铝元素在地壳中的含量高于7%，仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素，航空、建筑、汽车三大重要工业的发展要求材料特性具有铝及其合金的独特性质，这就大大有利于这种新金属铝的生产和应用。
在工业生产中，铝及其合金的应用量仅次于钢铁，居有色金属首位，其最大特点是质量轻、比强度（强度与密度的比值）和比刚度（刚度与密度的比值）高、耐腐蚀性好、导电导热性好等，广泛应用于食品、电力和飞机制造业，是航空行业的主要原材料。
1.铝的性能特点及用途
纯铝是银白色金属，熔点660℃，沸点2327℃。有延展性、密度小、导电及导热性能好、塑性高、强度和硬度低、无磁性、无打击火花、可以冷热变形加工、价格较低等优点。
（1）铝的密度很小，仅为2.7g/cm3，虽然它比较软，但可制成各种铝合金，如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等。这些铝合金广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制造工业。此外，宇宙火箭、航天飞机、人造卫星也使用大量的铝及其铝合金。例如，一架超音速飞机约由70%的铝及其铝合金构成。船舶建造中也大量使用铝，一艘大型客船的用铝量常达几千吨。
（2）铝的导电性仅次于铜、银、金而居第四位，虽然它的导电率只有铜的2/3，但密度只有铜的1/3，所以输送同量的电，铝线的质量只有铜线的一半。铝表面的氧化膜不仅有耐腐蚀的能力，而且有一定的绝缘性，所以铝在电器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。
（3）铝是热的良导体，它的导热能力比铁大3倍，工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。
（4）纯的铝很软，强度不大，有着良好的延展性（它的延展性仅次于金和银），在100～150℃时可制成薄于0.01mm的铝箔。这些铝箔广泛用于包装香烟、糖果等，还可制成铝丝、铝条，并能轧制各种铝制品，大量用于制造电线、电缆、无线电工业以及包装业。
（5）铝是活泼金属，在干燥空气中铝的表面立即形成厚约5nm的致密氧化膜，不易受到腐蚀，常被用来制造化学反应器、医疗器械、冷冻装置、石油精炼装置、石油和天然气管道等。
（6）铝粉具有银白色光泽（一般金属在粉末状时的颜色多为黑色），常用来做涂料，俗称银粉、银漆，以保护铁制品不被腐蚀，而且美观。
（7）铝在氧气中燃烧能放出大量的热和耀眼的光，常用于制造爆炸混合物，如铵铝炸药（由硝酸铵、木炭粉、铝粉、烟黑及其他可燃性有机物混合而成）、燃烧混合物（如用铝热剂做的炸弹和炮弹可用来攻击难以着火的目标或坦克、大炮等）和照明混合物（如含硝酸钡68%、铝粉28%、虫胶4%）。
（8）铝热剂常用来熔炼难熔金属和焊接钢轨等。铝还用做炼钢过程中的脱氧剂。铝粉和石墨、二氧化钛（或其他高熔点金属的氧化物）按一定比率均匀混合后，涂在金属上，经高温煅烧而制成耐高温的金属陶瓷，它在火箭及导弹技术上有重要应用。冶金工业中，常用铝热剂来熔炼难熔金属。如铝粉和氧化铁粉混合，引发后即发生剧烈反应，交通上常用此来焊接钢轨；炼钢工业中铝常用作脱氧剂；光洁的铝板具有良好的光反射性能，可用来制造高质量的反射镜、聚光碗等。
（9）铝板对光的反射性能也很好，反射紫外线比银强，铝越纯，其反射能力越好，因此常用来制造高质量的反射镜，如太阳灶反射镜等。
（10）铝具有吸音性能，音响效果也较好，所以广播室、现代化大型建筑室内的天花板等也采用铝。
（11）耐低温，铝在温度低时，它的强度反而增加而无脆性，因此它是理想的用于低温装置材料，如冷藏库、冷冻库、南极雪上车辆等。
在某些金属中加入少量铝，便可大大改善其性能。如青铜铝（含铝4%～15%），该合金具有高强度的耐蚀性，硬度与低碳钢接近，且有着不易变暗的金属光泽，常用于珠宝饰物和建筑工业中，制造机器的零件和工具，用于酸洗设备和其他与稀硫酸、盐酸和氢氟酸接触的设备；制作电焊机电刷和夹柄；重型齿轮和蜗轮，金属成型模、机床导轨、不发生火花的工具、无磁性链条、压力容器、热交换器、压缩机叶片、船舶螺旋桨和锚等。在铝中加入镁，便制得铝镁合金，其硬度比纯的镁和铝都大许多，而且保留了其质轻的特点，常用于制造飞机的机身，火箭的箭体；制造门窗、美化居室环境；制造船舶。
