铝:修订间差异

求闻百科,共笔求闻
添加的内容 删除的内容
(撤销繁简转换)
标签回退
(机器人:清理不当的来源、移除无用的模板参数;整理源码)
 

(未显示3个用户的4个中间版本)

第79行: 第79行:
|publisher=[[CRC Press]]
|publisher=[[CRC Press]]
|isbn=0849304814
|isbn=0849304814
|
|
|
}}</ref>
}}</ref>
|electrical resistivity=
|electrical resistivity=
第119行: 第116行:
|publisher=[[洛斯阿拉莫斯国家实验室|Los Alamos National Laboratory]]
|publisher=[[洛斯阿拉莫斯国家实验室|Los Alamos National Laboratory]]
|accessdate=2013-03-03
|accessdate=2013-03-03
|
|
|
}}</ref>
}}</ref>
|prediction date=1787
|prediction date=1787
第142行: 第136行:
|publisher = [[威斯康星大学麦迪逊分校|University of Wisconsin]]
|publisher = [[威斯康星大学麦迪逊分校|University of Wisconsin]]
|accessdate = 2012-03-04
|accessdate = 2012-03-04
}}</ref>最主要的含铝[[矿石]]是[[铝土矿]]。
|
|
|
}}</ref>最主要的含铝[[矿石]]是[[铝土矿]]。


铝因其低[[密度]]以及耐[[腐蚀]](由于[[钝化]]现象)而受到重视。利用铝及其[[铝合金|合金]]制造的结构件不仅在[[航空航天]]工业中非常关键,在[[交通]]和结构材料领域也非常重要。最有用的铝[[化合物]]是它的[[氧化物]]和[[硫酸盐]]。
铝因其低[[密度]]以及耐[[腐蚀]](由于[[钝化]]现象)而受到重视。利用铝及其[[铝合金|合金]]制造的结构件不仅在[[航空航天]]工业中非常关键,在[[交通]]和结构材料领域也非常重要。最有用的铝[[化合物]]是它的[[氧化物]]和[[硫酸盐]]。
第152行: 第143行:


== 物理性质 ==
== 物理性质 ==
铝是[[轻金属]],[[密度]]为 2.70 g/cm<sup>3</sup>,僅是[[钢]]的三分之一左右。使铝制零件通过它们的轻盈易于识别。{{sfn|Lide|2004|p=4-3}}与大多数金属相比,铝的密度低是因为它的原子核要轻得多,而晶胞大小的差异并不能弥补这种差异。比铝的密度低的金属只有反应性太高,不能用作结构的[[碱金属]]和[[碱土金属]]([[铍]]和[[镁]]除外,但铍有剧毒)。<ref>{{cite journal|doi=10.1038/nchem.1033|title=A brighter beryllium|date=2011|last1=Puchta|first1=Ralph|journal=Nature Chemistry|volume=3|issue=5|pages=416|pmid=21505503|bibcode=2011NatCh...3..416P }}</ref>铝不像钢那样坚固和坚硬,但在[[航空航天]]工业等应用中,低密度弥补了这一点。{{sfn|Davis|1999|pp=1–3}}純鋁較軟,在300℃左右失去[[抗張強度]],[[熔点]]660.4度。經處理過的[[鋁合金]]較堅韌、易延展。有着金属光泽,光滑时表面银白而发亮,粗糙时呈暗灰色。无[[磁性]]且不易点燃。反射[[可见光]]能力强(约92%),反射中远[[红外线]]可达98%。纯铝相当软,缺乏强度。在大多数应用中,都会使用各种[[铝合金]],因为它们具有更高的强度和硬度。{{sfn|Davis|1999|p=2}}纯铝的[[屈服]]为7~11MPa,而铝合金可达200~600MPa。<ref name="Polmear1995">{{cite book |last1=Polmear |first1=I.J. |date=1995 |title=Light Alloys: Metallurgy of the Light Metals |edition=3 |publisher=[[Butterworth-Heinemann]] |isbn=978-0-340-63207-9}}</ref>铝是有[[延展性]]的,伸长率为 50-70%,<ref name="Cardarelli 2008 p158-163">{{Cite book|last=Cardarelli |first=François |title=Materials handbook : a concise desktop reference|url=https://archive.org/details/materialshandboo00card |date=2008|publisher=Springer|isbn=978-1-84628-669-8 |edition=2nd |location=London|pages=[https://archive.org/details/materialshandboo00card/page/n194 158]–163|oclc=261324602}}</ref>可以容易地进行{{le|拉拔 (金属加工)|Drawing_(manufacturing)|拉拔}}和[[挤型]]。{{sfn|Davis|1999|p=4}} 它也很容易被[[机械加工]]和{{le|铸造 (金属加工)|Casting (metalworking)|铸造}}。{{sfn|Davis|1999|p=4}}
铝是[[轻金属]],[[密度]]为 2.70 g/cm<sup>3</sup>,僅是[[钢]]的三分之一左右。使铝制零件通过它们的轻盈易于识别。{{sfn|Lide|2004|p=4-3}}与大多数金属相比,铝的密度低是因为它的原子核要轻得多,而晶胞大小的差异并不能弥补这种差异。比铝的密度低的金属只有反应性太高,不能用作结构的[[碱金属]]和[[碱土金属]]([[铍]]和[[镁]]除外,但铍有剧毒)。<ref>{{cite journal|doi=10.1038/nchem.1033|title=A brighter beryllium|date=2011|last1=Puchta|first1=Ralph|journal=Nature Chemistry|volume=3|issue=5|pages=416|pmid=21505503|bibcode=2011NatCh...3..416P }}</ref>铝不像钢那样坚固和坚硬,但在[[航空航天]]工业等应用中,低密度弥补了这一点。{{sfn|Davis|1999|pp=1–3}}純鋁較軟,在300℃左右失去[[抗張強度]],[[熔点]]660.4度。經處理過的[[鋁合金]]較堅韌、易延展。有着金属光泽,光滑时表面银白而发亮,粗糙时呈暗灰色。无[[磁性]]且不易点燃。反射[[可见光]]能力强(约92%),反射中远[[红外线]]可达98%。纯铝相当软,缺乏强度。在大多数应用中,都会使用各种[[铝合金]],因为它们具有更高的强度和硬度。{{sfn|Davis|1999|p=2}}纯铝的[[屈服]]为7~11MPa,而铝合金可达200~600MPa。<ref name="Polmear1995">{{cite book |last1=Polmear |first1=I.J. |date=1995 |title=Light Alloys: Metallurgy of the Light Metals |edition=3 |publisher=[[Butterworth-Heinemann]] |isbn=978-0-340-63207-9}}</ref>铝是有[[延展性]]的,伸长率为 50-70%,<ref name="Cardarelli 2008 p158-163">{{Cite book|last=Cardarelli |first=François |title=Materials handbook : a concise desktop reference||date=2008|publisher=Springer|isbn=978-1-84628-669-8 |edition=2nd |location=London|pages=158–163|oclc=261324602}}</ref>可以容易地进行{{le|拉拔 (金属加工)|Drawing_(manufacturing)|拉拔}}和[[挤型]]。{{sfn|Davis|1999|p=4}} 它也很容易被[[机械加工]]和{{le|铸造 (金属加工)|Casting (metalworking)|铸造}}。{{sfn|Davis|1999|p=4}}


