Алюминий

Совершенствование свойств алюминия

Новый материал, который теперь можно было применять в промышленности, был всем хорош. Однако отмечалось, что чистый алюминий недостаточно прочен для некоторых областей применения.

В борьбу с этой проблемой вступил немецкий химик Альфред Вильм, который сплавил его с небольшим количеством магния, меди и марганца. Полученный сплав был настолько прочен, что в 1911 году в городке Дюрене была выпущена партия материала, названного в его честь дюралюминием. Чуть позже в 1919 году из него был выполнен первый самолет. Так алюминий с триумфом завоевал весь мир.

В настоящее время трудно назвать отрасль промышленности, обходящуюся без этого легкого серебристого металла

Алюминий, занимающий 3 место по концентрации в земной коре после кислорода и кремния, с новой силой притягивает к себе внимание специалистов как металл будущего. Совокупность таких его достоинств, как малая плотность, высокая тепло- и электропроводность, прочностные характеристики, а также высокая устойчивость к коррозии и технологичность, позволяют отнести алюминий к числу самых ценных материалов планеты

Первое упоминание о металле, который по описанию был похож на алюминий, встречается в первом веке нашей эры у Плиния Старшего (рисунок 1). Согласно изложенной им легенде, некий мастер преподнес императору Тиберию необычайно легкий и красивый кубок из серебристого металла. Даритель сообщил, что получил новый металл из обычной глины. Очевидно, он ожидал благодарности и покровительства, но вместо этого лишился жизни. Недальновидный правитель приказал обезглавить мастера и разрушить его мастерскую, чтобы предотвратить обесценивание золота и серебра.

Рисунок 1 – Гай Плиний Секунд	Рисунок 2 – Парацельс

В 1808 году англичанин Хэмфри Дэви (Humphry Davy) (рисунок 3) пытался выделить алюминий методом электролиза. Это ему не удалось, но ученый все же дал металлу его современное название. Успехом увенчались эксперименты датчанина Ханса-Кристиана Эрстеда (Hans Christian Оrsted) (рисунок 4)в 1825 году. Пропустив хлор через раскаленную смесь глинозема с углем, он получил хлористый алюминий. Нагрев его с амальгамой калия, Эрстед выделил металл, по своим свойствам похожий на олово. Ученый сообщил об этом в малоизвестном журнале и прекратил эксперименты. Эстафету принял немец Фридрих Вёлер (Friedrich Wöhler) (рисунок 5), который в итоге потратил 18 лет работы на то, чтобы получить алюминий в виде слитка.

Рисунок 3 – Хэмфри Дэви	Рисунок 4 – Ханс-Кристиан Эрстед

Рисунок 5 – Фридрих Вёлер	Рисунок 6 – Сент-Клер Девиль

Более дешевый способ производства крылатого металла появился лишь к концу 19-го века. Его одновременно и независимо друг от друга разработали американский студент Чарльз Холл (Charles Hall) (рисунок 7) и французский инженер Поль Эру (Paul Héroult) (Рисунок 8). Предложенный ими электролиз расплавленной в криолите окиси алюминия давал прекрасные результаты, но требовал большого количества электроэнергии. При строительстве первого завода эту проблему решили, разместив предприятие рядом со знаменитым Рейнским водопадом в Швейцарии.

Рисунок 7 – Чарльз Холл	Рисунок 8 – Поль Эру

Работавший в России австрийский инженер Байер (Carl Josef Bayer) (рисунок 9) создал технологию получения глинозема, которая сделала новый способ еще более дешевым. Процессы Байера и Холла-Эру до сих пор применяются на современных алюминиевых заводах.

Рисунок 9 –Карл Байер

Новый промышленный материал был хорош всем, за исключением одного: для некоторых сфер применения чистый алюминий был недостаточно прочен. Эту проблему решил немецкий химик Альфред Вильм (Alfred Wilm), сплавлявший его с незначительными количествами меди, магния и марганца. Он открыл, что сплав в течение нескольких дней после закалки становится все прочнее и прочнее. В 1911 году в немецком Дюрене была выпущена партия названного в честь города дюралюминия, а в 1919 году из него был сделан первый самолет.

Так началось триумфальное шествие алюминия по миру. Если в 1900 году в год получали около 8 тысяч тонн легкого металла, то через сто лет объем его производства достиг 24 миллионов тонн .

