5. Легкие металлы. Металлы легче воды
Когда заходит речь о легком металле, называют обычно алюминий. Однако он занимает далеко не первое место в ряду легких металлов: существует несколько металлов, которые легче его. Ниже приведен их перечень с указанием удельного веса (плотности) каждого:
Рекорд легкости побивает, как видим, литий[6] – металл, который легче многих пород дерева и плавает в керосине, погружаясь до половины. Он в сорок раз легче самого тяжелого металла – осмия.
Рис. 58. Призмы равного веса из некоторых легких металлов
Из сплавов, применяемых в современной промышленности, выделяются своей легкостью следующие (французские инженеры, занимающие одно из первых мест в производстве высококачественных легких сплавов, называют «легкими» все сплавы с плотностью меньше 3):
1) дюралюминий и кольчугалюминий С сплавы алюминия с небольшим количеством меди и магния; при плотности 2,6 они втрое легче железа, будучи прочнее его в полтора раза;
2) дюрбериллий – сплав бериллия с медью и никелем; он легче дюралюминия на 25 % и прочнее на 40 %;
3) электрон (не смешивать с элементарным количеством отрицательного электричества)[7] – сплав магния, алюминия и др.; почти не уступая в прочности дюралюминию, электрон легче его на 30 % (плотность 1,84).
Мы не останавливаемся здесь на ряде таких легких алюминиевых сплавов, как лоталь, силумин, склерон, конструкталь, магналий (предшественник электрона), употребляемых на Западе.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Источник
Есть ли металлы легче алюминия?
Легкие металлы сосредоточены в главных подгруппах первых четырех групп периодической системы элементов. Названием они обязаны тому, что их плотность, как правило, ниже 5 т/м 3 .
Развитие производства полимерных и композиционных материалов отнюдь не отодвигает легкие металлы на второй план. Объем их производства продолжает расти, особенно это относится к алюминию и его сплавам. Но есть и «более другие» легкие металлы и сплавы.
Самые легкие — все щелочные металлы: литий, натрий, калий, рубидий, цезий и франций. Но в промышленности из них в качестве легкого материала применяют только литий, да и то в сплавах.
Литий — самый легкий из металлов, он почти вдвое легче воды. Но, к сожалению, в чистом виде применить его в качестве конструкционного материала невозможно — он слишком активен, вступает во взаимодействие и с водой, и с воздухом. А вот в сплавах, например, с алюминием, — пожалуйста.
Современные алюмо-литиевые сплавы по многим параметрам превосходят традиционные сплавы, и в ряде случаев конкурируют с пластмассами, упрочненными волокнами. Необходимую вязкость таких сплавов обеспечивают введением в них легирующих элементов — марганца, циркония и меди, соответствующей технологией изготовления материала, приводящей к образованию мелкозернистой структуры, а также применением термомеханической обработки, влияющей на равномерность выделения дисперсных фаз.
Благодаря этому достигают необходимой комбинации прочности и вязкости, что при малой плотности и высокой жесткости позволяет рассматривать алюмо-литиевые сплавы как наиболее перспективный материал для легких конструкций.
Алюмо-литиевые сплавы интересны для авиакосмической промышленности. Это вызвано тем, что добавка лития одновременно повышает модуль упругости и понижает плотность сплава, тем самым способствуя уменьшению массы конструкций.
Из щелочноземельных металлов в конструкционных материалах используют только магний и бериллий. Кальций и стронций, несмотря на то, что они легче алюминия, практически не используют.
Сплавы магния многочисленны и делятся на две группы: литейные и деформируемые.
Благодаря низкой плотности и высокой удельной прочности их используют в авиакосмической технике в качестве конструкционных материалов. Магний придает им легкость — магниевые сплавы на треть легче алюминия.
Около пятой части выплавляемого магния используют в автомобилестроении.
Магний предпочтителен и при изготовлении композитов с металлической матрицей. Расплавленный алюминий, например, реагирует с армирующими волокнами карбида кремния, образуя карбид алюминия. Магний в отношении этих волокон инертен.
Бериллий одновременно относится и к легким, и к редким металлам, а следовательно, и к дорогим. Но основной недостаток этого металла, препятствующий его применению в технике, — высокая токсичность.
Еще один отрицательный фактор — хрупкость бериллия. Однако плюсов у него значительно больше.