铝有良好的[[导电]]导热性(都为[[铜]]的59%),而远轻于铜。{{sfn|Davis|1999|pp=2–3}}铝可以在低于1.2K 的温度和[[磁通量]]大于100[[高斯 (单位)|高斯]]下[[超导材料|超导]]。<ref>
铝有良好的[[导电]]导热性(都为[[铜]]的59%),而远轻于铜。{{sfn|Davis|1999|pp=2–3}}铝可以在低于1.2K 的温度和[[磁通量]]大于100[[高斯 (单位)|高斯]]下[[超导材料|超导]]。<ref>
第169行: 第160行:
铝原子有 13 个电子,[[电子排布]]为 &#91;[[Neon|Ne]]&#93;&nbsp;3s<sup>2</sup>&nbsp;3p<sup>1</sup>,{{sfn|Dean|1999|p=4.2}}比稳定的惰性气体氖多出三个电子。因此,铝的第一、第二和第三[[电离能]]的总和远低于第四电离能。{{sfn|Dean|1999|p=4.6}} 这种电子排布和其它硼族元素类似。在许多化学反应中,铝可以相对容易地释放其最外层的三个电子(见[[#化学性质|下]])。铝的[[电负性]]为 1.61 (鲍林标度)。{{sfn|Dean|1999|p=4.29}}
铝原子有 13 个电子,[[电子排布]]为 &#91;[[Neon|Ne]]&#93;&nbsp;3s<sup>2</sup>&nbsp;3p<sup>1</sup>,{{sfn|Dean|1999|p=4.2}}比稳定的惰性气体氖多出三个电子。因此,铝的第一、第二和第三[[电离能]]的总和远低于第四电离能。{{sfn|Dean|1999|p=4.6}} 这种电子排布和其它硼族元素类似。在许多化学反应中,铝可以相对容易地释放其最外层的三个电子(见[[#化学性质|下]])。铝的[[电负性]]为 1.61 (鲍林标度)。{{sfn|Dean|1999|p=4.29}}


一个自由铝原子的[[原子半径]]为 143&nbsp;[[皮米|pm]]。{{sfn|Dean|1999|p=4.30}}当三个价电子被移除时,Al<sup>3+</sup> 的[[离子半径]]缩小到 39&nbsp;pm(四配位)或 53.5&nbsp;pm(六配位)。{{sfn|Dean|1999|p=4.30}}在[[标准情况]]下,铝原子以[[面心立方晶系]]排列,由原子最外层电子提供的[[金属键]]结合,因此铝是一种金属。<ref name=Enghag2008/>许多金属都有这种晶系,例如[[铅]]和[[铜]]。铝的晶胞大小与其他金属相当。<ref name="Enghag2008">{{cite book|last=Enghag|first=Per|title=Encyclopedia of the Elements: Technical Data – History – Processing – Applications|url=https://books.google.com/books?id=fUmTX8yKU4gC|date=2008|publisher=John Wiley & Sons|isbn=978-3-527-61234-5|pages=139, 819, 949|access-date=2017-12-07|||}}</ref>然而,其它硼族元素都不是这种晶系的。硼的电离能太高而无法金属化,铊具有{{le|六方最密堆积|hexagonal close-packed}}结构,而镓和铟具有不是最密堆积的不寻常结构。铝原子可用于形成[[金属键]]的少量电子可能是它柔软、熔点低和[[电阻率]]低的原因。<ref name=Greenwood222>Greenwood and Earnshaw, pp. 222–4</ref>
一个自由铝原子的[[原子半径]]为 143&nbsp;[[皮米|pm]]。{{sfn|Dean|1999|p=4.30}}当三个价电子被移除时,Al<sup>3+</sup> 的[[离子半径]]缩小到 39&nbsp;pm(四配位)或 53.5&nbsp;pm(六配位)。{{sfn|Dean|1999|p=4.30}}在[[标准情况]]下,铝原子以[[面心立方晶系]]排列,由原子最外层电子提供的[[金属键]]结合,因此铝是一种金属。<ref name=Enghag2008/>许多金属都有这种晶系,例如[[铅]]和[[铜]]。铝的晶胞大小与其他金属相当。<ref name="Enghag2008">{{cite book|last=Enghag|first=Per|title=Encyclopedia of the Elements: Technical Data – History – Processing – Applications||date=2008|publisher=John Wiley & Sons|isbn=978-3-527-61234-5|pages=139, 819, 949|access-date=2017-12-07}}</ref>然而,其它硼族元素都不是这种晶系的。硼的电离能太高而无法金属化,铊具有{{le|六方最密堆积|hexagonal close-packed}}结构,而镓和铟具有不是最密堆积的不寻常结构。铝原子可用于形成[[金属键]]的少量电子可能是它柔软、熔点低和[[电阻率]]低的原因。<ref name=Greenwood222>Greenwood and Earnshaw, pp. 222–4</ref>


