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Aluminium
相对原子质量26.98


古希腊和古罗马把矾称为alumen(苦盐)。

1日元的成本在1日元以上?

铝是银白色金属,很轻,质地软,延展性(可以拉长、拉宽)好,可制成很薄的铝箔。家用的铝箔纯度是99%,而一日元硬币的铝纯度是100%。铝的导热性很好,因此被用于锅和水壶。我们最熟悉的应该就是饮料和啤酒的易拉罐了。铝反射光的能力很强,被用于公路上的转弯镜、天文台的反射望远镜的镜片等。在拿破仑时代,铝比金还贵,但现在铝是非常便宜的金属。

铝的用途很广泛,而这也要感谢其表面致密的保护膜氧化铝。氧化铝让铝表面很难生锈。铝加上4%的铜和少量的镁或锰构成的合金就是硬铝,质量轻但坚固,被用于制造飞机的机体。

氢氧化铝可以中和胃酸(盐酸),被用于制作胃药。

1日元硬币是纯铝,外直径为20mm,重量正好1g,厚度为1.5mm。因为正好一个是1g,美国理科教材网站上,曾贩卖过1日元硬币砝码。

因为硬币的成本并没有公布,所以我不知道制造一个硬币所要花费的准确成本。但是,制造1日元是亏本的,这的确是事实。原材料铝的成本就接近1日元了,而把铝制成硬币还需要更多的成本,算下来大概需要2~3日元。

锡纸的正反面

我们平时用的锡纸看起来是分正反面的。正面很光滑,反面有些哑光的感觉。在制作很薄的锡纸过程中,就会出现正反两面。

制作锡纸时,先把铝块加热并不断延展。经过几个阶段后,被延展的铝进入圆筒形的铝箔轧机,随之变得更加纤薄。

家里用的锡纸厚度为0.015~0.02mm,非常薄。如果只单独制作一张,很难将它碾压成如此薄。因此将一张锡纸压到某种程度后,再取另一张锡纸,两张重叠起来再继续碾压。因此,两张锡纸相对的面成哑光面,而被辗压机压的面就变为光面。这样一来,锡纸就有了正反两面。

22岁青年的发明

1807年,英国化学家戴维成功提取出了钠和钙。他利用已经发明出来的原料电池,将液态氢氧化钠和氢氧化钙成功电解。

钠和钙有很大的还原性,当时很难从金属化合物中提取出来,而戴维的方法成了提取金属有力的方法。随后,铝也用这个方法被成功提取。因此,这样得到的铝比黄金还要贵重。

那么,现在人们是怎么提取金属的呢?

铝土矿是富含铝的矿石,其中富含40%~60%的氧化铝(明矾)。因此,人们要熔解氧化铝从而提取纯净的明矾。但是,要想熔化氧化铝,温度必须要达到2000℃以上,十分困难。

而敢于挑战这个难题的,正是美国的霍尔(1863~1914)。他从大学时开始自己的研究,大学毕业后在父亲建造的小木屋中继续做他的实验。他猜想会不会有办法可以熔解氧化铝。他想到了冰晶石。

冰晶石是由钠、铝和氟组成的化合物,是乳白色固体,可以在格陵兰岛得到。

如果把熔点为1000℃的冰晶石加热至熔融状态,再向其中加入氧化铝的话,大概有10%的氧化铝会熔解。若是在此液体中插入电极进行电解,我们就会在阴极看到析出的铝单质。这是1886年进行的实验。两个月后,法国的埃鲁(1863~1914)也发现了这个方法。他是完全独立地发现了相同的方法。而且,两个人都是22岁的青年,他们在各自的国家都拿到了知识产权。

现在工业制铝正是使用了这两人发现的方法(霍尔-埃鲁法)。炼铝需要耗费很多电力,因此铝的回收再利用非常重要。全世界金属铝的年产量为2000万吨,而这些铝几乎全被回收再利用。

阳极化处理

铝容易和空气(氧气)和水发生反应,但自然放置时,表面会生成一层致密的保护膜,也就是“锈”。这个“锈”可以防止金属进一步被腐蚀。

人工可以将这个氧化薄膜加厚,使得铝更加结实,这就是铝制品,比如在铝合金门窗表面通过阳极化处理,使得铝在阳极被电解,加厚氧化铝薄膜。

阳极化处理是日本人的发明。为了让铝制饭盒更加结实,也对其进行了阳极化处理。

硬铝

铝合金中最广为人知的就是硬铝了。硬铝中除了铝以外,还包含4%的铜,还有些许镁、锰、硅等,加热到500℃左右后,迅速冷却,合金元素就会融于铝,成为一整个固体。放置一段时间后,铝原子和铜原子按照2:1的比例析出结晶,发生位错运动,增加金属强度,这种现象叫作沉淀硬化,是1910年德国的威尔姆偶然发现的。

硬铝在第一次世界大战时,被德国人用于制作飞机骨架。除了硬铝,还有性能更好的超硬铝和超超硬铝。

超超硬铝是1936年日本的住友金属工业开发出来的,被应用于零式舰上战斗机的主翼。现在,硬铝经过不断地改良,已经成为最强力的铝合金了。

绣球花色的变化和铝

大家都知道,绣球花的颜色是会变的。这种花的色素主要成分是花色素苷。即使是在同一株绽放的花朵,颜色也不同,而刚开始开花和即将花谢时,花的颜色也不同。这与种植绣球花土壤的酸碱性相关。受到绣球花中辅助色素和土壤中铝含量的影响,花朵在酸性土壤中偏蓝色,在酸性较弱的土壤中则偏红色。 JgqMWPMi4Tmhpk1l8NGSNo6OpknAPfg2MVCql/+6qGt4pYLxhvlBMKdFKY78wfYo

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