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汽车材料钢铝之争下如果不是为了轻量化 [复制链接]

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文章我给大家科普了一下汽车所使用的钢铁,让大家知道钢铁并不是低端廉价的代名词,它也是高端大气上档次的。但是更多的人还是喜欢铝,觉得铝更高级,听说汽车是用铝做的就走不动道。今天老侯就来给大家扒一扒这个铝究竟高级在何处。

说起铝,请六零后七零后出来走两步。你是否记得,小时候家里遍地都是铝制品,铝锅铝碗铝马勺,铝盆铝匙铝饭盒,甚至电线、电缆都是铝制的。铝制品占据了我们生活的大部分,是不可或缺的日用品。后来,科学研究发现,人体内铝含量过高,会增加患老年痴呆的风险,所以人们就就逐渐用钢铁和塑料代替铝来制作生活用品了,铝更多地应用到工业生产中去了。

铝,元素周期表第13号元素,相对原子量27,铝原子最外层有三个自由电子,化学性质活泼,可以与多种酸、碱发生化学反应。铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅,居第三位,约占地壳构成物质的8%以上,是地壳中含量最丰富的金属元素。纯铝是一种银白色轻金属,相对密度2.7g/cm,熔点℃。沸点℃。质软,延展性好,可制成薄于0.01mm的铝箔,还可制成铝丝、铝条,并能轧制成各种铝制品。

铝还有良好的导电性,它的导电性仅次于银、铜和金,约为铜的2/3。但是铝的密度很低,只有铜的1/3,而银和金都是贵金属,不能大规模用于工业用电。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。此外,铝还是热的良导体,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。铝还有良好的吸音性能及音响效果,所以广播室、现代化大型建筑室内的天花板等也采用铝。铝还有一个重要特性就是耐低温,在-~-°C下不冷脆,温度降低强度反而增加,甚至可在液氢和液氧环境下工作,因此它是理想的低温材料,大规模应用在冷藏库、冷冻库、南极雪上车辆等。

此外,铝还有一个特殊的优势,就是在空气中不容易腐蚀。这一点大家一定非常奇怪,铝是活泼金属,怎么还不容易被腐蚀呢?就连铁在空气中都会生锈啊?

这一点与铝的化学性质有关。铝是非常活泼的,它即使在干燥的空气中,也会与空气中的氧气立即发生化学反应,在铝的表面立即形成一层三氧化二铝氧化膜。这层氧化膜虽然很薄,只有几纳米的厚度,但是化学性质却非常稳定,结构致密,可以阻止氧气和水继续进入,进而阻止了腐蚀的进一步进行。所以,铝在空气中反而是非常稳定的。正因为如此,所以在工业中经常用铝来制造化学反应器、医疗器械、冷冻装置、石油精炼装置、石油和天然气管道等。此外,用铝制作的车身,也可以使用更长的时间而不腐蚀。

铝金属晶体是面心立方结构,所以本身质地较软,强度较低,不适合大规模在工业生产中应用。但是在纯铝中加入某些金属元素,比如铜、硅、镁、锌、锰、镍、铁、钛、铬、锂等,组成铝合金,如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等。这些铝合金通过适当的热处理,可以大幅度的提高它的机械性能,在保持纯铝质轻优点的同时,还具有较高的机械强度,广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面。时至今日,铝及铝合金已经成为工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料,产量和用量仅次于钢材,成为人类应用的第二大金属。

需要指出的是:中国是铝的应用大国,铝产量高居世界首位。很多国外用铜制作的物品,在中国都是用铝或者钢来制作的,比如电缆、zidan等。这主要是因为,中国是一个少铜的国家,铜矿储量极为有限,每年都需要进口大量的铜矿,并且很容易被卡脖子,所以只能用铝来代替。但是铝的开采及冶炼都是高耗能、高污染的行业,电解铝需要消耗大量的电能,近几年受节能减排的限制,铝行业受到了较大的制约。而铜是一个持续看好的行业,大家可以适当

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