=== 同位素 ===
=== 同位素 ===
第175行: 第166行:
在所有铝同位素中,只有{{SimpleNuclide|Aluminium}}是稳定的。这在原子序是奇数的元素中很常见。{{efn|没有一种原子序是奇数的元素有超过两个稳定同位素,而原子序为偶数的元素具有多种稳定同位素,锡(元素50)在所有元素中的稳定同位素数量最多,有十个。唯一的例外是[[铍]],它的原子序是偶数但只有一种稳定同位素。<ref name=IAEA/>参见{{le|奇数和偶数原子核|Even and odd atomic nuclei}}来获得更多详情。}}它是唯一一种{{le|原生同位素|primordial nuclide|原生铝同位素}},也就是从地球形成到现在一直存在的同位素。地球上几乎所有的铝都是这种同位素,使得铝是一种{{le|单一自然同位素元素|mononuclidic element}}。铝的{{le|标准原子量|standard atomic weight}}几乎和铝-27的质量一样。这使得铝在[[核磁共振]] (NMR)中非常有用,因为铝-27有很高的 NMR灵敏度。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=242–252}}铝的标准原子量相较于其它金属很低,{{efn|大多数其它金属具有更大的标准原子量:例如,铁的原子量是 55.8,铜 63.5,铅 207.2。<ref>{{CIAAW2013}}</ref>}}这对元素的属性有影响。
在所有铝同位素中,只有{{SimpleNuclide|Aluminium}}是稳定的。这在原子序是奇数的元素中很常见。{{efn|没有一种原子序是奇数的元素有超过两个稳定同位素,而原子序为偶数的元素具有多种稳定同位素,锡(元素50)在所有元素中的稳定同位素数量最多,有十个。唯一的例外是[[铍]],它的原子序是偶数但只有一种稳定同位素。<ref name=IAEA/>参见{{le|奇数和偶数原子核|Even and odd atomic nuclei}}来获得更多详情。}}它是唯一一种{{le|原生同位素|primordial nuclide|原生铝同位素}},也就是从地球形成到现在一直存在的同位素。地球上几乎所有的铝都是这种同位素,使得铝是一种{{le|单一自然同位素元素|mononuclidic element}}。铝的{{le|标准原子量|standard atomic weight}}几乎和铝-27的质量一样。这使得铝在[[核磁共振]] (NMR)中非常有用,因为铝-27有很高的 NMR灵敏度。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=242–252}}铝的标准原子量相较于其它金属很低,{{efn|大多数其它金属具有更大的标准原子量:例如,铁的原子量是 55.8,铜 63.5,铅 207.2。<ref>{{CIAAW2013}}</ref>}}这对元素的属性有影响。


剩下的铝同位素都有[[放射性]]。其中最稳定的是{{le|铝-26|Aluminium-26|<sup>26</sup>Al}}:虽然它与稳定的 <sup>27</sup>Al 一起存在于形成太阳系的星际介质中,也是可以通过[[恒星核合成]]产生的,但它的[[半衰期]]只有 717000 年,因此自行星形成以来,铝-26就全部衰变了。<ref>{{cite web |url=https://ciaaw.org/aluminium.htm |title=Aluminium |publisher=The Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights |access-date=2020-10-20 |||}}</ref>然而,由于[[宇宙射线]]质子轰击[[大气层]]中的[[氩气]]引起{{le|散裂|Spallation}},会产生微量的 <sup>26</sup>Al。<sup>26</sup>Al 和[[铍-10|<sup>10</sup>Be]]的比例可用于[[放射性定年法]],适用于 10<sup>5</sup> 至10<sup>6</sup> 年的尺度(运输、沉积、[[沉积物]]储存、埋藏时间和侵蚀)。<ref>{{cite book|chapter-url=http://www.onafarawayday.com/Radiogenic/Ch14/Ch14-6.htm|title=Radiogenic Isotope Geology|last1=Dickin|first1=A.P.|date=2005|publisher=Cambridge University Press|isbn=978-0-521-53017-0|chapter=''In situ'' Cosmogenic Isotopes||||access-date=2008-07-16}}</ref>大多数陨石学家认为,<sup>26</sup>Al 衰变释放的能量是一些[[小行星]]在 45.5 亿年前形成后熔化和[[行星分异|分异]]的原因。<ref>{{cite book|title=Thunderstones and Shooting Stars|url=https://archive.org/details/thunderstonessho00dodd_673||last1=Dodd|first1=R.T.|date=1986|publisher=Harvard University Press|isbn=978-0-674-89137-1|pages=[https://archive.org/details/thunderstonessho00dodd_673/page/n99 89]–90}}</ref>
剩下的铝同位素都有[[放射性]]。其中最稳定的是{{le|铝-26|Aluminium-26|<sup>26</sup>Al}}:虽然它与稳定的 <sup>27</sup>Al 一起存在于形成太阳系的星际介质中,也是可以通过[[恒星核合成]]产生的,但它的[[半衰期]]只有 717000 年,因此自行星形成以来,铝-26就全部衰变了。<ref>{{cite web |url=https://ciaaw.org/aluminium.htm |title=Aluminium |publisher=The Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights |access-date=2020-10-20 }}</ref>然而,由于[[宇宙射线]]质子轰击[[大气层]]中的[[氩气]]引起{{le|散裂|Spallation}},会产生微量的 <sup>26</sup>Al。<sup>26</sup>Al 和[[铍-10|<sup>10</sup>Be]]的比例可用于[[放射性定年法]],适用于 10<sup>5</sup> 至10<sup>6</sup> 年的尺度(运输、沉积、[[沉积物]]储存、埋藏时间和侵蚀)。<ref>{{cite book||title=Radiogenic Isotope Geology|last1=Dickin|first1=A.P.|date=2005|publisher=Cambridge University Press|isbn=978-0-521-53017-0|chapter=''In situ'' Cosmogenic Isotopes||||access-date=2008-07-16}}</ref>大多数陨石学家认为,<sup>26</sup>Al 衰变释放的能量是一些[[小行星]]在 45.5 亿年前形成后熔化和[[行星分异|分异]]的原因。<ref>{{cite book|title=Thunderstones and Shooting Stars|||last1=Dodd|first1=R.T.|date=1986|publisher=Harvard University Press|isbn=978-0-674-89137-1|pages=89–90}}</ref>


