Веселинівська районна гуманітарна гімназія На конкурс Робота учня 8 – А класу Веселинівської районної гуманітарної гімназії Павлюка Владислава Керівник: Павлюк Інна Василівна
“ Улюбленець конструкторів, архітекторів, домогосподарок “ 200 річчю винайдення алюмінію присвячується
Цей проект для тих, кого захоплює цікавий світ пізнання, природничі науки, їх історія та розвиток. Гортаючи сторінки проекту, ви дізнаєтесь про унікальний світ алюмінію та зрозумієте чому він став улюбленцем конструкторів, інженерів, архітекторів та домогосподарок.
Над проектом працював учень 8 –А класу Веселинівської гуманітарної гімназії Консультант – вчитель географії, біології та природознавства
Як починається світ пізнання? Одного разу, йдучи зі школи, я подивився на оточуючі предмети іншим поглядом. Це сталося тоді, коли в школі оголосили про конкурс “Світ алюмінію”. Взявся за ручку дверей, підняв очі на лінію електромереж, поставив гріти воду в чайнику, сів працювати за комп’ютер – всюди алюміній. Я зацікавився і вирішив заглянути у цей світ глибше. І не пожалкував. Скільки нового, захоплюючого, не буденного і майже фантастичного!. .
Унікальні властивості Алюміній володіє чудовими властивостями, які пояснюють широкий спектр його застосування. За об'ємами використання в самих різних галузях промисловості він поступається тільки залізу. Ковкий і пластичний, алюміній легко приймає будь-які форми. Оксидна плівка робить його стійким до корозії, а це означає, що термін служби виробів з алюмінію може бути дуже довгим. Крім того, до списку переваг необхідно додати високу електропровідність, нетоксичність і легкість в переробці.
Портрет алюмінію Алюміній - це легкий і пластичний білий метал, матово-сріблястий завдяки тонкій оксидній плівці, яка відразу ж покриває його на повітрі. Він відноситься до III групи періодичної системи, позначається символом Al, має атомний номер 13 і атомну масу 26, 98154. Температура його плавлення складає 660°. Алюміній надзвичайно поширений в природі: за цим параметром він займає четверте місце серед всіх елементів і перше - серед металів (8, 8% від маси земної кори), але не зустрічається в чистому вигляді. Його в основному видобувають з бокситів, хоча відомо декілька сот мінералів алюмінію (алюмосилікати, алуніти і т. і. ), абсолютна більшість яких не підходять для отримання металу.
Алюмінієві першопрохідці Помітну роль серед алюмінієвих першопроходців зіграла автомобільна промисловість. На Берлінському салоні 1899 р. був представлений маленький “Durkopp” з алюмінієвим кузовом. У 1904 -му французький “Darracq” став встановлювати алюмінієві коленвали. А в 1914 -му Ейдж, шеф легендарної англійської фірми “Napier”, писав в звіті після відвідин США: “Неймовірно, але факт — у “Pierce-Arrow” на всіх моделях немислима за європейськими масштабами кількість алюмінію. Він скрізь, від кузовних панелей до двигуна!”. Ейдж не знав, що ще в 1909 р. на фірмі (за сприяння “Aluminum Casting Co. ” з Буффало) побудували автомобіль з повністю алюмінієвим кузовом і провели чи не перший в світі краш-тест. Машину причепили до паровоза і на великій швидкості скинули з високого залізничного насипу. Результати вразили — серйозно деформувався тільки передок, а салон практично не постраждав!