• Сообщение на тему правила личной безопасности при сходе селей

    

• Сообщение на тему современный облик краснодарского края

    

• Сообщение про начальную школу

    

• Герои русского народа сообщение

    

• Получено сообщение информационный объем которого равен 24 битам чему равен этот объем в байтах

признание

Холл получил медаль Перкина в 1911 году за свою работу — высшую награду в американской химической промышленности. В 1898 году он был избран членом Американского философского общества .

Зал стал одним из самых известных благотворителей из Оберлинского колледжа , где он был удостоен памятником, алюминиевой статуя , которая является сравнительно легкой. Поэтому студенты часто подшучивали над ней и нередко трогали ее. Сегодня статуя надежно прикреплена к большому гранитному блоку на втором этаже Нового научного центра Оберлина , но украшена всевозможными «украшениями» по праздникам и другим подобным случаям.

Химические свойства[]

При нормальных условиях алюминий покрыт тонкой и прочной оксидной пленкой и потому не реагирует с простыми веществами: с H₂O (t°); O₂, HNO₃ (без нагревания)).
Al – активный металл-восстановитель.

Легко реагирует с простыми веществами:

1) с кислородом:

4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃

2) с галогенами:

2Al + 3Br₂ = 2Al₃Br₃

3) с другими неметаллами реагирует при нагревании:

с серой, образуя сульфид алюминия:

2Al + 3S = Al₂S₃

с азотом, образуя нитрид алюминия:

2Al + N₂ = 2AlN

с углеродом, образуя карбид алюминия:

4Al + 3С = Al₄С₃

Сульфид и карбид алюминия полностью гидролизуются:

Al₂S₃ + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂S­

Al₄C₃ + 12H₂O = 4Al(OH)₃+ 3CH₄­

Со сложными веществами:

4) с водой (после удаления защитной оксидной пленки, например, амальгамированием):

2Al + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H_2­

5) со щелочами (с оброзованием тетрагидроксоалюминатов и других алюминатов):

2Al + 2NaOH + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄] + 3H_2­

6) Легко растворяется в соляной и разбавленной серной киcлотах:

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H_2­

2Al + 3H₂SO₄(разб) = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂

При нагревании растворяется в кислотах – окислителях, образующих растворимые соли алюминия:

2Al + 6H₂SO₄(конц) = Al₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

Al + 6HNO₃(конц) = Al(NO₃)₃ + 3NO_2­ + 3H₂O

7) восстанавливает металлы из их оксидов (алюминотермия):

8Al + 3Fe₃O₄ = 4Al₂O₃ + 9Fe
2Al + Cr₂O₃ = Al₂O₃ + 2Cr

История получения и применения алюминия

В середине XIX века в Западной Европе ученые отчаянно пытались получить алюминий в чистом виде. В 1825 году датский исследователь Х.К. Эрстед первым осуществил подобный опыт, используя калий в виде амальгамы. К сожалению, тогда не удалось точно определить полученное вещество.

Однако спустя два года получением алюминия заинтересовался немецкий ученый Велер. Он использовал для восстановления металла чистый калий. Через 20 лет упорных поисков ему удалось получить чистый алюминий в виде гранул размером со спичечную головку. Алюминий оказался красивым и легким металлом, похожим на серебро. Эти свойства алюминия и определили его высокую стоимость на тот период истории: он оценивался дороже золота.

В 1855 г. на выставке в Париже алюминий являлся главной достопримечательностью. Ювелирные изделия из алюминия располагались по соседству с бриллиантами французской короны. Алюминий стал очень модным металлом. Его считали благородным элементом, созданным природой для создания шедевров искусства.

Поскольку физические и химические свойства алюминия были изучены слабо, ювелиры самостоятельно изобретали способы его обработки. Мягкость и податливость металла позволяла создавать им изделия любой формы, делать отпечатки замысловатых узоров, наносить разнообразные рисунки. Алюминий покрывали золотом, полировали, матировали.

Однако со временем алюминий стал выходить из моды. В середине 1860-х годов килограмм этого металла уже стоил всего около ста старых франков, по сравнению с 3 тысячами в 1854-1856 гг.

Применение[]

Файл:Aluminum Metal.jpg

Кусок алюминия и американская монетка.