剩下的铝同位素的[[质量数]]介于 22 到43之间,半衰期都小于一小时。铝还有三个已知的[[同核异构体]],半衰期都小于一分钟。<ref name=IAEA>{{cite web |url=https://www-nds.iaea.org/relnsd/vcharthtml/VChartHTML.html |title=Livechart – Table of Nuclides – Nuclear structure and decay data |author=IAEA – Nuclear Data Section |year=2017 |website=www-nds.iaea.org |publisher=[[International Atomic Energy Agency]] |access-date=2017-03-31 |||}}</ref>
剩下的铝同位素的[[质量数]]介于 22 到43之间,半衰期都小于一小时。铝还有三个已知的[[同核异构体]],半衰期都小于一分钟。<ref name=IAEA>{{cite web |url=https://www-nds.iaea.org/relnsd/vcharthtml/VChartHTML.html |title=Livechart – Table of Nuclides – Nuclear structure and decay data |author=IAEA – Nuclear Data Section |year=2017 |website=www-nds.iaea.org |publisher=[[International Atomic Energy Agency]] |access-date=2017-03-31 }}</ref>


== 化学性质 ==
== 化学性质 ==
第185行: 第176行:
铝的[[原子实]]的电子结构是[[惰性气体]]核心,而较重的同系物[[镓]]、[[铟]]、[[铊]]和[[钅尔]]已经有充满的 d壳层,有些还有 f壳层。因此,铝的内部电子几乎完全屏蔽了价电子,这与铝较重的同系物不同。铝是整个硼族元素中电正性最高的元素,它的氢氧化物也比氢氧化镓的碱性更强。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=224–227}}{{efn|事实上,铝的电正性、对氧的高亲和力和高负值的[[标准电极电势]]都与[[钪]]、[[钇]]、[[镧]]和[[锕]]相似,它们像铝一样在惰性气体核心外具有三个价电子,显示出连续的趋势。然而,硼族元素的趋势被镓添加的 d壳层和由此产生的[[d区块收缩]]和铊添加的 f壳层以及由此产生的[[镧系收缩]]打破。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=224–227}}}}铝与同族的类金属硼也有细微的相似之处:AlX<sub>3</sub> 和 BX<sub>3</sub> 是[[等电子体]](它们具有相同的价电子结构 ),并且两者都表现为[[路易斯酸]],且很容易形成[[加合物]]。{{sfn|King|1995|p=241}}
铝的[[原子实]]的电子结构是[[惰性气体]]核心,而较重的同系物[[镓]]、[[铟]]、[[铊]]和[[钅尔]]已经有充满的 d壳层,有些还有 f壳层。因此,铝的内部电子几乎完全屏蔽了价电子,这与铝较重的同系物不同。铝是整个硼族元素中电正性最高的元素,它的氢氧化物也比氢氧化镓的碱性更强。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=224–227}}{{efn|事实上,铝的电正性、对氧的高亲和力和高负值的[[标准电极电势]]都与[[钪]]、[[钇]]、[[镧]]和[[锕]]相似,它们像铝一样在惰性气体核心外具有三个价电子,显示出连续的趋势。然而,硼族元素的趋势被镓添加的 d壳层和由此产生的[[d区块收缩]]和铊添加的 f壳层以及由此产生的[[镧系收缩]]打破。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=224–227}}}}铝与同族的类金属硼也有细微的相似之处:AlX<sub>3</sub> 和 BX<sub>3</sub> 是[[等电子体]](它们具有相同的价电子结构 ),并且两者都表现为[[路易斯酸]],且很容易形成[[加合物]]。{{sfn|King|1995|p=241}}