Чому автомобілісти вподобали алюміній? Найбільше виробленого в світі алюмінію використовують автомобілебудівні компанії. Вперше легкий метал почав застосовуватися для виготовлення декоративних елементів машин. Сьогодні з нього роблять більше 100 автомобільних деталей - і це число постійно зростає. Каркас, бампер, частини кузова, підвіска, системи безпеки - для виробництва цих і багатьох інших компонентів необхідний алюміній. Використовуючи “крилатий” метал, можна знизити масу вантажівки або автобуса на 1800 -1900 кг, а це дозволяє перевозити значно більше вантажу. Заощаджена при цьому енергія в 6 -12 разів перевищує енергію, необхідну для виробництва використаного алюмінію. Відомо, що зниження ваги автомобіля на 100 кг економить 0, 6 л бензину кожні 100 км. А чим менше витрачається палива, тим менше оксиду вуглецю потрапляє в атмосферу.
Чому автомобілісти вподобали алюміній? При проектуванні сучасних автомобілів враховується важлива здатність легкого металу поглинати кінетичну енергію. Під час автомобільних аварій удар, в основному, «згладжують» саме алюмінієві елементи конструкції. Таким чином, використання цього матеріалу істотно підвищує безпеку автомобіля. Крім того, алюмінієві компоненти надають автомобілям сучасного високотехнологічного вигляду.
Про що розповідають цифри? Нещодавні дослідження показали, що за останні роки використання алюмінію європейськими автоконцернами різко зросло. У 1990 році на один автомобіль доводилося близько 50 кг цього металу, а в 2005 - вже 132 кг. Експерти вважають, що до 2010 року цей показник виросте ще на 25 кг.
Влітку 1992 року автомобільний світ повнився чутками, що фірма Audi готує революційний прорив в автомобілебудуванні. Восени того ж року відвідувачі виставок у Франкфурті і Токіо змогли переконатися, наскільки ці дані відповідають дійсності. В основі авто - моделі Audi A 8, побудованої на платформі D 2, лежала просторова рама з пресованих алюмінієвих профілів, з “крилатого” металу були виконані також навісні кузовні панелі. До того часу алюміній використовувався лише для виготовлення кузовів дрібносерійних спортивних автомобілів та нехитрих позашляховиків Land Rover Defender, а використання цього матеріалу в масовому виробництві вимагало освоєння принципово нових технологій.
Офіційний дистриб’ютор комерційної техніки ТАТА, JAC і автобусів І-Van, компанія ТДЦ-АВТО, почала використовувати для виготовлення бортів, якими обладнуються бортові платформи автомобілів ТАТА, нові матеріали. Відтепер у клієнтів є можливість замовити автомобіль з бортами, що виготовляються з алюмінію. Цей крок був зумовлений декількома основними причинами. Серед них найважливішою є антикорозійна властивість цього матеріалу. Борти кузовів комерційних автомобілів при завантаженні та розвантаженні дуже часто зазнають дрібних пошкоджень. Це призводить до того, що в місці подряпини з часом починає з’являтись іржа. Наслідком може стати поступова руйнація бортів автомобіля. Відтепер, завдяки новим бортам, ця проблема подолана. Автомобіль з алюмінієвими бортами ніколи не зазнає таких проблем. В свою чергу, це дозволяє збільшити строк служби вантажівки. Другим, не менш важливим фактором, є зменшення ваги бортів. Алюміній набагато легший за інші види металу, які зазвичай використовуються для виготовлення бортів вантажівок. Таким чином менша вага дозволяє зробити легшим сам автомобіль, а отже і зменшити витрати палива.
Метал в робітничій спецівці З алюмінію виготовляють вагони супершвидкісних поїздів і сучасні вагони метро - легкі, які стійкі до стиснення і сильних вібрацій і при цьому забезпечують низьку витрату електрики. Тому для залізничників алюміній – справжній матеріал майбутнього. А ось для виробництва товарних вагонів цей метал використовується давно - перший екземпляр був випущений в 1931 році. У 1960 -х з алюмінію виготовили криті товарні вагони, здатні вміщати до 100 тонн вантажу. На кожен вагон йшло близько 7 тонн алюмінію - на 10 тонн менше, ніж було б потрібно на аналогічний сталевий.