Широко применяется как конструкционный материал. Основные достоинства алюминия в этом качестве — лёгкость, податливость штамповке, коррозионная стойкость (на воздухе алюминий мгновенно покрывается прочной плёнкой Al₂O₃, которая препятствует его дальнейшему окислению), высокая теплопроводность, неядовитость его соединений. В частности, эти свойства сделали алюминий чрезвычайно популярным при производстве кухонной посуды, алюминиевая фольга в пищевой промышленности и для упаковки.

Основной недостаток алюминия как конструкционного материала — малая прочность, поэтому его обычно сплавляют с небольшим количеством меди и магния (сплав называется дюралюминий).

Электропроводность алюминия сравнима с медью, при этом алюминий дешевле. Поэтому он широко применяется в электротехнике для изготовления проводов, их экранирования и даже в микроэлектронике при изготовлении проводников в чипах. Правда, у алюминия как электротехнического материала есть неприятное свойство — из-за прочной оксидной плёнки его тяжело паять.

• Благодаря комплексу свойств широко распространён в тепловом оборудовании.
• В производстве строительных материалов как газообразующий агент.
• Алитированием придают коррозионную и окалиностойкость стальным и другим сплавам, например клапанам поршневых ДВС, лопаткам турбин, теплообменной аппаратуре, а также заменяют цинкование.
• Сульфид алюминия используется для производства сероводорода.
• Идут исследования по разработке пенистого алюминия как особо прочного и лёгкого материала.

В качестве восстановителя

• Как компонент термита, смесей для алюмотермии
• Алюминий применяют для восстановления редких металлов из их оксидов или галогенидов.

Сплавы на основе алюминия

В качестве конструкционного материала обычно используют не чистый алюминий, а разные сплавы на его основе.

• Алюминиево-магниевые сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью и хорошо свариваются; из них делают, например, корпуса быстроходных судов.
• Алюминиево-марганцевые сплавы во многом аналогичны алюминиево-магниевым.
• Алюминиево-медные сплавы (в частности, дюралюминий) можно подвергать термообработке, что намного повышает их прочность. К сожалению, термообработанные материалы нельзя сваривать, поэтому детали самолётов до сих пор соединяют заклёпками.
• Алюминиево-кремниевые сплавы (силумины) лучше всего подходят для литья. Из них часто отливают корпуса разных механизмов.
• Комплексные сплавы на основе алюминия: авиаль.
• Алюминий переходит в сверхпроводящее состояние при температуре 1,2 Кельвина.

Алюминий как добавка в другие сплавы

Алюминий является важным компонентом многих сплавов. Например, в алюминиевых бронзах основные компоненты — медь и алюминий. В магниевых сплавах в качестве добавки чаще всего используется алюминий. Для изготовления спиралей в электронагревательных приборов используют (наряду с другими сплавами) фехраль (Fe, Cr, Al).

Ювелирные изделия

Когда алюминий был очень дорог, из него делали разнообразные ювелирные изделия. Мода на них сразу прошла, когда появились новые технологии его получения, во много раз снизившие себестоимость. Сейчас алюминий иногда используют в производстве бижутерии.

Алюминий и его соединения в ракетной технике

Алюминий и его соединения используются в качестве высокоэффективного ракетного горючего в двухкомпонентных ракетных топливах и в качестве горючего компонента в твердых ракетных топливах. Следующие соединения алюминия представляют наибольший практический интерес как ракетное горючее:

• Алюминий: горючее в ракетных топливах. Применяется в виде порошка и суспензий в углеводородах и др.
• Гидрид алюминия.
• Боранат алюминия.
• Триметилалюминий.
• Триэтилалюминий.
• Трипропилалюминий.

Теоретические характеристики топлив, образованных гидридом алюминия с различными окислителями.

