1．1概述
      铝及铝合金是当前用途十分广泛的、最经济实用的材料之一。世界铝产量从1956年开始超过铜产量一直居有色金属之首。当前铝的产量和用量（按吨计算）仅次于钢铁，成为人类应用的第二大金属；而且铝的资源十分丰富，据初步计算，铝的矿藏储量约占地壳构成物质的8%以上 [1]。
      铝是元素周期表中第三周期Ш A族元素，原子序数13，原子量26.98154，外层电子构型为3s23pl，原子半径0.143nm，离子半径0. 096nm。金属铝为银白色。铝的基本物理性质见表1-1。
                                                                            表1-1铝的基本物理性质

物理性质	状 态	数 值
密度/cm3)	20℃，固态99.97%铝	2. 6996
	1000℃，液态99.97%铝	2.289
熔点/℃	99.6%铝	658.7
	99.996%铝	660.24
沸点/℃	99.99%铝	2520①
平均比热容/ [J/(kg.k)]	O～100℃，99.99%铝	917①
溶化热/(kJ/mol)	99.99 %铝	10.47①
汽化热/(kJ/mol)	99.99 %铝	291.4(估算值)①
体积收缩率(%)	液体转固体时	6.6
平均线膨胀系数/(10-6/℃ )	20~100℃时	24.5
热导率/ [W/(m·K)]	O100℃时，99.99%铝	238①
电导率/%IACS	20℃时，99.60％铝	62
电阻率/nπ·m	20℃时，99.99％铝	26.7①

①引自中国大百科全书矿冶卷P444 1984。
      铝的重量轻和耐腐蚀，是其性能的两大突出特点。纯铝的密度约为2.7/cm3，仅为铁、铜密度的1/3。无论是固体铝或熔融铝，其密度均随着纯度的提高而降低；同等纯度的熔融铝的密度，则随温度的提高而降低。铝对自然界的水（含海水）、大气中的各种元素，以及油料与各种化学物品，都有良好的耐蚀性。这是由于铝的化学性质极其活泼，其最特殊的性能是具有同氧（特别是空气中的氧）强烈结合的倾向，铝在空气中被其表面生成一层厚度约为2×10-4mm的致密氧化膜所覆盖，防止了铝的继续氧化，从而使铝具有良好的耐蚀性（详见第4章）。
      铝氧化的程度，取决于温度、铝的粉碎程度及存在于其中的其他金属杂质。当温度高于铝的熔点时，其氧化速度最快；而粉碎得很细的铝粉，当在空气中加热时即剧烈燃烧。铝中若存在镁、钙、钠、铜、硅时，可增加氧化程度。铝中有杂质存在的区域，氧化膜与铝的连接力大大减弱。
      铝在工业用酸中的溶解度和气体在铝中的溶解度，因介质的不同而不同。工业铝易溶于盐酸，随着纯度的提高其溶解度急剧下降。硫酸对铝溶解的作用缓慢。各种浓度的冷硝酸均不能溶解铝，若将硝酸加热即可加速溶解。铝在乙酸等有机酸中基本呈稳定状态。气体在铝中的溶解度随温度的升高而增加。氢、氮、一氧化碳等气体均能溶解于铝液中，其中部分气体溶解后与铝形成化合物。
      铝在抛光以后，对可见光、辐射热和电磁波都有良好的反射率，例如可用来制作高质量的反射镜、加热板的反射器等，也常用作房顶，可反射大部分太阳热能。铝具有良好的导电性能，铝的纯度越高其导电性能越好。铝单位重量的电导率约为铜的两倍。电器和无线电工业广泛用铝制造电线、电缆、电容器、整流器、电器配件和无线电器材等。在电力工程中，常用于远距离的高压输电电缆。铝的导热性好，其热导率约为熟铁的2.5倍，约为铜的60%。由于铝的导热性好，是制作制冷设备、散热器、热交换器的常用材料。例如，在电冰箱、电熨斗底板和一些食品加工器具中常采用铝材。
      铝还具有引人赏目的外观，经过天然润饰，即可获得明亮而柔和的色泽；经过处理后还可以获得所需要的色彩和花纹（详见第4章）。铝具有吸声性能，广播室和现代大型建筑物目前多采用它作室内天花板。铝是无毒的材料，可以安全用于食品和饮料的加工与包装。铝属于非铁磁性材料，广泛用作要求无磁性的电气工业和电子工业的元件材料。铝碰撞时不会产生火花，在接近易燃易爆物品时是安全可靠的。
      除铝材外，铝粉的用途也很广，粗铝粉可用于钢的脱氧；铝粉还作为铝热法还原生产某些金属的主要原料；细铝粉主要用于颜料、焰火、泡沫剂等。
      铝的熔点低，铸造性能好。铝的力学性能与其纯度有很大关系，纯铝软，强度低，但铝和某些合金元素组成的铝合金，不仅在某种程度上仍保持着铝固有的特点，同时又显著提高了它的硬度和强度。某些铝合金用作结构材料时，其强度可超过一般结构钢；另一些铝合金用作模具材料时，其工艺性能和使用寿命可超过一般模具钢。铝和多种铝合金均有优良的延展性，可以进行各种塑性加工。任何一种铝合金的机械加工性能都优于钢和纯铝，但各种变形铝合金与铸造铝合金的机械加工性能有很大的差别。铝及铝合金是属于最容易成形的金属材料之一，但是铝合金所容许的形变量受其化学成分、品级及其热处理的影响。由于铝合金的力学强度和加工硬化率均较低，因此与其他金属的成形性能有所不同（详见第2章和第3章）。
      机械制造业广泛用铝合金制造车轮、滑轮、离心机、通风机、起重机及泵的零部件、活塞和发动机气缸，以及铝板冲压件等。这是由于铝合金的特点不仅重量轻，而且能具有所要求的强度和硬度，从而能降低机械运转中的能量消耗，或者在使用相同能量的条件下大大地提高运转速度，也相对地延长了零部件的使用寿命。同时，整个机器的重量减轻、尺寸减小后，更能适应生产、运输、安装和操作。
      铝合金已成为制造飞机、高速列车、地铁列车、轻轨列车、火车、豪华客车、双层客车、轿车、船舶、拖拉机、摩托车、自行车、集装箱等不可缺少的材料。在国防工业上用铝合金制造火箭、导弹、战斗机、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、坦克、装甲车、雷达、照明弹、探照灯以及其他武器装备等的结构件和零部件。由于铝的热中子俘获面小，仅次于钹和锆，但铝既经济又易加工，所以原子能工业常用
它做核反应堆的包覆材料。
      归纳起来，铝及铝合金的用途主要为以下几个行业：建筑工业、容器包装、交通运输、国防工业、电力工业、食品工业、机械工业、耐用消费品行业以及其他类等。近20年来，建筑、汽车、包装用铝已成为工业发达国家的铝材三大消费行业。