Бериллий — один из наиболее легких металлов. Он в 1,5 раза легче алюминия и в 4 раза легче нержавеющей стали. По модулю упругости он превосходит и сталь, и титан, и алюминий. Важно, что его прочностные свойства не утрачиваются вплоть до температуры 800 градусов.
Несмотря на высокую стоимость и токсичность, бериллий используют там, где он незаменим. Так, в США из него были изготовлены панели серии космических кораблей «Аджена», части антенны на спутнике связи «Тэксэт-1» и отражатель ядерного ракетного двигателя «Нерва-1».
Алюминий находится в третьей группе элементов. Других металлов легче алюминия в этой группе нет. В четвертой группе легче алюминия только кремний. Но значение его столь велико, что он заслуживает отдельной статьи.
Подведем итоги. Металлов легче алюминия много, больше десятка. Но не все из них, увы, могут его заменить или дополнить.
Источник
Алюминиевая посуда: мифы и правда об использовании
Сковородки и кастрюли: Pexels
Можно ли готовить в алюминиевой посуде
Начнем с теории. Алюминий — 13-ый элемент в таблице Менделеева. Наиболее распространенный среди металлов, он ценится за свою легкость и высокую коррозийную стойкость. Биологическая роль алюминия в том, что он стимулирует рост эпителия человека, его костных и соединительных тканей, таким образом влияя на процессы восстановления и регенерации организма.
Экология жилища: что это и как ее улучшить
Фактически в наш организм алюминий может поступать с пищевыми продуктами (хлебобулочные изделия, фрукты, овощи, ягоды и орехи), с питьевой водой, лекарствами, вакцинами или уходовой косметикой. Его источник, например посуда, в которой готовится хлеб, прежде чем попасть на полки супермаркетов.
Как на практике? Чем вредна алюминиевая посуда и какие последствия ее использования? Опираясь на личный опыт, скажу, если превышается суточная норма алюминия, организм не способен вывести излишек вещества, и тогда он становится вредным для человека. Ученые в области биохимии называют безопасной дозу алюминия в 1–2 г, но споры по этому вопросу продолжаются. Именно поэтому, если у вас есть какие-либо сомнения и вопросы, консультируйтесь с лечащим доктором.
Очищение организма водой: зачем и как делать правильно
В конце 1990-х был проведен ряд исследований Всемирной организацией здравоохранения, результаты которых показали, что алюминий не вызывает образование раковых клеток. Вопрос, приводит ли избыток алюминия в организме к другим заболеваниям, все еще остается открытым.
Так, широко известно исследование, опубликованное Open Access Library, в котором сказано, что содержание алюминия в тканях головного мозга пациента с ранними признаками болезни Альцгеймера превысило в четыре раза показания контрольной группы того же возраста.
Кастрюли из алюминия: Pixabay
Однако необходимо уточнить, что объект исследования находился в непосредственном контакте с веществом на протяжении длительного периода времени.
Также мои коллеги проводили исследования, которые показали, что предметы из алюминия могут содержать BPA (бисфенол), который находится и в пластике. Это вещество может привести к ухудшения здоровья.
Очищение организма от шлаков народными методами
Однако можно ли все же говорить про вред алюминиевой посуды, ссылаясь на данные примеры? Разумеется, нет.
Безусловный факт, что при нагревании изделия из металла выделяется определенное количество вещества в чистом виде. Раньше, когда посуду изготавливали из чистого алюминия и наши бабушки нарушали правила ее использования, был риск, что металл навредит здоровью.
Но важно учитывать и другой факт: сегодняшний технологический процесс предусматривает это обстоятельство. Современные покрытия кухонных изделий препятствуют процессу окисления, и, таким образом, свободный алюминий не проникает в пищу.
Подведем итог: вредна ли алюминиевая посуда? Проведя анализ всех перечисленных факторов, отмечу, что в целом, нет. Готовить в ней можно, не опасаясь за собственное здоровье. Как известно, из любого правила существуют исключения. Брак производства, некачественные изделия, подделки или бытовые повреждения, которые могут повлечь за собой попадание алюминия в готовую пищу, создают определенный риск, рассказывают мои коллеги в статье. Чтобы свести его к минимуму, следуйте таким предписаниям:
Как убрать запах из холодильника: эффективные способы
- Выбирайте посуду высокого качества и совершайте покупки напрямую от производителя. Прочность ее покрытия должна быть тщательно протестирована.