Окислитель	Удельная тяга(Р1,сек)	Температура сгорания °С	Плотность топлива г/см3	Прирост скорости, ΔVид,25, м/сек	Весовое содерж.горючего %
Фтор	348,4 сек	5009°С	1,504	5328 м/сек	25%
Тетрафторгидразин	327,4 сек	4758°С	1,193	4434 м/сек	19%
ClF3	287,7 сек	4402°С	1,764	4762 м/сек	20%
ClF5	303,7 сек	4604°С	1,691	4922 м/сек	20%
Перхлорилфторид	293,7 сек	3788°С	1,589	4617 м/сек	47%
Окись фтора	326,5 сек	4067°С	1,511	5004 м/сек	38,5%
Кислород	310,8 сек	4028°С	1,312	4428 м/сек	56%
Перекись водорода	318,4 сек	3561°С	1,466	4806 м/сек	52%
N2O4	300,5 сек	3906°С	1,467	4537 м/сек	47%
Азотная кислота	301,3 сек	3720°С	1,496	4595 м/сек	49%

Стимулирование спроса

Фото: Алюминиевая Ассоциация

Важно всеми средствами стимулировать спрос на алюминиевую продукцию на внутреннем рынке, в том числе в строительстве, говорят в российской Алюминиевой Ассоциации. Как рассказали MASHNEWS в ассоциации, в стране производят 4 млн тонн алюминия в год

Из них только 1 млн тонн перерабатывают на внутреннем рынке

Как рассказали MASHNEWS в ассоциации, в стране производят 4 млн тонн алюминия в год. Из них только 1 млн тонн перерабатывают на внутреннем рынке.

Потребление алюминия в России — 8 кг в год на человека. Это схоже со среднемировым (9 кг в год/чел.), но при этом в развитых странах Европы, Америки и Азии потребление алюминия гораздо выше — 16 кг на человека в год, а в некоторых случаях на душу населения в год приходится по 36 кг.

Сейчас алюминий в России стараются использовать в новых сферах — и не только в проектах, связанных с мостами. Недавно алюминий вновь был разрешён для использования в электропроводке, так как были разработаны новые сплавы, отвечающие требованиям по применению проводов в жилых зданиях и сооружениях, рассказал MASHNEWS директор по науке Института лёгких материалов и технологий (ИЛМиТ) Дмитрий Рябов.

Этот сплав активно тестируют в судостроении. Этой отрасли нужны коррозионно-стойкие, высокопрочные, хорошо свариваемые материалы. Сплав уже внесли в Правила классификации и постройки морских судов Российского морского регистра судоходства, т.е. материал разрешено применять при строительстве судов. Вскоре должна быть изготовлена облегчённая лодка, которая пойдёт на испытания. Сплав использовали и для создания танк-контейнера для перевозки сжиженного газа в качестве альтернативы стальному решению. Сейчас танк-контейнер проходит испытания на герметичность и работоспособность.

Также ИЛМиТ разрабатывает материал для автомобильного проката. Сейчас в России лист проката для кузова — стальной.

Одна из принципиальных особенностей алюминия — его можно перерабатывать много раз, в среде металлургов ходит легенда, что даже в сегодняшних изделиях можно найти следы первых алюминиевых продуктов. Сейчас российские специалисты активно работают над созданием материалов, которые получаются из комбинации лома и первичного алюминия. Их задача обеспечить высокое качество слитков, сохранив максимально возможные показатели служебных характеристик (чем отличаются первичные сплавы), обеспечив при этом пониженный углеродный след продукции.  

СПРАВКА MASHNEWS:Современный промышленный способ получения металла разработали в 1886 году. К этому независимо друг от друга пришли американский инженер-химик Чарльз Холл и его французский коллега Поль Эру. Первый алюминиевый завод в СССР был построен в 1932 году в Волхове.

Без термообработки

Фото: Алюминиевая Ассоциация

Продолжают российские инженеры разрабатывать материалы для алюминиевого литья как под высоким, так и под низким давлением, добавляет директор по науке ИЛМиТ Дмитрий Рябов.

Десятки российских компаний производят из алюминия продукцию самого разного назначения. По словам генерального директора компании «Нева металл посуда» Александра Шереметьева, объём российского рынка посуды составляет 65 млрд рублей, при этом в прошлом году сегмент алюминиевой литой посуды вырос на 35%. В 2023 году ожидается рост до 40%.

По данным Петра Лихолитова, распределение спроса на алюминий по отраслям российской промышленности остаётся неизменным.

Основные потребители — это строительство (30%), транспорт (19%), энергетика (18%) и упаковка (13%). На машиностроение, товары народного потребления и другие отрасли приходится 20%.