铝容易與[[氧]]反應,暴露于[[空气]]中会在其表面生成致密的[[氧化铝|氧化铝 Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]](此过程为[[钝化]])薄层(室温下厚度为5纳米)<ref>{{Cite book|last=Hatch|first=John E.|title=Aluminum : properties and physical metallurgy|date=1984|publisher=American Society for Metals|others=Aluminum Association., American Society for Metals.|isbn=978-1-61503-169-6|location=Metals Park, Ohio|pages=242|oclc=759213422}}</ref>,有效的防止其继续[[氧化]],或是与水和稀酸反应。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=224–227}}<ref name="CorrAl">{{cite book|url=https://books.google.com/books?id=NAABS5KrVDYC&pg=PA81|title=Corrosion of Aluminium|last=Vargel|first=Christian|date=2004|publisher=Elsevier|isbn=978-0-08-044495-6|orig-year=French edition published 1999|||}}</ref>由于铝具有一般的耐腐蚀性,因此它是为数不多的以细粉形式保留银色的金属之一,使其成为[[银色]]颜料的重要组成部分。<ref>{{cite book|last1=Macleod|first1=H.A.|title=Thin-film optical filters|date=2001|publisher=CRC Press|isbn=978-0-7503-0688-1|pages=158159}}</ref>在[[常温]]下,铝在强氧化性酸中被[[钝化]],不与它们反应,所以[[浓硝酸]]、[[浓硫酸]]和一些有机酸是用铝罐存放的。<ref name="Ullmann">{{cite book|last1=Frank|first1=W.B.|title=Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry|title-link=Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry|date=2009|publisher=Wiley-VCH|isbn=978-3-527-30673-2|chapter=Aluminum|doi=10.1002/14356007.a01_459.pub2}}</ref>
铝容易與[[氧]]反應,暴露于[[空气]]中会在其表面生成致密的[[氧化铝|氧化铝 Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]](此过程为[[钝化]])薄层(室温下厚度为5纳米)<ref>{{Cite book|last=Hatch|first=John E.|title=Aluminum : properties and physical metallurgy|date=1984|publisher=American Society for Metals|others=Aluminum Association., American Society for Metals.|isbn=978-1-61503-169-6|location=Metals Park, Ohio|pages=242|oclc=759213422}}</ref>,有效的防止其继续[[氧化]],或是与水和稀酸反应。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=224–227}}<ref name="CorrAl">{{cite book||title=Corrosion of Aluminium|last=Vargel|first=Christian|date=2004|publisher=Elsevier|isbn=978-0-08-044495-6|orig-year=French edition published 1999}}</ref>由于铝具有一般的耐腐蚀性,因此它是为数不多的以细粉形式保留银色的金属之一,使其成为[[银色]]颜料的重要组成部分。<ref>{{cite book|last1=Macleod|first1=H.A.|title=Thin-film optical filters|date=2001|publisher=CRC Press|isbn=978-0-7503-0688-1|pages=158159}}</ref>在[[常温]]下,铝在强氧化性酸中被[[钝化]],不与它们反应,所以[[浓硝酸]]、[[浓硫酸]]和一些有机酸是用铝罐存放的。<ref name="Ullmann">{{cite book|last1=Frank|first1=W.B.|title=Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry|title-link=Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry|date=2009|publisher=Wiley-VCH|isbn=978-3-527-30673-2|chapter=Aluminum|doi=10.1002/14356007.a01_459.pub2}}</ref>


在热浓[[盐酸]]中,铝与水反应放出氢气,并在[[氢氧化钠]]或[[氢氧化钾]]水溶液中形成[[铝酸盐]]——在这些条件下保护性钝化可以忽略不计。<ref name="Beal1999" />[[王水]]也会溶解铝。<ref name="Ullmann" />铝会被溶解的[[氯化物]]腐蚀,例如常见的[[氯化钠]],这就是为什么家用管道从不由铝制成的原因。<ref name="Beal1999">{{cite book|url=https://books.google.com/books?id=Askwi3lXdlcC&pg=PA90|title=Engine Coolant Testing : Fourth Volume|last=Beal|first=Roy E.|year=1999|publisher=ASTM International|isbn=978-0-8031-2610-7|page=90|||}}</ref>铝的氧化层会因为[[汞]]的[[汞齐]]化,或是接触电正性元素的盐而被破坏。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=224–227}} 因此,由于[[伽凡尼电池]]与合金化[[铜]]的反应,最强的铝合金的耐腐蚀性较差,<ref name="Polmear1995" />铝的耐腐蚀性也会因含水盐的存在而大大降低,尤其是在有不同金属存在的情况下。<ref name="Greenwood222" />
在热浓[[盐酸]]中,铝与水反应放出氢气,并在[[氢氧化钠]]或[[氢氧化钾]]水溶液中形成[[铝酸盐]]——在这些条件下保护性钝化可以忽略不计。<ref name="Beal1999" />[[王水]]也会溶解铝。<ref name="Ullmann" />铝会被溶解的[[氯化物]]腐蚀,例如常见的[[氯化钠]],这就是为什么家用管道从不由铝制成的原因。<ref name="Beal1999">{{cite book||title=Engine Coolant Testing : Fourth Volume|last=Beal|first=Roy E.|year=1999|publisher=ASTM International|isbn=978-0-8031-2610-7|page=90}}</ref>铝的氧化层会因为[[汞]]的[[汞齐]]化,或是接触电正性元素的盐而被破坏。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=224–227}} 因此,由于[[伽凡尼电池]]与合金化[[铜]]的反应,最强的铝合金的耐腐蚀性较差,<ref name="Polmear1995" />铝的耐腐蚀性也会因含水盐的存在而大大降低,尤其是在有不同金属存在的情况下。<ref name="Greenwood222" />


