的金属材料,一一扒个干净。


它曾是世界上最贵重的金属,从烤马铃薯到进入太空,覆盖着华盛顿纪念碑的顶部和高效能飞机的机翼,它无处不在,甚至还存在你的身体中…它可以像纸一样折叠,但是却和钢铁一样有支撑力。

它就是——铝,这件被小编誉为:人类最理想的金属。

在我们装修的时候,也会接触很多关于铝的东西,例如门窗,五金,家具等等。它到底有什么特殊的魔力,又有什么值得注意的要点?今天,就跟着我们来探寻一下关于“铝”的那些故事吧。


隐藏的秘密

铝,其实是地壳里含量最高的金属,占地壳的8%左右,比铁大概多出了一倍左右,但是人类却很难找到。

(铝)

为什么呢?其实是它和金、银不同,不是以原始铝块或者丰富矿脉的形式存在,它非常善于保护自己,和氧原子有着密不可分的关系,所以多以氧化铝的形式存在,而不是纯铝。

(氧化铝结晶)

顺便提一句,氧化铝的结晶,很像盐,亮白而又坚硬。建材市场的砂纸就是氧化铝哦!

(砂纸)

据说最早使用铝的是远古时代中东的陶工,他们发现使用黏土来进行陶制品的加固,可以使陶制品变得更加稳固,保存的时间也会更长。当时人们只是知道在黏土之中含有一种“特殊的成分”,才能让黏土充满力量,但是并不知道那种成分就是“氧化铝”。(氧化副产物不是锈,而是一层致密的氧化铝薄膜,可以保护其内部免受进一步腐蚀。)所以矿工并不能直接淘到铝,勘探铝矿的时候应该要找泥土,至少也要黏土。

(中东黏土雕塑)

纯铝

尝到这种神奇的金属带来的甜头,当然要继续研究下去了,这样重量轻又耐腐蚀的金属无疑是制造业的绝佳原料,但是从氧化铝中分离出“纯铝”又成为了一个世纪大难题。

>> 从普遍到金贵

虽然铝“遍地都是”,只要有黏土的地方就有铝,但是从发现“铝”到成功置取“纯铝”,一共经历了近30年,是很多位科学家共同努力的结果,但是此时的提取技术并未成熟,只能通过物质之间的相互置换来获取金属铝,所以此时的铝还不能大规模量产。

所以铝在20世纪初之前比黄金还珍贵,据说拿破仑三世招待客人时,自己用的是铝匙,客人用的是黄金匙;在19世纪的巴黎博览会上,它还与王冠上的宝石一起展出,标签上注明“来自黏土的白银”

>> 从金贵到普遍

直到1886年,美国的Charles Martin Hall 和法国的L.T.Heroult分别独立发明了电解铝的冶炼技术,还有一个重要的原因是,19世纪70年代西门子改进了发电机后,有了廉价的电力。


在这之后,铝才能大规模生产,同时也奠定了今天世界电解铝的工业方法,至今各种铝制品已广泛进入千家万户。

铝合金

>> 铝合金的诞生

据说,在20世纪初,德国科学家维尔姆需要找到一种既轻便又坚硬的材料来制造飞机、飞艇。他认为密度比钢铁小的铝最合适,虽然铝有着较好的延展性,但它不够坚硬,怎么让铝硬起来,是一个大问题。

于是,他开始往铝中加入少量的铜和镁,结果,实验证明它的硬度是铝的3倍!接着他又把烧红的铝放在水中进行淬火,经过反复实验,维尔姆终于找到了最佳的热处理方法。

铝合金,就这样诞生了。

它不但拥有了铝耐腐蚀,重量轻,延展性好的优点,同时又坚硬如钢,并且耐高温又具有可焊性…完美的工业材料出现了!

>> 铝合金的命名

如果大家有自己选购铝合金门窗的经历,你听过最多的可能就是“6063”铝合金或者“6061”铝合金,那这几个数字背后的意义是什么呢?为什么要这样命名?