Алюминий в 3D

Фото: Алюминиевая Ассоциация

По масштабам использования алюминия можно судить о развитии в стране высокотехнологичных отраслей, отметил Пётр Лихолитов, говоря о перспективах использования этого металла.

Ещё одна перспективная область применения алюминия — материалы для 3D-печати. Сейчас разработаны марки алюминиевых материалов, которые конкурируют не только с литейными сплавами, как это было раньше, но и с деформируемыми. Инженеры уже могут заменить деталь не только литую, но и выточенную из поковки, листа или плиты, рассказывает Дмитрий Рябов.

Весной 2023 года Правительство Российской Федерации утвердило План мероприятий по стимулированию спроса на продукцию алюминиевой промышленности на период до 2025 года и дальнейшую перспективу до 2030 года. Согласно стратегическим целям Алюминиевой Ассоциации, потребление алюминия на внутреннем рынке должно вырасти более чем на 400–500 тыс. тонн и составить 1,5 млн тонн ежегодно к 2026 году.

Приложение 2. История графенов.

       Графен — первый известный истинно двумерный кристалл. Впервые получен в 2004 году Андреем Геймом и Константином Новоселовым.

Рис. 8 – Структура графена

        Они обладают уникальными свойствами, но пока крайне дороги в производстве. Этим материалом, имеющим высокую проводимость и теплопроводность, прочность, заинтересовались не только учёные, но и технологи, связанные с производством процессоров, а также многие другие специалисты и бизнесмены.

       Лист из графена толщиной в 1 атом и 0,01 миллиметра в ширину выдержит давление острия карандаша, на другом конце которого сидит слон. Около двух лет назад американские физики выяснили, что пластик легко смешивается с графеном. В результате этого открытия получился суперпрочный материал, из которого будут создавать не только простые технические устройства, но и космические ракеты.

      Недавно Nokia запатентовала светочувствительную матрицу, состоящую из нескольких слоев графена. Позже выяснилось, что использование материала в датчиках камер позволит увеличить их светочувствительность в тысячу раз, а энергии будет тратиться гораздо меньше.

        Скоро американские ученые начнут создавать презервативы из графена и материала наподобие латекса. Данная разработка ведется под четким наблюдением «Фонда Билла и Мелинды Гейтс». Этот фонд известен не только благодаря фамилии его основателей, но и из-за масштабных акций по борьбе со СПИДом.

                           

        С помощью графена произойдет удешевление процесса преобразования морской воды в пресную. Фильтр будет представлять  собой графеновую мембрану с мельчайшими отверстиями. Эти отверстия настолько малы, что не пропускают частицы соли. Устройство будет прочным и долговечным, его можно будет использовать для опреснения воды в больших объемах.

       Есть и много других применений. В общем потребность большая, а значит, необходимы и технологии, обеспечивающие его низкую стоимость.

        Но если уникальные свойства графенов не вызывают сомнений, то вопрос ограничения его массового применения из-за высокой цены долгое время вызывал большие сомнения. К счастью, как часто бывает с новыми прорывными технологиями, это проблема может быть решена с помощью альтернативных технологий. Недавно исследователи из университета Эксетера сообщили, что они разработали новый недорогостоящий метод, который позволит производить высококачественный графен.

         Новая система основана на технологии, которая уже используется при изготовлении полупроводников, что обеспечивает потенциал массового производства графена, используя существующие средства вместо того, чтобы вкладывать деньги в абсолютно новые заводы и разработку новых и сложных технологий. Это метод химического или плазмо-химического осаждение из газовой фазы.

         Сама установка была разработана британской компанией, Moorfield Nanotechnology. Исследователи говорят, что эта так называемая nanoCVD-система может выпускать графен в 100 раз быстрее, чем обычные системы CVD, что сокращает издержки на 99 процентов и производит графен, с увеличенными электронными качествами.

История[]

Впервые получен в чистом виде электролизом, в 1825 году.