铝和大部分非金属加热时反应,形成像是[[氮化铝]] (AlN)、[[硫化铝]] (Al<sub>2</sub>S<sub>3</sub>)和卤化铝 (AlX<sub>3</sub>)的化合物。铝也可以和几乎整个周期表的元素混合,形成[[金属间化合物]]。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=224–227}}
铝和大部分非金属加热时反应,形成像是[[氮化铝]] (AlN)、[[硫化铝]] (Al<sub>2</sub>S<sub>3</sub>)和卤化铝 (AlX<sub>3</sub>)的化合物。铝也可以和几乎整个周期表的元素混合,形成[[金属间化合物]]。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=224–227}}
第204行: 第195行:
铝在重卤化物中的配位数较少。这些卤化物是[[二聚体]]或[[多聚体]],含有四配位铝中心。[[氯化铝]] (AlCl<sub>3</sub>) 在熔点{{convert|192.4|°C|0|abbr=on}} 以下时为层状聚合物结构,在液态为 Al<sub>2</sub>Cl<sub>6</sub> 二聚体。在高温下,它会分解成AlCl<sub>3</sub> 单体,结构类似于[[三氯化硼|BCl<sub>3</sub>]]。[[溴化铝]]和[[碘化铝]]在固态、液态和气态都是 Al<sub>2</sub>X<sub>6</sub>二聚体,因此在改变相态时没有显著的变化。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=233–237}}它们都可以由铝和卤素直接反应而成。三卤化铝可以形成许多[[加合物]]或配合物。它们是[[路易斯酸]],使它们可用作[[傅-克反应]]的[[催化剂]]。三氯化铝具有涉及该反应的主要工业用途,例如制造[[蒽醌]]和[[苯乙烯]]。它也经常用作其它铝化合物的前体和将非金属氟化物转化为相应氯化物的试剂({{le|转移卤化反应|Transhalogenation}})。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=233–237}}
铝在重卤化物中的配位数较少。这些卤化物是[[二聚体]]或[[多聚体]],含有四配位铝中心。[[氯化铝]] (AlCl<sub>3</sub>) 在熔点{{convert|192.4|°C|0|abbr=on}} 以下时为层状聚合物结构,在液态为 Al<sub>2</sub>Cl<sub>6</sub> 二聚体。在高温下,它会分解成AlCl<sub>3</sub> 单体,结构类似于[[三氯化硼|BCl<sub>3</sub>]]。[[溴化铝]]和[[碘化铝]]在固态、液态和气态都是 Al<sub>2</sub>X<sub>6</sub>二聚体,因此在改变相态时没有显著的变化。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=233–237}}它们都可以由铝和卤素直接反应而成。三卤化铝可以形成许多[[加合物]]或配合物。它们是[[路易斯酸]],使它们可用作[[傅-克反应]]的[[催化剂]]。三氯化铝具有涉及该反应的主要工业用途,例如制造[[蒽醌]]和[[苯乙烯]]。它也经常用作其它铝化合物的前体和将非金属氟化物转化为相应氯化物的试剂({{le|转移卤化反应|Transhalogenation}})。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=233–237}}


铝形成一种稳定的氧化物——[[氧化铝]],[[化学式]] Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>。<ref>{{Cite book|url=https://books.google.com/books?id=MYAABAAAQBAJ&q=Aluminium+forms+one+stable+oxide,+known+by+its+mineral+name+corundum&pg=PA14|title=Pigment Compendium|last1=Eastaugh|first1=Nicholas|last2=Walsh|first2=Valentine|last3=Chaplin|first3=Tracey|last4=Siddall|first4=Ruth|date=2008|publisher=Routledge|isbn=978-1-136-37393-0|language=en|access-date=2020-10-01|||}}</ref>它在自然界中以[[刚玉]](α-氧化铝)的形式存在。<ref>{{Cite book|url=https://books.google.com/books?id=X2NZAAAAYAAJ&q=Aluminium+forms+one+stable+oxide,+known+by+its+mineral+name+corundum&pg=PA718|title=A treatise on chemistry|last1=Roscoe|first1=Henry Enfield|last2=Schorlemmer|first2=Carl|date=1913|publisher=Macmillan|language=en|access-date=2020-10-01|||}}</ref>γ-氧化铝也是存在的。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=242–252}}氧化铝的结晶——[[刚玉]]是非常硬的([[莫氏硬度]] 9),有着高熔点 {{convert|2045|°C|0|abbr=on}},极低的挥发性,化学惰性,也是良好的电绝缘体。它常用于磨料(如牙膏)、耐火材料和[[陶瓷器]],以及作为电解生产铝金属的起始材料。[[蓝宝石]]和[[红宝石]]是不纯的刚玉,里面有其它金属。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=242–252}}两种碱式氧化铝,化学式 AlO(OH)的晶体分别为[[勃姆石]]和{{le|diaspore}}。氢氧化铝有三种主要的矿物:{{le|bayerite}}、{{le|gibbsite}}和[[nordstrandite]],它们的晶体结构不同。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=242–252}}
铝形成一种稳定的氧化物——[[氧化铝]],[[化学式]] Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>。<ref>{{Cite book||title=Pigment Compendium|last1=Eastaugh|first1=Nicholas|last2=Walsh|first2=Valentine|last3=Chaplin|first3=Tracey|last4=Siddall|first4=Ruth|date=2008|publisher=Routledge|isbn=978-1-136-37393-0|language=en|access-date=2020-10-01}}</ref>它在自然界中以[[刚玉]](α-氧化铝)的形式存在。<ref>{{Cite book||title=A treatise on chemistry|last1=Roscoe|first1=Henry Enfield|last2=Schorlemmer|first2=Carl|date=1913|publisher=Macmillan|language=en|access-date=2020-10-01}}</ref>γ-氧化铝也是存在的。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=242–252}}氧化铝的结晶——[[刚玉]]是非常硬的([[莫氏硬度]] 9),有着高熔点 {{convert|2045|°C|0|abbr=on}},极低的挥发性,化学惰性,也是良好的电绝缘体。它常用于磨料(如牙膏)、耐火材料和[[陶瓷器]],以及作为电解生产铝金属的起始材料。[[蓝宝石]]和[[红宝石]]是不纯的刚玉,里面有其它金属。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=242–252}}两种碱式氧化铝,化学式 AlO(OH)的晶体分别为[[勃姆石]]和{{le|diaspore}}。氢氧化铝有三种主要的矿物:{{le|bayerite}}、{{le|gibbsite}}和[[nordstrandite]],它们的晶体结构不同。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=242–252}}