В обіймах океану Суднобудівники також цінують міцність і витривалість цього металу. Вони будують кораблі, зроблені суто з алюмінію. Перше таке судно – яхта з'явилася в 1892 році у Франції. Досвід виявився настільки вдалим, що французи згодом побудували величезний океанський лайнер завдовжки 315 метрів: не тільки корпус, але і меблі цього гіганта були зроблені з алюмінію. Навіть через 30 років активного використання «алюмінієві кораблі» залишаються майже новими, не маючи ніяких ознак втоми металу. Їх значно легше підтримувати в ідеальному стані, чим звичайні. Сьогодні з легкого металу проводять 50% підвісних моторів. А ще він активно використовується при будівництві швидкісних паромів, для яких критична легка вага. У сучасному паромі може міститися до 400 тонн алюмінію.
Казка, що стала дійсністю Алюміній займає перше місце серед металів, що використовують в літакобудуванні, - недаремно цей метал називають «крилатим» . Не будь його, авіація ніколи б не пережила справжнього підйому. Вже перший в світі літак 1903 року, побудований братами Райт, мав чотирициліндровий двигун в 12 кінських сил, ув'язнений в алюмінієвий блок вагою в 13, 5 кг для полегшення конструкції. Легкий метал швидко замінив дерево, сталь і інші матеріали, що використовувалисьт в авіабудуванні. Перший аероплан, цілком побудований з алюмінію, з'явився на початку 1920 -х років. З тих пір літаки всіх типів і розмірів здебільшого складаються з «крилатого металу» - на нього доводиться до 80% ваги ненавантаженого повітряного судна. Наприклад, в знаменитому Boeing 747 міститься 75 тонн алюмінію.
“Крилатий” метал Ефективніший матеріал для повітроплавання важко вигадати: алюмінієві сплави відмінно переносять перевантаження і тиск, з якими пов'язані польоти на великій висоті; крім того, алюмінієві панелі чудово утримують тепло усередині. Оскільки метал стійкий до корозії, деякі авіакомпанії навіть не фарбують свої повітряні судна, скорочуючи тим самим вагу літака на декілька сот кілограмів.
І снився йому гуркіт космодрому. . . Алюміній широко застосовують при створенні космічних кораблів. З тих пір, як на зорі космічної ери оболонку першого штучного супутника Землі, запущеного в 1957 році, виготовили з алюмінієвих сплавів, цей метал став незамінний для відкриттів майбутнього. На алюміній припадає від 1/20 до 1/2 ваги ракети і до 90% ваги «шатлу» .
Співдружність металів За масштабами застосування алюміній і його сплави займають друге місце після заліза і його сплавів. Сплави алюмінію відрізняються малою щільністю, підвищеною (в порівнянні з чистим алюмінієм) корозійною стійкістю і високими технологічними властивостями: високою тепло- і електропровідністю, жароміцністю, міцністю і пластичністю. На поверхні сплавів алюмінію легко наносяться захисні і декоративні покриття.
Співдружність металів Різноманітність властивостей алюмінієвих сплавів зумовлена введенням в алюміній різних добавок, що створюють з ним тверді розчини або інтерметалеві з'єднання. Основну масу алюмінію використовують для отримання легких сплавів - дюралюміну (94% Al, 4% Cu, по 0, 5% Mg, Mn, Fe і Si), силуміну (85 -90% Al, 10 -14% Si, 0, 1% Na) і ін. Цей сплав після гарту набуває особливої твердості і стає приблизно в 7 разів міцніший за чистий алюміній. В той же час він майже втричі легший за залізо. Його отримують, сплавляючи алюміній з невеликими добавками міді, магнію, марганцю, кремнію і заліза. Широко поширені силуміни - ливарні сплави алюмінію з кремнієм. Виробляються також високоміцні, криогенні (стійкі до морозів) і жароміцні сплави. На вироби з алюмінієвих сплавів легко наносяться захисні і декоративні покриття.