История алюминия.
В 1807 году английский химик Гэмфри Дэви открыл вещество под названием «alum» («квасцы»), которое представляло собой соль неизвестного металла, этот металл был назван им «алюмиум». Позднее, это название было преобразовано в «aluminium» («алюминий»). Дэйви безуспешно пытался выделить этот металл с помощью электролиза (вещество практически не растворялось в воде).
В 1825 году датскому физику Эрстеду удалось выделить алюминий, как отдельный элемент.
Немецкий учёный Фридрих Вёлер в 1845 году провёл обширные исследования по изучению свойств этого металла, одно из которых была его необычайная лёгкость. Также он использовал новый способ получения алюминия.
AlCl3 + 3K = 3KCl + Al

В 1886 году Поль Эру во Франции и Чарльз Холл из Огайо одновременно изобрели способ получения алюминия с помощью электролитического метода. Оба этих учёных родились в 1863 году и умерли в 1914 году в возрасте 51 года. Согласно этому методу расплаву подвергался не сам Al2O3, а его раствор в расплавленном криолите Na3AlF6. Данный процесс проводится в электрических печах при температуре 960°C.
Способ, изобретённый двумя этими выдающимися учёными, используется и до сих пор.

Современный способ — получение

Современный способ получения этих веществ основан на использовании в качестве восстановителя бор-гидрида натрия.
 

Современный способ получения алюминия, предложенный в 1887 г. одновременно во Франции ( Поль Эру) и в США ( Чарльз Холл), основан на электролизе глинозема, растворенного в криолите, с использованием электродов из углеродистых материалов.
 

Современный способ получения сурика из металлического свинца ошибочно считают одноступенчатым, поскольку и в этом случае первоначально свинец испаряют, например с использованием вольтовой дуги или в трубчатой печи, а затем пары свинца окисляют воздухом или чистым кислородом. Свинец окисляется сначала до РЬО и далее до РЬ3О4, и эти процессы можно легко разделить. Однако широкое практическое использование — этого метода сдерживается сложностью конструктивного оформления процесса и значительной коррозией аппаратуры.
 

Современный способ получения алюминия, предложенный в 1887 г. одновременно во Франции ( Поль Эру) и в США ( Чарльз Холл), основан на электролизе глинозема, растворенного в криолите, с использованием электродов из углеродистых материалов.
 

Ангидриды карбоновых кислот.

Современным способом получения уксусного ангидрида, приобретающим все большее значение, является действие кетена ( стр.
 

Наиболее передовым, современным способом получения диаминов является метод каталитического гидрирования. Он лишен недостатков вышеперечисленных способов, обеспечивает высокие выходы при хорошем качестве продуктов.
 

Для современных способов получения фотографических эмульсий с малым содержанием желатины в первом созревании свойства желатины в этой стадии практически не сказываются на конечных фотографических и гранулометрических показателях эмульсии, поэтому оценка фотографических свойств желатины лишь по ее поведению в стадии второго созревания вполне достаточна для характеристики фотографической активности.
 

Схема установки синтеза окиси азота в плазмотроне с закалкой холодными нитрозными газами.

При современном способе получения окиси азота контактным окислением аммиака затраты на сырье составляют около 8 тыс. кет — ч / т NO. Конкурентная способность новых методов получения окиси азота может быть достигнута при снижении затрат энергии примерно вдвое. В связи с этим большое значение приобретает использование тепла горячих ни-трозных газов. Эта проблема представляет большие трудности из-за необходимости быстрого охлаждения нитрозных газов.
 

К числу современных способов получения монофторида хлора следует отнести синтез, предложенный Доманжем и Хей-дорфером , осуществляемый при пропускании смеси фтора и хлора ( 1: 1) через медный аппарат, состоящий из медных трубок, при 220 — 230 С. При таком соотношении реагентов образуется только монофторид хлора.
 

Одним из современных способов получения заготовок ступенчатых валов является ротационная ковка. Способ обеспечивает высокую точность и правильную геометрическую форму заготовки, но из-за необходимости применения специальных машин для ротационной ковки широкого распространения в инструментальной промышленности пока не получил.
 

В чем заключается современный способ получения азотной кислоты.
 

Прибор для горения аммиака в кислороде.

Эта реакция является основой современного способа получения азотной кислоты.
 

Крыши и аккумуляторы

Вагон-цистерна из алюминия компании «РМ Рейл». Фото: Алюминиевая Ассоциация

Активно применять алюминий начали в железнодорожной технике. Компания «РМ Рейл» выпускает три инновационных модели: вагон-хоппер, вагон-цистерна для концентрированной азотной кислоты и контейнер-цистерна для перевозки сжиженного природного газа.