铝有三种标准情况下稳定的[[硫属化物]],分别为[[硫化铝]] (Al<sub>2</sub>S<sub>3</sub>)、[[硒化铝]] (Al<sub>2</sub>Se<sub>3</sub>)和[[碲化铝]] (Al<sub>2</sub>Te<sub>3</sub>)。它们三个都可以由铝的硫属元素在{{convert|1000|°C|-2|abbr=on}}下反应而成。它们会迅速水解,形成氢氧化铝和对应的[[氧族元素氢化物]]。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=252–257}}
铝有三种标准情况下稳定的[[硫属化物]],分别为[[硫化铝]] (Al<sub>2</sub>S<sub>3</sub>)、[[硒化铝]] (Al<sub>2</sub>Se<sub>3</sub>)和[[碲化铝]] (Al<sub>2</sub>Te<sub>3</sub>)。它们三个都可以由铝的硫属元素在{{convert|1000|°C|-2|abbr=on}}下反应而成。它们会迅速水解,形成氢氧化铝和对应的[[氧族元素氢化物]]。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=252–257}}
第210行: 第201行:
铝有四种{{le|氮族元素化物|pnictide}}——[[氮化铝]] (AlN)、[[磷化铝]] (AlP)、[[砷化铝]] (AlAs)和[[锑化铝]] (AlSb)。它们都是[[三五半导体]],和[[硅]]和[[锗]]是等电子体,除了 AlN 外,所有这些都具有[[闪锌矿]]结构。它们都可以由在高温(可能需要高压)下组成元素直接反应而成。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=252–257}}
铝有四种{{le|氮族元素化物|pnictide}}——[[氮化铝]] (AlN)、[[磷化铝]] (AlP)、[[砷化铝]] (AlAs)和[[锑化铝]] (AlSb)。它们都是[[三五半导体]],和[[硅]]和[[锗]]是等电子体,除了 AlN 外,所有这些都具有[[闪锌矿]]结构。它们都可以由在高温(可能需要高压)下组成元素直接反应而成。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=252–257}}


铝和其它金属(大多数[[碱金属]]和硼族元素除外)形成的合金和 150 种[[金属互化物]]都是已知的。制备这些合金和金属互化物的方法包括按一定比例将金属混合加热,然后逐渐冷却和[[退火]]。它们中的键主要是[[金属键]],晶体结构主要取决于堆积效率。<ref>{{Cite book|last=Downs|first=A. J.|url=https://books.google.com/books?id=v-04Kn758yIC&q=intermetallic+aluminium&pg=PA218|title=Chemistry of Aluminium, Gallium, Indium and Thallium|date=1993|publisher=Springer Science & Business Media|isbn=978-0-7514-0103-5|pages=218|language=en|access-date=2020-10-01|||}}</ref>
铝和其它金属(大多数[[碱金属]]和硼族元素除外)形成的合金和 150 种[[金属互化物]]都是已知的。制备这些合金和金属互化物的方法包括按一定比例将金属混合加热,然后逐渐冷却和[[退火]]。它们中的键主要是[[金属键]],晶体结构主要取决于堆积效率。<ref>{{Cite book|last=Downs|first=A. J.||title=Chemistry of Aluminium, Gallium, Indium and Thallium|date=1993|publisher=Springer Science & Business Media|isbn=978-0-7514-0103-5|pages=218|language=en|access-date=2020-10-01}}</ref>


铝也有一些低氧化态的化合物。一些{{le|铝(I)|aluminium(I)}}化合物是已知的:AlF、AlCl、AlBr和 AlI 存在于气相。它们可以由三卤化铝和金属铝加热或在低温下反应而成。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=233–237}}一种稳定的一碘化铝衍生物是它和[[三乙胺]] 形成的[[加合物]],化学式 {{math|Al<sub>4</sub>I<sub>4</sub>(NEt<sub>3</sub>)<sub>4</sub>}}。Al<sub>2</sub>O 和Al<sub>2</sub>S 也存在,不过非常不稳定。<ref name="al1">{{cite journal
铝也有一些低氧化态的化合物。一些{{le|铝(I)|aluminium(I)}}化合物是已知的:AlF、AlCl、AlBr和 AlI 存在于气相。它们可以由三卤化铝和金属铝加热或在低温下反应而成。{{sfn|Greenwood|Earnshaw|1997|pp=233–237}}一种稳定的一碘化铝衍生物是它和[[三乙胺]] 形成的[[加合物]],化学式 {{math|Al<sub>4</sub>I<sub>4</sub>(NEt<sub>3</sub>)<sub>4</sub>}}。Al<sub>2</sub>O 和Al<sub>2</sub>S 也存在,不过非常不稳定。<ref name="al1">{{cite journal
第236行: 第227行:
|date=1962
|date=1962
|title=Absorption Spectra of M-Type Mira Variables
|title=Absorption Spectra of M-Type Mira Variables
|url=https://archive.org/details/sim_astrophysical-journal_1962-07_136_1/page/21 |journal=[[The Astrophysical Journal]]
||journal=[[The Astrophysical Journal]]
|volume=136 |page=21
|volume=136 |page=21
|bibcode=1962ApJ...136...21M
|bibcode=1962ApJ...136...21M
第253行: 第244行:
=== 有机铝化合物和相关的氢化物 ===
=== 有机铝化合物和相关的氢化物 ===
{{main|有机铝化合物}}
{{main|有机铝化合物}}
[[File:Trimethylaluminium-from-xtal-3D-bs-17-25.png|缩略图|upright=1.0||[[三甲基铝]]的结构,含有五配位碳。]]
[[File:Trimethylaluminium-from-xtal-3D-bs-17-25.png|thumb|upright=1.0|left|[[三甲基铝]]的结构,含有五配位碳。]]