工业纯铝中铝的质量分数不小于99.00%，含有一些杂质，常见的杂质元素有铁、硅、铜等。杂质含量越多，其导电性、抗腐蚀性及塑性降低越多。我国工业纯铝按其纯度分为高纯铝、工业高纯铝和工业纯铝三类。
纯的铝较软，1906年，德国冶金学家维尔姆在铝中加入少量镁、铜，制得了坚韧的铝合金，后来，这一专利为德国杜拉公司收买，所以铝又有“杜拉铝”之称，在以后几十年的发展过程中，人们根据不同的需要，研制出了许多铝合金，在许多领域起着非常重要的作用。
纯铝的主要用途是配制铝合金，在电气工业中可用铝代替铜做导线、电容器等，还可以制作质轻、导热、耐大气腐蚀的器具及包覆材料、隔热铝箔、铝合金表面的包覆材料等。在汽车上，工业纯铝主要用于制造空气压缩机垫圈、排气阀垫片、汽车铭牌等。
2.分类
纯铝（ωAl=99%～99.85%）和高纯铝（ωAl＞99.85%）两类。
按加工方式纯铝又可分为变形纯铝（可压力加工）和铸造纯铝（非压力加工）两种。
3.危害介绍(www.xing528.com)
铝的不当使用也会产生一些副作用。有资料报道：铝盐可能导致人的记忆力丧失。澳大利亚一个私营研究团体说：广泛使用铝盐净化水可能导致脑损伤，造成严重的记忆力丧失，这是早期老性痴呆症特有的症状。
研究发现，铝元素能损害人的脑细胞，根据世界卫生组织的评估，规定铝的每日摄入量为0～0.6mg/kg，这里的kg是指人的体重，即一个60kg的人允许摄入量为36mg。
我国《食品添加剂使用标准GB2760—2011》中规定，铝的残留量要小于等于100mg/kg。以此计算，一个体重60kg的人每天吃油条不能多于360g。铝在人体内是慢慢蓄积起来的，其引起的毒性缓慢、且不易察觉，然而，一旦发生代谢紊乱的毒性反应，则后果非常严重。因此，必须引起我们的重视，在日常生活中要防止铝的吸收，减少铝制品的使用和铝元素的摄入，如避免使用铝制成的炊具，少吃炸油条、由铝包装的糖果等食品，少喝易拉罐装的软饮料，部分药品由含铝物质制成，应减少服用。
铝及其化合物对人类的危害与其贡献相比是无法相提并论的，只要人们切实注意，扬长避短，它对人类社会将发挥出更为重要的作用。
4.铝合金
（1）铝合金的定义
纯铝的力学性能不高，不适宜制作承受较大载荷的结构零件。为了提高铝的力学性能，在纯铝中加入铜、镁、锰、锌、硅、镍、钴、钛及锶等合金元素制成合金，不仅能获得高的强度，而且还能获得优良的塑性与良好的压力加工性能、铝合金用于制作承受载荷的结构零件。
（2）铝合金的特点
铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性，良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。
工业上广泛使用，使用量仅次于钢。
（3）铝合金的分类
根据其成分和生产工艺特点，可将铝合金分为变形铝合金（或称压力加工铝合金）和铸造铝合金两类。
变形铝合金具有较高的强度和良好的塑性，可以通过压力加工制成各种半成品，也可以焊接，其合金含量一般小于5%。变形铝合金主要用于承受中等载荷或高载荷的构件，如飞机大梁、起落架、发动机机架、建筑用门窗等。可加工成各种形态、规格的铝合金材料。
铸造铝合金是直接用铸造的方法浇注成零件或毛坯的铝合金。其中所含合金元素的数量较高，具有良好的铸造性能，可以铸成各种形状复杂的零件，但塑性低，不宜进行压力加工。按化学成分可分为铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金、铝锌合金和铝稀土合金，其中应用最广泛的是铝硅合金（一般将硅含量超过12%的铝合金称为高硅铝合金），俗称硅铝明，具有良好的铸造性能，广泛用于制造形状复杂的零件，如发动机活塞、气缸体、气缸盖、水冷的气缸头、气缸套等。
■资料卡片
铝合金的化学成分
铝合金材料是我国铸造产业重点发展的新型材料，同时，它也将会被广泛地应用到其他行业，尤其是汽车、航空行业，另外，在近几年来，“铝代铜”现象的出现，也让新型铝合金材料成为电缆行业的新宠。
图1-3-1 铝合金门窗
图1-3-2 铝合金型材和铸件
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