铝现货基础知识

一、金属铝基础知识

铝，化学符号是Al，是地壳中含量最丰富的金属元素，它占整个地壳总质量的7.45%，仅次于氧和硅，在地壳中位居第三位，是地壳中铁含量的1.5倍，是铜的近4倍。在已知金属品种中，产量和消费量仅次于钢铁，为第二大类金属。铝在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。铝粉和铝箔在空气中加热能猛烈燃烧，并发出眩目的白色火焰。铝易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液，不溶于水。铝的相对密度是2.70，熔点是660℃，沸点是2327℃。铝呈现银白色，有光泽，具有特殊的化学、物理特性，不仅重量轻、质地坚，而且具有良好的延展性、导电性、导热性、耐热性和耐核辐射性，是国民经济发展的重要基础原材料。

1854年，法国化学家德维尔把铝矾土、木炭、食盐混合，通入氯气后加热得到NaCl和AlCl3复盐，再将此复盐与过量的钠熔融，得到了金属铝。当时的铝非常珍贵，据说当时在一次宴会上，只有拿破仑三世用铝制刀叉，而其他人用的是金制和银制餐具。那时铝被称作“来自粘土的白银”。

1886年，美国的豪尔和法国的海朗特，分别独立地电解熔融的铝矾土和冰晶石的混合物制得了金属铝，奠定了今天大规模生产铝的基础。

（一）铝的自然属性

1.铝的质量轻，强度大，其密度为2.72克/立方厘米，约为一般金属的1/3，纯铝退火后，对其进行的任何操作都会提高其强度。用铝替代钢，通过合理的结构设计，构件重量可减轻50%。用铝和铝合金制造的各种车辆，由于大大减轻了车辆的重量，使能耗大幅下降，其所节省的能量远远超过炼铝时所消耗的能量。目前，房屋建筑中，普遍使用铝合金做房屋的门窗及外墙装饰材料等。图1-1是用铝做成的铝板、铝棒。

2.铝具有良好的导电性，与铜相比，其导电率是铜的65%，相同重量的铝可以承载两倍的电流。这一特性使铝在电力行业中被大量应用。在电力输送方面，铝的用量居首位，90%的高压电导线是用铝制作的。

3.铝拥有良好的导热性，它的热传导率是钢的5倍。在包装、热交换器等领域，铝被广泛使用。

4.铝还有良好的耐热性和耐腐蚀性，在室温下，铝合金表面形成30埃厚的氧化铝薄膜后将停止氧化过程，加之其质量轻、硬度强的特点，铝的合金材料被广泛应用于海、陆、空各种运载工具，尤其是在飞机、导弹、火箭、航天等高端领域。一架超音速飞机的用铝量占其自身重量的70%，一枚导弹用铝量占其总重量的10%以上。

5.铝的可塑性很好，具有延展性，便于各种冷、热压力加工，它既可以制成厚度仅为0.006毫米的铝箔，也可以冷拔成极细的丝。铝箔、铝罐、铝锅等在日常生活中的使用非常普遍。

（二）铝合金的特性

纯铝很少在实际生活中使用，其应用主要是通过合金的形式。铝的熔点661℃（1222华氏度），随温度升高，强度迅速降低。绝大多数铝合金都用于200℃～250℃以下。低温下铝的性能随温度降低而升高。铝合金常用于低温结构件，如焊接低温贮罐。

（三）铝的主要用途

近50年来，铝已成为世界上最为广泛应用的金属之一。特别是近年来，铝作为节能、降耗的环保材料，无论应用范围还是用量都在进一步扩大。尤其在建筑业、交通运输业、电力、机械设备、包装、耐用消费品等行业，铝消费量在中国和西方国家都达到其总消费量的80%以上。

1.建筑行业中的应用。由于铝在空气中的稳定性和阳极处理后的极佳外观，使铝在建筑业上被越来越多地广泛应用，特别是在铝合金门窗、铝塑管、装饰板、铝板幕墙等方面。

（1）铝塑管。铝塑管是一种由中间纵焊铝管，内外层聚乙烯塑料以及层与层之间热熔胶共挤复合而成的新型管道见图1-4。由于其质轻、耐用而且施工方便，其可弯曲性更适合在家装中使用。铝塑管内外层均为特殊聚乙烯材料，清洁无毒，平滑，可使用50年以上。中间铝层可100%隔绝气体渗透，并使管子同时具有金属和塑胶管的优点，而剔除了各自的缺点。铝塑复合管以无可比拟的优势广泛应用于冷、热给水管道，是理想的采暖管道。且相对其他管材，铝塑复合管在中国发展已相当成熟，有完善的产品标准和应用规范，广为市场所接受。

