地壳中的铝约占7.7%,仅次于氧和硫,是地壳中含量最丰富的金属元素,是铁的两倍。如今,铝制品无处不在,而且价格便宜。然而,作为历史地位和荣耀的象征,铝一直笼罩在神秘的光环中。

< h1级"pgc-h-arrow-right">"贵金属"下"祭坛"</h1>
我们的祖先很早就知道高岭土是用于瓷器的。事实上,高岭土是一种重要的硅酸铝。早在17世纪,德国化学家斯塔尔就意识到,明矾含有一种与普通金属性质不同的金属。至于铝的发现者,他们被认为是丹麦化学家Erstedz和德国化学家Weiler,他们在20世纪20年代用不含阿基明的氯化铝制造了自己的铝。1854年,法国人Dever使用钠来减少水溶性氯化铝,使用工业方法制备铝。但以这种方式生产的铝比黄金贵。
法国皇帝拿破仑三世曾经用金属铝制造头盔,这被描述为非常高贵。为了表彰门捷列夫对化学元素周期性定律的发现所做的科学贡献,英国皇家学会授予他一个特殊的铝制奖杯,这是一项至高无上的荣誉。
1886年,美国化学家霍尔和法国化学家赫洛特独立发明了铝电解法,将贵金属铝推下了祭坛。铝制造技术的进步导致铝金属价格暴跌,铝的应用迅速扩大。到20世纪中叶,世界铝产量首次超过铜。铝合金比例小,强度高,不易生锈。可广泛应用于日用炊具、建材、航空航天、造船等诸多领域。
在民用领域,铝合金广泛应用于建筑门窗和铝合金结构件,也用于动力长距离传动系统。在高科技领域,铝合金可用作制造卫星和运载火箭的原材料。据估计,铝合金约占飞机总重量的70%。由铝合金制成的军舰除了速度快外不容易被海水腐蚀。此外,它不是磁性的,不会被磁性地雷发现。因此,它具有重要的军事应用价值。
< h1级"pgc-h-arrow-right"从"书"到"食物"></h1>
在古代,中国宫廷军事斗争中常见的秘密通讯手段是"书",即用明矾水写的信。用明矾水写的字在干燥时不会在纸上留下任何笔迹,但是如果将其浸入水中,笔迹会立即出现。康熙的"读书事件"是由"书"时期引起的。
明矾又称白、钾、钾、明矾等,是含有硫酸钾和硫酸铝的复合盐,其中含有结晶水。明矾是中国最早广泛使用的盐类化合物之一。即使在今天,它仍然是我们生活中的全能者。首先,明矾具有抗菌特性,可用于食品保鲜。例如,将鸡蛋浸泡在6%-7%的明矾溶液中15分钟,并在取出后储存以防止鸡蛋变黄;
比起将蔬菜原料经0.1%明矾溶液浸泡处理,可使果蔬产品酥脆可口;
其原理是,水中明矾电离的金属离子容易水解,所得氢氧化铝吸收水中的杂质,使水清澈;南方人在用素食方块染色时,需要在染色丝或布料中添加明矾,绿色或明矾。
< h1级"pgc-h-right-arrow">铝进入快车道</h1>
研究表明,铝不是人体所需的微量元素,不被吸收。如果长时间暴饮含铝食物,一定量的积累会导致慢性毒性。过量摄入铝通常会导致神经损伤,甚至可能增加患阿尔茨海默病的风险。据报道,阿尔茨海默氏症患者脑组织中铝的含量比正常人高1.5-30倍,神经纤维缠结大脑中铝的含量明显增加。国外的公共卫生报告表明,在饮用水中铝含量高的地区,阿尔茨海默病的发病率很高。
1989年,世界卫生组织(WHO)和联合国粮食及农业组织(FAO)正式承认铝是一种食品污染物,并建议对其进行控制。在中国,铝在公众饮食中的含量并不乐观。早在2012年,《国家食品安全风险评估报告》就称,我国食品铝含量超过国家标准的40%是国家标准的2-9倍。根据世界卫生组织(who)的标准,每个人每周(安全)摄入2毫克/千克铝。然而,在中国,超过30%的人消费过多的铝。其中,4-6岁儿童的摄入量最高,是安全摄入量的2.6倍。
多年前,卫生部启动了一项限制使用铝添加剂的计划,这是我国膳食铝摄入量减少的重要措施。新修订的《食品添加剂使用标准》拟修改九种含铝食品添加剂的使用规定,废除关于使用三种含铝食品添加剂的规定,并取消在发酵面粉产品中使用硫酸钾和硫酸铵作为发酵剂。为了保护儿童的健康,新标准提出在膨化食品中不使用12种含铝食品添加剂。其中,涉及的合成着色剂品种包括红霉素及其铝色沉积物,靛蓝及其铝色沉积,亮蓝色及其铝色沉积物,柠檬黄及其铝色沉积物,日落黄及其铝色沉积物,焦糖红及其铝色沉积物。
<H1级"pgc-h-right-arrow">低碳时代的宠儿</h1>
虽然有必要控制铝添加剂在食品工业中的便利性,但铝仍然是现代工业中不可替代的宠儿和功勋。
铝的金属具有许多优良的性能,如低密度、良好的导热性、良好的导电性、良好的反射率、易加工性等特性决定了其应用价值。铝金属在铝合金制造中的应用在现代社会中发挥了更大的作用。虽然纯铝很软,但其合金强度很高。例如,将少量的铜,镁,锰和其他金属元素添加到铝中,以制成非常坚硬的铝合金。
中国高速铁路列车的外观与铝合金材料的应用密切相关。据悉,轻量化是高速列车技术突破的关键点之一,因为当列车运行时,每吨牵引重量消耗约12kw的功率,当列车达到300公里/小时时,每吨约16-17kw的功耗。为了减轻车身重量,提高其耐腐蚀性,高铁"子弹"的整个车身都涂有铝合金。由于铝合金的重量远低于钢,因此有利于减轻高速铁路列车的重量和速度,铝合金还可以提供良好的气密性。
铝合金在汽车工业中的应用将大大提高燃油经济性。由于铝合金的重量仅为钢的三分之一左右,因此它们将提供良好的燃油经济性。根据世界铝业协会的数据,车辆重量每减轻10%,燃料消耗就可以减少8%至10%。同时,对于汽车行业中使用的每1公斤铝合金,在车辆的整个生命周期内,排放量可以减少20公斤。因此,铝合金的应用具有节能减排的双重意义。