田尻胜纪
一、铝的特征
电解阳极板1.铝的机械性质
密度：铝的密度为2.7kg/dm3，与铁的7.87kg/dm3和铜的8.90kg/dm3相比，轻得多，大约只有它们重量的1/3。
强度：纯铝很软，强度值也低，但是添加铜，镁等元素制成合金，经淬火时效处理，强度值很高，再添加锌，则可获得更高的强度值。 铝合金经淬火和其它热处理可以获得各种各样的性质。这些热加工均附加了热处理符号。表1表示出日本工业标准的附加符号及其含义。
超细纤维布
导电性：铝有较高的导电性，仅次于铜，约为铜的64%。铝的密度只有铜的1/3，但是，当铝、铜的长度和重量相等时，铝的截面积却比铜大，通过的电流量可达铜的两倍。利用这个优点，铝可用于高压输电线。导热性：铝的导热率为0.53①，约为铜的2/3，铁的3倍，容易导热，因此铝广泛用于各种热交换器。
加工性：铝有良好的展性和延性，容易进行压延、挤压、锻造、成形等塑性加工。容易制成各种板、箔、型材、管、棒、线等各种形状的铝制品。
铸造性：铝的熔点660.4℃，容易熔融。此外，含有硅的铝熔液，流动性良好，可用于制造铸件和压铸件。
弹簧鞋表1铝的热处理符号及其含义
热处理符号
符号的含义
基本符号细分符号
F原制造状态(不经任何热处理)
O退火
H加工硬化
H1只经过加工硬化
H2加工硬化后经过适当的软化处理
H3加工硬化后经过稳定性处理
T用热处理方法达到F、O、H以外的稳定质量
T1高温加工冷却后自然时效
T2高温加工冷却后进行冷加工，再自然时效
T3固溶热处理后进行冷加工，再自然时效
7705ac
T4固溶热处理后再自然时效
T5高温加工冷却后人工时效硬化处理
T6固溶热处理后人工时效处理
T7固溶热处理后进行稳定性处理
T8固溶热处理后进行冷加工，再人工时效硬化处理
T9固溶热处理后进行人工时效处理，再冷加工
T10高温加工冷却后进行冷加工，再人工时效硬化处理
接合性：铝可以利用焊接、钎焊、铆接、粘接等方法连接起来，广泛应用于各产业界。
磁性：铝是非磁性材料，在磁场中不受影响，可用于与超导相关的机械、半导体基板等方面。
反射性：铝对光、热、电波都有良好的反射性，可用作照明器材、取暖设备的反射板等。
抗低温性能：铝在液态氮(-196)
℃、液化天然气(-162)
℃低温状态下，
℃、液态氧(-183)
也不会发生脆性变化，仍有韧性，所以可用于低温设备，液化天然气气罐，超导相关的机械。
毒性：铝与重金属不同，无毒性，所以广泛用于食品包装、餐具、饮料罐等。 美观性：铝本身具有银光泽，是一种美观的金属，尤其是经过阳极化处理，可获得比自然泽、电解成更美观的多彩表面，可用作装饰品、建筑物内外装饰材料和包装材料等。
再利用性：铝制品(以饮料罐为代表)使用后再熔化制造成铝制品。再生铝所需能源仅为铝矾土炼制铝块所需能源的3%，是容易实现再生利用的一种金属。
2.铝的化学特性和耐腐蚀性
铝在氧化性酸液中能生成钝态保护膜，不易腐蚀，但是在非氧化性酸(如盐酸)液中，在pH值＜3.5的酸性溶液中腐蚀得很快。 图1 pH值对铝的腐蚀的影响 铝在下列反应中生成可溶性的盐而溶解，所以不腐蚀：
2Al+2OH-+2H
2O→2AlO-
2
+3H
2
↑
常温时，铝在pH值＞8.5的碱性溶液中腐蚀得很快。因 ①导热率原文为0.53，无单位。但查国内有关手册，铝的导热率为203W/(m-k)，铜为392W/(m-k)，铝是铜的1/2，铁为46W/(m-k)，铝是铁的4.4倍——译者注此，如果铝在短时间内与pH值=12左右的灰浆等接触后会被腐蚀。所以，在建筑施工中必须注意。
各种金属和展伸用铝合金的自然电极电位如表2所示。
图2 各种调味品液体对碳钢的腐蚀速度
(室温、24h浸渍试验)