Співдружність металів Легкість і міцність алюмінієвих сплавів особливо стали в нагоді в авіаційній техніці. Наприклад, із сплаву алюмінію, магнію і кремнію роблять гвинти вертольотів. Порівняно дешева алюмінієва бронза (до 11% Al) володіє високими механічними властивостями, вона стійка в морській воді і навіть в розбавленій соляній кислоті. З алюмінієвої бронзи в СРСР з 1926 по 1957 чеканилися монети гідністю 1, 2, 3 і 5 копійок. У металургії алюміній використовується не тільки як основа для сплавів, але і як одна з широко вживаних легуючих добавок в сплавах на основі міді, магнію, заліза, нікелю і ін. Сплави алюмінію знаходять широке застосування в побуті, в будівництві і архітектурі, в автомобілебудуванні, в суднобудуванні, авіаційній і космічній техніці.
Географія “крилатого” металу Запаси бокситів, основної сировини алюмінієвої промисловості, дуже обмежені - в світі всього сім бокситоносних районів: західна і центральна Африка (основні поклади в Гвінеї); Південна Америка (Бразилія, Венесуела, Сурінам); Карібський регіон (Ямайка); Океанія і південь Азії (Австралія, Індія); Китай; Середземномор'я (Греція і Туреччина) і Урал (Росія). Найбагатші запаси бокситів у Об'єднаної компанії «Російський алюміній» (UC RUSAL).
На сьогодні десятка лідерів з виробництва алюмінію виглядає таким чином:
Об'єднана компанія «Російський алюміній» - лідер світової алюмінієвої галузі. Продукція експортується в 70 країн світу. До складу компанії входять підприємства з видобутку бокситів і ніфелінової руди, виробництва глинозему, алюмінію, сплавів, фольги і пакувальних матеріалів на її основі, а також енергоактиви. На частку обє’днаної компанії припадає близько 12, 5% світового ринку алюмінію і 16% глинозему, що забезпечується виробничими потужностями, які дозволяють RUSAL виробляти 3, 9 млн тонн алюмінію і 10, 6 млн тонн глинозему в рік. Компанія створена в березні 2007 року в результаті об'єднання Русала, Суала і глиноземних активів Glencore. В UC RUSAL працює 100 000 чоловік. У 2000 році до складу технологічної ланки компанії RUSAL ввійшов Миколаївський глиноземний завод, який спеціалізується на виробництві металургійного глинозему. Завод є одним з найбільших підприємств кольорової металургії Європи.
SCIENTIA VINCES Наукою переможеш • Ось так десятки років алюміній вірою і правдою служить нам, дозволяючи не тільки з комфортом добиратися з точки A в точку B, але і досліджувати морські та підкорювати космічні простори. • За цей короткий термін встиг пройти шлях від декоративного металу, улюбленця ювелірів, до матеріалу, що дозволяє нам пересуватися швидше, жити в теплі і затишку, користуватися всіма благами сучасності і пізнавати навколишній світ. • Алюміній - метал високих технологій. Нові матеріали і нова техніка сприяють вирішенню глобальних проблем енергозбереження і охорони навколишнього середовища.
VITA BREVIS ARS LONGE Життя коротке, а наука - вічна Я з захопленням зробив перший крок у пізнанні світу алюмінію. З допомогою цього проекту, хочу покликати слідом своїх однолітків. Адже пізнавати щось нове – це супер !!!
Джерела інформації : • • • Сайт про алюміній www. aluminiumleader. com; www. uk. wikipedia. org; www. wacom. webtime. com. ua; www. ostriv. in. ua; Енциклопедія “Алюміній. Тринадцятий елемент”; • Енциклопедія техніки “Дирижаблі Літаки Гелікоптери”; • Власні фото матеріали з екскурсії технічним музеєм ВАТ “АВТОВАЗ”, (м. Тольятті, Росія).
Скачать презентацию Веселинівська районна гуманітарна гімназія На конкурс Робота учня
7970667d449791d96431304745c64e4c.ppt