其实这串数字也跟上文提到的在纯铝中加入的其他元素有关系,第一位是数字,用以区分组别;后两位用于区分同一组别系列内的材料牌号,没有特殊意义。

这里值得一提的是6XXX系列的铝合金

到底6XXX系列牛在哪儿?因为这个系列中含有镁和硅元素,该系列的铝合金具有良好的耐腐蚀性,还与Q235钢材相近的强度,并且易于挤压成型。这……不就是一种完美的工业材料吗?

(铝棒)

其中,6063的铝合金型材是一种综合性能较好的材料,具有强度好、防腐耐磨、耐高温、美观等,多用于建筑型材和工业型材。

(铝型材)

所以,你去选择门窗的话,听到推荐最多的就是“6063”。为了保证门窗、幕墙具有高的抗风压性能、装配性能、耐蚀性能和装饰性能,对铝合金型材综合性能的要求远远高于工业型材标准,而“6063”又恰好完美地满足了这些要求。

>> 回收铝

还值得一提的是,铝很好回收,所有用过的铝制品大概三分之二的都会进行回收,以新形态延续生命。制作铝要用到大量的电力,一旦把氧化铝的氧原子移除,金属铝就非常稳定,也就是说它融化之后,永远可以反复使用。

听说,一个铝罐60到90天就能走完一次循环系统,并装着新饮料回到你的冰箱哦!

最重要的是使用的能源和材料会比重新冶炼少很多,进行回收就可以减少电力使用,进而减少温室气体的排放,回收铝罐可以节省95%从原生材料制作铝罐需要的能源。


但是有一点,回收铝的杂质会比较多,纯度不到位的话,会直接降低其稳定性,如果用作门窗会直接影响门窗强度,间接导致门窗使用过程容易变形,漏风渗水情况隐患较大。


家中的铝

>> 门窗

提到铝,大家第一个想到的肯定就是门窗。上面也提到过,因为铝合金的强度好、耐磨且防腐,轻便的特点,用于门窗是再适合不过了。

“铝型材”是门窗逃不开的话题,其实它全称为铝合金型材,顾名思义,就是通过一些不同的工艺将原始的铝合金加工成不同形态的半成品,这种半成品就是铝材。然后再根据市场上的不同需求,将铝材再加工成可利用的成品。

门窗铝型材有着他们自己特殊的一套命名方式,如60系列、70系列、80系列、90系列……这些系列系列是以门、窗框在洞口深度方向的设计尺寸,以及门、窗框厚度构造尺寸划分的。


>> 五金件

家里的很多五金件也有很多是用它来完成的。例如门窗把手、挂钩、锁、地弹簧(地弹簧其实就是液压式的闭门器,能够让门在打开后自动关上,非常地方便。)…

提到五金件,就不得不说说太空铝,因最初大量应用于航空制造业而得名。

太空铝其实也是铝合金的一种,只是将铝镁合金进行了高温氧化等特殊处理,所以相对于普通的铝合金来说,太空铝的塑形更好,利于五金件的制作。并且它还是一种环保材料,环保性比一般的铜制用品还要好,除此之外它还不褪色,不生锈,所以通常会用在卫浴和厨房。

>> 全铝家具

全铝家具也是刚兴起不久,主要是一些商家用来代替板材的定制。这个东西呢,见仁见智。因为有很重要的一点,铝还是金属,必须在表面做喷涂工艺。

虽然说铝好,喷涂工艺不见得一定会好。曾经市场上也一度流行不锈钢的定制,也是很快就被市场淹没了。

◆ 属于未来的金属 ◆

铝可以说是人类社会发展史上一股重要的助推力了。从一个小小的饮料罐到火箭外壳,从器皿到防弹玻璃,再到建筑中的减震材料,铝的每一次发展和人类的创新都能给我们带来莫大的惊喜,那么未来,铝还会应用到哪些地方,造福人类呢?让我们拭目以待吧。

读完了今天的文章,相信你也和小编一样,觉得铝无所不能。那么中国的铝材行业现状究竟是怎样的?在我们装房的过程中,又该怎样去选择铝材?又该如何避免不踩商家的坑呢?下期关于“铝”的文章,我们不见不散!


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