表2 各种金属和展伸用铝合金的自然电极电位
金属及铝合金 自然电
大数据恢复
极电位*
金属及铝合金
自然电
极电位*
Mg-1.732014-T6-0.78
Zn-1.102014-T4，
2017-T4，
2024-T3，
2024-T4
-0.68～
0.70②
7072，Alclad 3003，Alclad 6061，Alclad 7075-0.96软钢-0.58 5056，7079-T6，5456，5083-0.87Pb-0.55 5154，5254，5454-0.86Sn-0.49 5052，5652，5086，1099-0.85Cu-0.20 3004，1185，1060，1260，5050-0.84Bi-0.18
1100，3003，6053，6051-T16，6062-T6，6063,6363,Alclad 2014，Alclad 2024-0.83
不锈钢(300系
列，430系列)
-0.09
Cd-0.82Ag-0.08 7075-T6-0.81Ni-0.07
2024-T81，6061-T4，6062-T4-0.80Cr -0.49～+0.018
*
在(53g/l的NaCl+3g/l的H2O2)水溶液(25)
℃中测定(0.1N甘汞.标度)
Alclad
①——纯铝包皮超硬铝板
②根据淬火速度的不同而变化
从表2可知，铝合金对其它金属(除镁和锌外)而言，在电化学方面属于贱金属(易氧化金属)，所以铝在使用中与贵金属铜，铁等重金属相接触时，会产生异种金属的接触腐蚀。因此，铝合金不要在酸、碱液体中使用，还必须注意不要与异种金属材料相接触。
铝在室温的大气环境中，在pH值=4～8.5的水溶液中，由于能形成稳定的自然氧化保护膜，所以具有耐腐蚀性。
但是，即使在这个范围内，在含有Cl-1的水中，钝化保护膜会产生缺陷，发生孔蚀。尤其是在Cu2+和Fe3+共存时更加有害，即使是含量很少，也会促使其产生孔蚀和裂隙腐蚀。所以不能在含有微量重金属离子的上水和工业用水等配管中使用。如果是水则没有问题。因而，在海水中使用受到很大的限制。此外，也要注意由于电防腐蚀而生成碱。
在铝和铝合金中，以纯铝的耐蚀性为最好。其中降低耐蚀性的铁和铜等不纯物质越少越好。
铝制品广泛应用于烹饪器具，当这些器具接触调料时，其腐蚀性与碳钢相比较，如图2、3所示。
由图2和图3可知，铝比碳钢的耐蚀性大10倍。
图3 各种调味品液体对铝的腐蚀速度
(A1050、室温、24h浸渍试验)
为了改进铝的机械性质而加入Cu、Mg、Zn、Si等元素的高强度铝合金。这些添加元素除了降低耐腐蚀性外，由于热处理还容易引起晶间腐蚀和应力腐蚀裂纹。
3.表面处理特性
如前所述，铝具有自然生成保护膜的性质，所以在室内使用的器具，只经过成形抛光加工，不作特别表面处理，但是，要想人工形成较坚固的表面保护膜，一般要进行阳极氧化处理。
铝的阳极氧化保护膜是对其多孔质的结构进行封孔处理，提高其耐蚀性。然而，利用这种多孔质结构进行染处理，可使其表面获得美观多采的铝制品。
同时，采用阳极氧化和电泳喷漆处理所形成的复合保护膜，更加改善了铝制品的耐候性。
图4表示阳极氧化保护膜暴露10年的耐候性，图中纵坐标的额定数10是无缺陷时的数值，此数值下降表示劣化。由图可知保护膜厚度＞14μm的铝制品，暴露10年后几乎没有劣化现象。
二、铝的腐蚀特性及防蚀
在大气中铝表面有一层自然生成的极薄而透明的氧化保护膜。该膜是由三层结构组成的。最外层是含有水分的多孔质疏松层，是硬质结晶的—水软铝石(Al2O3H2O)，所以有细微的裂隙；中间层是致密的活性阻挡层〔不定形的氧化铝(Al2O3)〕；最内层是基体金属铝(图5)。its测试