- Детально ознакомьтесь с правилами по уходу за алюминиевыми изделиями и следуйте им с первого дня эксплуатации.
- Не стоит хранить готовые блюда в посуде из металла дольше 12 часов. Продукты, которые содержат соль и кислоты, могут вступить в реакцию с веществом, и их употребление станет для вас опасным.
Алюминиевая посуда: плюсы и минусы использования
На рынке представлено большое количество алюминиевой посуды, что обусловлено ее доступностью, удобством и скоростью приготовления пищи. Так, алюминиевая сковородка обойдется дешевле, чем чугунная или нержавейка. Она гораздо легче по весу, но обладает прочным покрытием. Пища на такой сковородке разогревается очень быстро и равномерно.
Виноград: польза и вред для организма
Алюминиевая кастрюля: Pixabay
Однако многие по-прежнему опасаются выбирать кухонную утварь из «крылатого металла». Большинство популярных мифов об алюминиевой посуде связано с ее опасностью для нашего здоровья.
Среди других: алюминий очень хрупкий в быту и недолговечный, микроволновая печь и посудомоечная машина могут нанести повреждения изделиям из металла, такая посуда не пригорает и не ржавеет. Развенчать или подтвердить эту информацию помогут факты, о которых мы поговорим дальше.
Изобилие кухонных изделий удовлетворит любые запросы: тут и отличающиеся размером и формой алюминиевые кастрюли, и казаны, и чашки, и столовые приборы, сковородки с антипригарным, керамическим, мраморным покрытием, утварь для запекания и др. Состав тоже бывает абсолютно разным — от алюминия в чистом виде до примесей различных сплавов.
Морковь: польза и вред для организма
По способу изготовления различают два вида: литая посуда и штампованная. Последняя — дешевле, однако и прослужит недолго. В сравнении со штамповкой литая посуда устойчивее к деформациям и тяжелее, что связано с ее прочным дном. Какой вариант выбрать — решать вам. Если же сомневаетесь, что сможете подобрать посуду, которая не навредит здоровью, рекомендую получить консультацию специалиста.
Преимущества алюминиевой посуды такие:
- Легкие изделия из металла удобно хранить и использовать. Небольшой вес характерен даже для посуды крупных размеров.
- Благодаря высокой теплопроводности пища подогревается быстро, равномерно и практически не подгорает.
- Состав алюминиевой посуды делает ее стойкой к коррозии, и это правда.
- Доступность позволяет сохранить бюджет. Так, вы сможете приобрести набор алюминиевой посуды за стоимость чугунной сковородки.
- Современная посуда из алюминия порадует красивым и практичным дизайном.
- Нет противопоказаний по использованию изделий в духовке.
- Кухонный казан из алюминия станет отличным решением для приготовления пищи на огне во время похода или рыбалки.
- Посуда из алюминия не требует сложного ухода.
- Алюминиевые кастрюли не подгорают, поэтому идеально подходят для приготовления каш.
- Специалисты рекомендуют выбирать изделия из литого алюминия. Они дороже, но качественнее, а значит прослужат дольше.
Вода с лимоном: польза и вред для здоровья
Недостатки алюминиевой посуды следующие:
- Изделия подвержены окислению и различным механическим повреждениям. Использовать посуду из алюминия необходимо аккуратно, при сколах и царапинах на внутренней стороне — вовсе перестать.
- В металлических мисках и кастрюлях настоятельно не рекомендуется хранить приготовленную пищу.
- Не стоит готовить в алюминиевой посуде продукты с содержанием кислоты или щелочи, например квашенную капусту, рассольник, рыбу в маринаде, соусы или компот.
- Большинство индукционных плит не подходят для использования алюминиевых изделий.
- Посуду из металла нельзя использовать в микроволновой печи.
Алюминиевая посуда: как ухаживать
Если соблюдать все правила ухода за алюминиевой посудой, она прослужит долго. Рассмотрим, как и чем чистить изделия из металла, как хранить и использовать, чтобы не повредить защитный слой.
Цинк: чем полезен и где содержится
Мытье посуды: Pexels
Правила использования и ежедневного ухода такие:
- Новую посуду прокалите с целью нейтрализовать вредное воздействие вещества: на литр воды добавьте 5 ч/л соли и хорошо прокипятите.
- Мыть металлическую посуду рекомендуется сразу после использования, но прежде она должна хорошо остыть.
