oxidarea aluminiului

Aluminiu și oxidul său

Aluminiul are un potențial negativ redox (-1.66 V) și magneziu, este un element important alierea are un potențial chiar mai mic (-2.38 V). Prin urmare, ca și cu cele mai multe alte metale, aluminiul se găsește în natură numai ca un oxid foarte stabil. Punct de vedere chimic, este statul cel mai stabil la cel mai scăzut nivel de energie. In electroliza, din metal forțat să se separe de oxigen prin creșterea potențialului său energetic. In contact cu oxigenul, aluminiul tinde să revină la un nivel mai redus de energie ca și alumină. Datorită afinității ridicate pentru oxigen, această reacție este instantanee.

Reacția de oxidare a aluminiului

reacției de oxidare aluminiu urmează reacție

Schimbarea pozitivă a entalpiei AH reacției indică faptul că oxidarea aluminiului este un proces exoterm, adică există o eliberare de energie. Acest lucru este logic, deoarece aluminiul se astfel într-o stare cu un nivel de energie mai mic.

Grosimea peliculei de oxid de pe aluminiu solid

Grosimea peliculei de oxid natural este destul de subțire - de la 1 la 3 nm în funcție de aliaj și temperatura de formare a oxidului (300 ° C). Figura 1 prezintă creșterea treptată a grosimii peliculei de oxid de pe aluminiu pur în timpul formării sale, la o temperatură de la temperatura camerei până la 400-500 ° C Apoi, există o ruptură în rata de oxidare și o creștere dramatică a grosimii peliculei de oxid la 20 nm. Motivul pentru aceasta este considerată a fi o tranziție de la structura de alumină amorf la structura sa cristalină. De aceea, particulele de aluminiu resturi de uscare și ardere cu acoperiri organice nu este încălzit peste 400 °, pentru a evita oxidarea excesivă.

În stare solidă de oxid de aluminiu, joacă un rol pozitiv, deoarece pelicula de oxid este sub forma γ-Al2 O3 și o grosime de câțiva nanometri. Se izoleaza fiabil suprafața de aluminiu și se oprește oxidarea ulterioară. La o temperatură constantă, grosimea de oxid crește de film foarte rapid la început, dar apoi rata de creștere încetinește și se reduce aproape la zero.

Oxidarea de așchii de aluminiu

Cu caracteristica de creștere a filmului de oxid, care este prezentat în figura 1, este un fenomen interesant conectat. Aceasta are loc la depozitare a deșeurilor de aluminiu sub formă de așchii. Acest tip de deșeuri de aluminiu apar în prelucrarea aluminiului și intră retopirea în esență, ca de cotitură și chips-uri de foraj. Acest lucru are chips-uri, după prelucrarea o suprafață proaspătă, curată, care începe imediat să se oxideze. Deoarece șpanul inainte de retopire stocate în pachetul comprimat, fie aparent oxidată la doar stratul lor exterior și straturile interioare ale pachetului stocate fără oxidare. Cu toate acestea, modificarea greutății pachetului sa constatat că oxidarea durează în general pentru o lungă perioadă de timp. Motivul pentru aceasta este faptul că pachetul are o fantă și o cavitate prin care aerul este încet, dar sigur pătrunde în interior fibrele sale. Cele mai multe dintre chips-uri individuale sunt foarte subțiri, iar stratul de oxid, deși chiar și mai subțire, dând o proporție semnificativă din greutatea totală a pachetului. Prin urmare, depozitarea pe termen lung a pierderilor de metal așchii apar doar de nicăieri. Concluzia poate fi doar una - jetoanele necesare pentru a se topi imediat după primirea acesteia.

Suprafața specifică a resturilor de aluminiu

Pierderea aluminiului datorită oxidării sale în timpul retopire cuptor în unele resturi de sarcină este proporțional cu suprafața specifică a deșeului. Suprafața specifică este exprimată prin

în cazul în care m - greutatea totală a părții fier vechi, A - suprafața totală a tuturor pieselor de fier vechi care alcătuiesc sarcina.

Suprafața specifică a deșeurilor de aluminiu este un parametru critic. Valoarea sa crește odată cu descreșterea dimensiunii particulelor fier vechi. Astfel, într-un cub cu o suprafață de 10 cm de 600 mp. cm iar echivalentul în greutate de 1000 de cuburi cu latura de 1 cm. - 10 ori mai mult. Prin urmare, rata de oxidare a zarului va fi de 10 ori mai mult decât cub mare.

Pelicula de oxid de pe aluminiu topit

Cu excepția uscării operațiunilor acoperirilor organice și ardere toate oxidarea resturilor de aluminiu are loc în stare lichidă. În timpul topirii pelicula de oxid protector este distrus și oxidarea aluminiului începe din nou, dar la o temperatură mai ridicată. În suprafața neperturbat a aluminiului topit este instalat film de oxid stabil, a cărui crește lent în timp grosime.

Intensitatea de oxidare a aluminiului topit la temperatura

Cu temperatura, topitura de aluminiu crește rata de oxidare în creștere. Este crește destul de încet până la intervalul de temperatură 760-780 ° C, urmată de o creștere accentuată a ratei de oxidare așa cum se arată în figura 2. Încălzirea topit aluminiu peste aceste temperaturi duce la pierderi mai mari de aluminiu de oxidare. Aceste pierderi sunt adesea denumite „intoxicație cu aluminiu.“

Temperatura optimă pentru topiturii de aluminiu

Având în vedere creșterea dramatică a oxidării aluminiului la o temperatură a topiturii peste 760-780 ° C, în cazul în care nici un motiv specific pentru temperatura ridicată a topiturii (de exemplu, o lungime mare de metalloprovoda transmisie), aluminiu lichid este doar încălzit la o temperatură care este optimă pentru turnarea acestuia. In cele mai multe cazuri, această temperatură variază de 730 - 750 ° C

Distribuiți acest post