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高纯铝的性能与应用

 1、 性能 

(1) 有抗外界反应物的特征: 高纯铝具有很强的抗外界反应物的特征， 即表现出来的是具有很强的抗腐蚀能力， 约为普通原铝的 9倍以上。 因铝的纯度越高， 表面的氧化膜越致密， 与内部铝原子的结合越牢靠， 对某些酸、 碱、 海水、 污水以含硫空气等具有更好的抗腐蚀能力。 

 

(2) 熔点、 沸点: 99. 996%纯度金属铝的熔点， 测定值为 933. 4K。 而 99. 99%以下纯度的铝， 熔点一般低 1~2K。 铝的纯度越高， 熔点相应升高。 但是纯度越高， 其沸点越低。 

(3) 导热系数: 金属铝随纯度的增加将会使其热导率的恢复迅速增加。 而大多数铝合金的热导率只有纯铝的 40 ~ 50%。 另外， 金属铝的线膨胀系数随铝纯度的增加而减少， 纯度越高，线膨胀系数越小。 99. 5% 纯度铝的线膨胀系数 24. 0×10-6/k-1 (20℃) 99. 99% 纯度铝的线膨胀系数 23. 86×10-6/k-1 (20℃) 注: 2008. 11. 5 在关铝精铝铸造实心精铝园棒， 从铸造实物测得 99. 996%的收缩率为: 1. 088 ~ 1. 289。 

(4) 导电性: 高纯度的铝具有优良的导电性。 对高纯度的金属铝， 当杂质含量为 10 -6数量级时， 每增加一种新的杂质可使电阻率增加 10 ~ 11 Ω . m. 包含杂质的金属铝和高纯铝之间的电阻率的差异， 在室温以上时相对较小， 但在零度以下温度时变的明显增大。 99. 965% 纯度的金属铝在 273K 时的电阻率是 4. 2K 时的 200 倍。 而纯度为 99. 99998%的金属铝在 273K 时的电阻率是 4. 2K 时的 45000 倍(因此， 可以利用极低温度下的电阻率比值来确定金属铝的纯度) 。 所以， 99. 99%以上纯度的铝在极低温度(1. 1~1. 2K 时) 成为超导体， 故铝的高纯度是获得铝优良导电性的重要保证。 

(5) 导磁性: 高纯度的铝具有极低的导磁性。 而杂质元素在金属铝中的存在一般都要增加金属铝的导磁性， 纯度越高导磁性越低。 

(6) 光学性质: 高纯度铝具有很高的光反射性。 99. 0 ~ 99. 5%纯度的铝其反光率大约要比 99. 99% 纯度铝的反光率小 2 ~ 5% 。其中铁对铝的反射率影响大。 当在金属铝中的含铁量超过 0. 008%时， 金属铝的镜面反射率随含铁量成比例降低。 而金属镁在金属铝中的存在对铝反射率的影响与其他元素不同， 镁的存在会使铝的反射率提高。 

(7) 加工性能: 铝的纯度越高， 其抗拉强度和屈服强度降低，延展性增大、 柔软性增强、 韧性增加。 

2、 精铝、 高纯铝的应用 精铝和高纯铝由于具有很好的导电性、 可塑性、 光反射性、 延展性和耐腐蚀性以及极低的导磁性， 使其在以高科技为主导的当今社会里具有广泛的应用。 尤其是在电子、 能源、 交通、 汽车、 计算机、 航天、 天文和化工等工业和科技领域中更受青睐。 

(1) 电子工业 目前是精铝和高纯铝的应用领域。 主要用于制作高压电容器铝箔、 高性能导线、 集成电路用键合线、 计算机外部记忆装置磁盘合金的基体。 其消耗量已占世界精铝产量的 70%以上。 

(2) 航空航天工业 高纯铝用来开发制作等离子帆(推动航天器的新动力) 。 

(3) 交通领域 主要用于高速轨道交通中。 高速轨道交通车辆除了需要用高纯铝配制高性能合金外， 还由于高纯铝具有磁导率低、密度小的特点， 在磁悬浮体材料中得到大量的应用。 

(4) 能源领域 主要用于铝/空气电池的材料。 由于铝的电化当量为 0. 3356g/(A. h) ， 约为金属锌的 1/4， 即同样质量的铝， 其放电量为锌的 4 倍。 而且铝的电机电位锌更负， 因而可以提供更大的电化学功率。 

(5) 光学应用方面 在汽车工业中的车灯反射罩， 天文望远镜等中大量使用铝反射器。 国外也在研究用高纯铝作为大型天文望远镜的反光面。 

(6) 化工、 冶金工业 精铝和高纯铝用于制造耐腐蚀反应设备及储存容器。 

（7）精铝和高纯铝还可用作真空蒸发材料 (镀膜靶材)和喷镀材料等。 

注: 高纯铝是将常规原铝再加工为纯度为 99. 93% ~ 99. 999% (5N) 的铝。 它具有比原铝更好的导电性、 延展性、 反射性和抗腐蚀性， 原来主要应用于电子铝箔、 电极箔等铝电解电容器原料上， 近年来发现高纯铝在汽车、 航空航天、 化工、 军工等领域应用广泛。 主要用于制造铝反射镜、 磁悬浮体材料， 高性能导线、 集成电路用键合线等。 目前高纯铝在电子铝箔领域的使用量约占高纯铝消费量的 70%， 而其它用途约占 30%左右。 应其应用的领域很广阔， 所以国内国际在研究的技术人员很多， 发展也很快。