- Для ухода подойдут гелевые чистящие средства и мягкая тряпочка или губка. Абразивный порошок, грубые щетки и сода могут повредить поверхность металла.
- Чтобы добиться блеска, ополосните чистую посуду в теплой воде, добавив несколько капель нашатырного спирта, и тщательно высушите.
- Не готовьте в изделиях из алюминия продукты, которые содержат кислоты и могут вступить в реакцию с веществом.
- Обращайте внимание на индивидуальные особенности организма. Если заметили, что после использования посуды из алюминия ухудшилось состояние здоровья, обязательно обратитесь в медицинское учреждение.
- Длительное хранение готового блюда в металлической емкости приводит к тому, что алюминиевая посуда окисляется и начинает отравлять пищу.
- Для помешивания воспользуйтесь пластмассовой лопаткой или деревянной ложкой. Острые предметы могут повредить поверхность металла.
- Если не хотите, чтобы изделия из алюминия быстро почернели, не стоит варить в них воду без соли и неочищенный картофель.
- Металлическую посуду, в которой находились блюда с использованием молока, яиц и теста, лучше сначала промыть в холодной воде.
- Алюминий легко деформируется, об этом нужно помнить. Бережное отношение к изделию продлит срок его эксплуатации.
Брокколи: польза и вред для здоровья
Как очистить сложные загрязнения? Итак:
- Очистить алюминиевую сковородку или кастрюлю от жира поможет старый и эффективный способ: нанесите смесь из горчичного порошка и теплой воды, после чего тщательно протрите губкой.
- Для того чтобы избавиться от засохших остатков пищи, добавьте в теплую воду хозяйственное мыло или моющее средство и замачивайте час.
- Побороть неприятный запах, который появляется после длительного использования изделий на кухне, помогут уксус, горчичный порошок и кофейная гуща.
- Мыть алюминиевую посуду лучше вручную: риск повредить ее поверхность в посудомоечной машине достаточно велик.
Хранить изделия из алюминия необходимо в прохладном и сухом месте.
И вот еще небольшой бонус. В теплое время нет ничего лучше, чем активный отдых на природе с друзьями. Чтобы приготовить ароматные шашлыки или сварить уху, идеально подойдет котелок, вместительные кастрюли и другая утварь из легкого металла.
Овес: польза и противопоказания
Если после поездки ваша алюминиевая посуда потемнела, это не повод ее выбрасывать. Быстро очистить загрязнение можно, если прокипятить изделие, добавив 4 ст. л. уксуса.
Отдых на природе: Pexels
Подведем итоги. Главный миф об опасности использования посуды из алюминия уходит корнями в прошлое. Раньше сковородки и кастрюли делали из чистого металла, и риск его попадания в приготовленную пищу действительно был. Сегодня производители покрывают кухонные изделия особой оксидной пленкой, которая препятствует вступлению вещества в реакцию с продуктами питания.
Однако бережный уход за кухонной утварью — важная составляющая ее использования. Помните, что от поврежденной посуды лучше сразу же избавляться. Если же появятся нежелательные симптомы после приготовления пищи в кухонных изделиях из алюминия, посетите лечащего врача.
Современная алюминиевая посуда, вред которой существенно преувеличен в медиа, остается наиболее выгодным и экономным для семейного бюджета решением. Достоинства ее использования значительно превышают недостатки, а большинство мифов не имеют под собой почвы.
Внимание! Материал носит лишь ознакомительный характер. Не следует прибегать к описанным в нем методам лечения без предварительной консультации с врачом.
- Jeffrey D Weidenhamer. Metal exposures from aluminum cookware: An unrecognized public health risk in developing countries // National Library of Medicine. — 20176. — Режим доступа: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27866735/
- Laura J. Martin. Some Aluminum Water Bottles Leach BPA // WebMD. — 2011. — 12 July. — Режим доступа: https://www.webmd.com/food-recipes/features/cookware-plastics-shoppers-guide-to-food-safety#1
- Sanjeev Kumar. Role of Trace Elements in Alzheimer’s Disease // Scientific Research. — 2014. — Режим доступа: https://www.scirp.org/journal/paperinformation.aspx?paperid=64315
Автор: кандидат медицинских наук Анна Ивановна Тихомирова
Рецензент: кандидат медицинских наук, профессор Иван Георгиевич Максаков
Уникальная подборка новостей от нашего шеф-редактора
Источник