По оценке гендиректора Научно-внедренческого центра «Вагоны» и заведующего кафедрой «Вагоны и вагонное хозяйство» Петербургского государственного университета путей сообщения (ПГУПС) Юрия Бороненко, применение алюминия в вагоне-хоппере сделает его более лёгким, но и на 20% более дорогим.

При этом, по данным Бороненко, от эксплуатации такого парка может быть получено заметное сокращение затрат на тягу поездов, а также расходов на содержание пути, что выгодно перевозчику. Экономию получит и грузоотправитель при оплате тарифа на перевозку в вагоне увеличенной грузоподъёмности.

Весной 2021 года в Санкт-Петербурге начал перевозку пассажиров первый российский алюминиевый трамвай — «Витязь-Ленинград». Его произвела «ПК Транспортные системы». Поскольку алюминиевые сплавы отличаются высокой стойкостью к коррозии, срок эксплуатации вагона должен увеличиться почти вдвое — более чем до 30 лет. К весне 2023 году алюминиевые трамваи работали уже почти в десятке российских городов.

В ИЛМиТ завершают проект, связанный с производством высокопрочной фольги для аккумуляторов. Её используют в качестве токовывода — чем она тоньше, тем больше удельная характеристика ёмкости аккумулятора. Инженеры балансировали между повышением прочности и сохранением показателей электропроводности. Сейчас часть фольги испытывают в России, часть уйдёт на испытания за рубеж.

В строительстве алюминий — это фасадные панели, оконный профиль, подоконники, трёхслойные сэндвич-панели, светопрозрачные и модульные конструкции. 

В конце мая 2023 года компания «Несущие системы» из Новосибирска завершила проектирование и изготовление металлических элементов светопрозрачного купола для реконструкции Консерватории имени Н.А. Римского-Корсакова в Петербурге.

Карьера

Энтузиаст химии Чарльз Мартин Холл проявлял живой интерес к изобретениям и открытиям, когда был подростком. Он часто проводил эксперименты в лаборатории своего колледжа. Дома он продолжал свои эксперименты в соседнем сарае, а иногда и на кухне.

Вдохновленный своим профессором Фрэнком Фаннингом Джеветтом, после посещения одной из его лекций по алюминию, Холл с 1881 года целенаправленно зациклился на упрощении процесса извлечения металла. Он провел несколько испытаний, чтобы добиться этого, в то время как его сестра Джулия, которая была химиком, помогла ему с исследованием.

В первые годы он столкнулся со многими неудачами, но продолжил свои эксперименты. Его терпение наконец окупилось в 1886 году. Спустя почти восемь месяцев после его окончания одна такая серия испытаний привела к открытию того, что сегодня известно как процесс выплавки алюминия по Холлу-Эру.

После патентования своего открытия Холлу потребовались средства для коммерциализации метода. Так он начал сотрудничество с американским металлургом Альфредом Хантом; Миллард Хансикер, менеджер по продажам; В.С. Сэмпл, химик; Джордж Хаббард Клапп, партнер Холла по лаборатории; Роберт Скотт, начальник сталелитейного завода; и Ховард Лэш, глава компании Carbon Steel, в 1888 году основал компанию Pittsburgh Reduction Company.

Он стал первым крупным заводом, который начал производить алюминий, что привело к резкому падению цены на металл, сделав его доступным для использования в промышленных и коммерческих целях. Название фирмы было изменено на «Алюминиевая компания Америки» и в дальнейшем сокращено до «Алкоа».

Холл получил огромное богатство благодаря финансовому успеху своего завода по переработке алюминия и продолжал работать над расширением своего понимания этого предмета. Он оставался вице-президентом Alcoa до своей смерти в 1914 году.

Он пожертвовал более 5 миллионов долларов своему колледжу и оставил большую часть своего состояния на благотворительность, в результате чего был основан Институт Гарвард-Йенчинг, фонд, который работает в Азии, чтобы способствовать развитию образования в области социальных наук и гуманитарные науки.

Наводят мосты

В Нижегородской области открыли пешеходный алюминиевый мост длиной 121 метр, сообщило 10 мая нижегородское правительство. И заканчивают строительство автодорожного моста из алюминия длиной 72 метра. Если пешеходные мосты в стране уже есть, то моста, который должен выдержать автомобильное движение, нет ни в России, ни в Восточной Европе.

