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元素 | 铝 — 颠覆钢铁帝国 (下)

 郭东俊 2019-01-30

二战英德空战期间,英国空军和德国空军真是你来我往,不亦乐乎。飞机和雷达是矛与盾的关系,为了增加打击效率,双方一大批的科研人员想尽办法要干扰对方的雷达。

英国专家发现,铝反射光线的能力特别强,如果把一大批铝箔撒在空中,就会在雷达显示器上产生犹如飞机一样的形象,这就是后来通常所说的“消极干扰”。1943年7月,英国人首次轰炸德国汉堡,行动代号为“罪恶城作战”。当时英国出动791架轰炸机,在飞往目标途中,每架飞机1分钟撒下2000多个铝箔片,浩浩荡荡。效果很明显,在另一边,德国雷达屏幕上显示英国飞来了12500架飞机,求解德国军官心里的阴影面积。

【高反射性能的铝箔在战场上发挥过作用】

战后,铝的强反射能力被应用到了建筑上,比如追求节能环保,反射隔热的屋顶。

【铝合金做的屋顶】

【铝反射光线的能力当然可以用来做太阳灶】

而进入室内,铝合金本身的轻便耐用就让装修工程师从来不吝啬的去使用它。

【室内装修,厨卫的天花板多用铝扣板】

铝的导电性仅次于银、铜和金,以前电线电缆大多为铜制,近年来铜价上涨,按照新的国标规定,除了控制电缆,以及有遇火、爆炸危险,遇高温,遇水的情况,一般都使用铝合金电缆。


【铝合金电缆】

                              【CD音像等也是用高纯度铝合金做的】

铝的导热性能也很出色,比铁好三倍,因此被用来做炊具,比如我们家里的“钢精锅”。但是大家一定要注意,不能用钢精锅长时间存放或蒸煮咸的东西,因为铝表面的氧化膜在电解质含量高的体系里特别容易水解成铝离子,生成氢氧化铝胶体。铝锅失去了保护膜,只能在下次遇到氧气的时候再生成一次氧化膜,这样铝锅会越来越薄,寿命就缩短了。

现在还发现铝对人脑有伤害,所以要尽量避免用铝制的炊具了。

【每家每户的记忆里是不是都会有这样一个破旧的钢精锅呢?】

【空调散热片用铝合金做成,也是利用铝导热性能强的原理】

铝是典型的金属,延展性非常好,仅次于金和银,可以被制造成很薄的铝箔、铝丝和铝条等各种铝制品。


【家用的食品包装用铝箔】

【我们平时喝的饮料、啤酒等的包装易拉罐,当然是铝制的,轻便耐用。】

【现在的孩子们很难见到这种硬币了,它们都是用铝做的,现在我国的硬币已经改用钢芯镀镍材料了,但是欧洲很多国家仍然采用铝币】


一般的金属在粉末状时多为黑色,而铝在粉状时仍然保持银白色光泽,所以把它添加到涂料里,使涂料表现出银色的金属光泽。一般把这种涂料叫做铝粉漆,或者铝银浆。


【很多东西我们以为是金属做的,其实是塑料表面刷了含铝粉的涂料。】

铝算比较活泼的金属,具有强还原性,比铁、铬、锰、铜等金属都要活泼,因此可以用铝来置换金属氧化物中的金属,这种方法被称为“铝热法”,常被用于冶炼难熔的金属、焊接钢轨等等。


【高温下用铝来置换氧化铁中的铁】


但要注意,铝热反应之所以能实现,一方面是由于铝的强还原性,另一方面则是由于氧化铝的生成焓很低,所以铝热反应会放出大量的热和绚丽的火光,甚是瑰丽。这个反应在中学就可以学到,一些热爱化学的骨灰级发烧友非常热衷于铝热实验,把它评为中学阶段人气最高的化学反应。

但需要注意,铝热反应释放的热量会把新生成的金属熔融,以致发生高温熔融物的喷溅。在室内做这个实验相当危险,容易造成高度化学烫伤及严重化学爆炸等事故,小朋友们一定要注意,必须在老师的监督指导下才能进行。

如果确实对该实验感兴趣,可以选择四氧化三铁作为金属氧化物,并严格控制用量,到室外空旷处进行,并戴上护目镜。我们的目的是用化学知识为人类造福,而不是将自己变成一个到处搞破坏的熊孩子。

最后,铝的耐腐蚀特性使得铝制品的寿命特别长,很多100多年前生产出来的铝制品到现在还可以继续用。我们也已经知道,铝从开采到生产、到加工是一个高能耗的产业链,之前我们提到美国5%的电力被用来电解铝,这是一个很惊人的数字。此外我们还注意到,电解铝过程中大量产生的二氧化碳也会加速温室效应。


在铝回收方面,很多国家做的很好,比如美国将近三分之一的铝来自铝回收。也有人专门统计过铝易拉罐的回收率,巴西排在世界第一位,98.2%的铝易拉罐得到回收,日本82.5%的数字也很高。回到我国,每年有8万多吨的易拉罐被丢弃掉,另一方面我国铝资源的对外依存度达到41%,这是多么鲜明的对比。对我们现在来说,要做好铝回收,垃圾分类是第一步!


【废弃的易拉罐是宝贵的资源】


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