（2）铝合金门窗、铝板幕墙。铝合金门窗及幕墙由于其自重轻、强度高、密封性好、耐用性好、装饰效果优雅、安装施工方便等特点，在当前的建筑中得到了极为广泛的应用。

2.交通运输行业中的应用。在交通运输业上，为减轻交通工具自身的重量，减少废气排放对环境的污染，汽车、火车、地铁、飞机、船舶等交通运输工具大量采用铝及铝合金作为构件和装饰件。例如目前快速发展的动车组，2010年中国已经拥有8000余辆车厢，按铝用量8吨/辆计算，铝的用量为6.4万吨。

（1）汽车。铝一直是制造汽车不可缺少的重要材料，它以众多独特性能、成熟的零部件制造工艺和较低的生产成本，在推动汽车轻量化进程诸多材料竞争中脱颖而出，是发展前景继续看好的轻金属材料。随着我国汽车向以生产轿车为主的产业结构转变，铝铸件和变形铝材的用量将随着汽车产量上升而增加，变形铝合金主要用于汽车的车身系统、热交换器系统、箱式车厢及其他系统部件等，主要包括板、带、箔、管、各种形状的挤压型材和锻件等。铝铸件主要用于汽车油箱、发动机零部件、传动装置、壳体等零件。在美国，1984年小汽车平均用铝量为62.14公斤，1990年为90.72公斤，2003年达到115公斤，2009年上升到约145公斤。汽车轻量化的需求使得铝合金的应用拥有更广阔的空间。因此，随着中国汽车制造业的快速发展，必将为汽车用铝提供广阔的市场。

（2）飞机。铝合金由于具有密度低、强度高、耐腐蚀性强、易导热导电、塑性和加工性能良好、成本低等一系一系列优点，在航空方面一直是大飞机机体结构的主要用材。飞机机身结构件的典型零件有梁、筋、肋板、框、壁板、接头、滑轨等类型的零件。以扁平件、细长件、多腔件和超薄壁隔框结构件为主。毛坯为板材、锻件和铝合金挤压型材。目前，国内飞机零件90%以上为铝合金件，少量为不锈钢和钛合金钢，且整体结构件越来越多，应用复合材料是今后的发展方向。

除了汽车、飞机制造方面外，铝在火车、轮船等大型交通工具中的使用也极为广泛，此处不再赘述。

3.电力行业中的应用。中国高压输电线路几乎都是钢芯铝绞线。另外，变压器线圈、感应电动转子、母线排等也多用铝，还有铝电力电缆、铝布电线、铝电磁线等。电线电缆用铝量约占电力行业用铝量的75%～85%。

由于铜线缆的制造成本比铝线缆要高出很多，电力行业将更多地使用铝制造线缆和热交换器等。

4.包装业中的应用。铝箔在包装业的应用越来越显示出特有的优越性能，这使得铝箔在该行业的消费成了新的市场增长点，打开了新的增量空间。随着全球包装工业的快速发展，包装业已成为发达国家的重要支柱产业。在美国，包装业已成为第三大产业，在欧洲，包装业已是第七大产业。全球包装工业的发展极大地带动了对铝箔的需求，使包装业成为铝箔最大的应用消费市场。据欧洲铝箔工业协会统计，欧洲有70%以上的铝箔应用于各类包装制品，在美国这一比率高达75%，在日本包装用铝箔消费占70%，其中仅食品包装就占了铝箔消费量的30%。目前，在全球约6000亿美元的包装消费市场中，中国已成为仅次于美国和日本的第三包装大国。

随着我国包装工业的快速发展，铝箔在包装领域的应用迅速增加。目前我国包装用铝箔主要集中在卷烟、食品、奶制品、日化品等方面（见图1-7）。但在包装业的应用比率与发达国家相比还有很大的差距，未来的发展空间巨大。

5.其他产业。

（1）机械设备制造业中的应用。铝合金具有的许多优点，使其在机械设备制造业中也得到了大量应用。

（2）冶金行业。在冶金行业中，铝主要用于炼钢脱氧、铁合金和特种钢生产的添加剂。炼10000吨钢需要消耗约8.8吨铝，一般普通钢耗铝量为0.4千克/吨～0.5千克/吨，不锈钢耗铝量高达30千克/吨。随着冶金行业产品结构的调整，增加高效钢和不锈钢产量比率，冶金行业的用铝量还会增多。

（3）电子行业。电子行业用铝也非常广泛，民用产品及基础器件中的收音机、电视机、电容器（见图1-9）、电位器、扬声器等，军用产品如雷达、雷达侦察干扰设备、战术导弹成套设备、卫星地面站成套设备等均大量使用铝。

铝的历史与传说

传说在古罗马，一天，一个陌生人去拜见罗马皇帝泰比里厄斯，献上一只金属杯子，杯子像银子一样闪闪发光，但是分量很轻。它是由这个人从黏土中提炼出的新金属制成的。但这个皇帝表面上表示感谢，心里却害怕这种光彩夺目的新金属会使他的金银财宝贬值，就下令把这位发明家斩首。从此，再也没有人动过提炼这种“危险金属”的念头，这种新金属就是现在大家非常熟悉的铝。aluminum一词就是从古罗马语alumen（明矾）衍生而来的。