Пешеходный мост сделан из алюминиевых конструкций, произведенных на Самарском и Красноярском металлургических заводах. А автодорожный — с участием чебоксарского завода «Сеспель», на котором алюминиевые элементы будущего моста соединяются по уникальной технологии сварки трением с перемешиванием, причем на отечественном оборудовании. Специалисты из Чебоксар уже завершили сварку моста, рассказал глава Чувашии Олег Николаев.

Автодорожный мост состоит из четырёх алюминиевых пролётов по 18 метров каждый. Строительство грузового моста — пилотный проект, поэтому в нём участвуют несколько научных центров: Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет, Московский государственный строительный университет, Институт лёгких материалов и технологий и другие.

На мосту установят датчики, отслеживающие состояние основных элементов конструкции.

Объект будет готов в 2023 году.

В СССР первый мост из алюминия построили в Ленинграде ещё в 1969 году. Это существующий и сейчас пешеходный 34-метровый Коломенский мост через канал Грибоедова. В современной России к алюминиевым мостам вернулись в 2017 году, когда в Нижегородской области установили два первых надземных пешеходных перехода длиной 38 метров, рассказал MASHNEWS представитель Алюминиевой Ассоциации Пётр Лихолитов.

биография

Детство и учеба

Чарльз Холл родился 6 декабря 1863 г.в городе Томпсон в американском штате Огайо . Его отец был пастором. В детстве он переехал в город Оберлин (штат Огайо). Семья Холлов была очень религиозной. Его брат также станет пастором.

Он будет учиться в Оберлинском колледже , первом американском университете, который в 1835 году принимал женщин, а затем и чернокожих . Он будет брать уроки химии у профессора Фрэнка Джуэтта . Последний преподавал в Имперском колледже в Токио и познакомился с первооткрывателем алюминия Фридрихом Велером . Он окажет большое влияние на Чарльза Холла.

После его отъезда из Оберлина в 1888 году он позже станет крупным спонсором Оберлинского колледжа.

Открытие электролиза алюминия

Чарльз Мартин Холл получил меньше ресурсов, чем его альтер-эго Поль Эру. В то время как у последнего был электрический генератор, Холл работал с батареями. Ее старшая сестра Юлия помогала ей на протяжении всей работы.

Он произвел свою первую продукцию 23 февраля 1886 года . Из-за низкого источника энергии было произведено лишь небольшое количество алюминия . В тот же вечер он написал своему брату пастору в Нью-Гэмпшир, чтобы объявить о своем открытии. Он зарегистрировал свой патент в Соединенных Штатах 9 июля 1886 года. Поль Эру подал его 23 апреля того же года во Франции. Чтобы доказать предвосхищение своего изобретения, он использовал особенность законодательства США, которая позволяла гражданам США задним числом выдавать патент, предъявляя документы, подтверждающие дату вступления изобретения в силу. Именно письмо к брату позволило Мартину Холлу продемонстрировать свое превосходство. Пол Эру, не являющийся гражданином США, не мог провести ту же операцию и проиграл судебный процесс против него Холлу. Патент Холла действителен только в США. Впоследствии двух мужчин связала большая дружба.

Удивительный факт, помимо того, что они изобрели этот процесс в одном и том же году (1886), их год рождения и смерти совпадают (1863-1914). Но это еще не все. В том же возрасте, в 15 лет, они прочитали ту же книгу Анри Сент-Клер Девиль, посвященную алюминию (« Алюминий, его свойства, производство и применение» , 1859 г. ). Все это сходство принесло им название «алюминиевых близнецов».

Чарльз Мартин Холл, как и Эру, вначале испытывал большие трудности с использованием своего изобретения. Он переехал в Питтсбург , и с капитаном Альфредом Э. Хантом, основанная в компании Reduction Pittsburgh в 1888 году . Затем он распространился на Новый Кенсингтон возле Ниагарского водопада и Шавиниган (где до сих пор находится завод по производству алюминия канадской группы Alcan ) в Канаде. Эти заводы станут источником алюминиевой промышленности в Северной Америке.

По нездоровью вел подвижнический образ жизни. Он умер на27 декабря 1914 г.(в 51) .