一系列实验式 AlR<sub>3</sub> 和 AlR<sub>1.5</sub>Cl<sub>1.5</sub> 的化合物都是已知的。<ref>{{cite book
一系列实验式 AlR<sub>3</sub> 和 AlR<sub>1.5</sub>Cl<sub>1.5</sub> 的化合物都是已知的。<ref>{{cite book
第267行: 第258行:
== 自然分布 ==
== 自然分布 ==
=== 太空 ===
=== 太空 ===
铝在[[太阳系]]的丰度是 3.15 [[百万分率|ppm]]。<ref name=Lodders>{{cite journal |last1=Lodders |first1=K. |title=Solar System abundances and condensation temperatures of the elements |url=http://solarsystem.wustl.edu/wp-content/uploads/reprints/2003/Lodders%202003%20ApJ%20Elemental%20abundances.pdf |year=2003 |pages=1220–1247 |journal=[[The Astrophysical Journal]] |volume=591 |issue=2 |issn=0004-637X |doi=10.1086/375492 |bibcode=2003ApJ...591.1220L |access-date=2018-06-15 |||}}</ref>{{efn|来源中的丰度是相对于硅而不是按粒子表示法列出的。在定义硅为 10<sup>6</sup>时,所有元素的总和为 2.6682{{e|10}} ,其中铝就是其中的 8.410{{e|4}}。}}它是宇宙中第12多的元素,也是奇原子序的元素中第三多的,仅次于氢和氮。<ref name=Lodders/>铝唯一的稳定同位素<sup>27</sup>Al,是宇宙中第18多的核素。它几乎是在大质量恒星中的碳融合之后产生的,这些恒星后来将成为[[II型超新星]]。碳融合会产生 <sup>26</sup>Mg,然后这种同位素吸收一个质子或中子,形成铝-27。较少的 <sup>27</sup>Al则是在[[氢燃烧]]中,<sup>26</sup>Mg捕获一个质子而成的。<ref name="Clayton"/>几乎所有的铝都是 <sup>27</sup>Al,而当时存在于太阳系的<sup>26</sup>Al 的丰度为 <sup>27</sup>Al的 0.005%。不过,728,000 年的半衰期无法使铝-26在今天仍然存在,因此<sup>26</sup>Al {{le|灭绝同位素|extinct radionuclide|灭绝}}了。<ref name="Clayton">{{Cite book|last=Clayton|first=D.|url=https://www.worldcat.org/oclc/609856530|title=Handbook of Isotopes in the Cosmos : Hydrogen to Gallium.|date=2003|publisher=Cambridge University Press|isbn=978-0-511-67305-4|location=Leiden|pages=129–137|oclc=609856530|access-date=2020-09-13|||}}</ref>不像<sup>27</sup>Al,氢燃烧是 <sup>26</sup>Al的主要来源,由 <sup>25</sup>Mg 和自由质子聚合而成。不过,今天仍然存在的微量的<sup>26</sup>Al 是[[星际物质]]中最常见的[[伽马射线]]发射体。<ref name="Clayton"/>如果那时的<sup>26</sup>Al 仍然存在,银河系的[[伽马射线天文学|伽马射线图]]将会更亮。<ref name="Clayton"/>
铝在[[太阳系]]的丰度是 3.15 [[百万分率|ppm]]。<ref name=Lodders>{{cite journal |last1=Lodders |first1=K. |title=Solar System abundances and condensation temperatures of the elements |url=http://solarsystem.wustl.edu/wp-content/uploads/reprints/2003/Lodders%202003%20ApJ%20Elemental%20abundances.pdf |year=2003 |pages=1220–1247 |journal=[[The Astrophysical Journal]] |volume=591 |issue=2 |issn=0004-637X |doi=10.1086/375492 |bibcode=2003ApJ...591.1220L |access-date=2018-06-15 }}</ref>{{efn|来源中的丰度是相对于硅而不是按粒子表示法列出的。在定义硅为 10<sup>6</sup>时,所有元素的总和为 2.6682{{e|10}} ,其中铝就是其中的 8.410{{e|4}}。}}它是宇宙中第12多的元素,也是奇原子序的元素中第三多的,仅次于氢和氮。<ref name=Lodders/>铝唯一的稳定同位素<sup>27</sup>Al,是宇宙中第18多的核素。它几乎是在大质量恒星中的碳融合之后产生的,这些恒星后来将成为[[II型超新星]]。碳融合会产生 <sup>26</sup>Mg,然后这种同位素吸收一个质子或中子,形成铝-27。较少的 <sup>27</sup>Al则是在[[氢燃烧]]中,<sup>26</sup>Mg捕获一个质子而成的。<ref name="Clayton"/>几乎所有的铝都是 <sup>27</sup>Al,而当时存在于太阳系的<sup>26</sup>Al 的丰度为 <sup>27</sup>Al的 0.005%。不过,728,000 年的半衰期无法使铝-26在今天仍然存在,因此<sup>26</sup>Al {{le|灭绝同位素|extinct radionuclide|灭绝}}了。<ref name="Clayton">{{Cite book|last=Clayton|first=D.|url=https://www.worldcat.org/oclc/609856530|title=Handbook of Isotopes in the Cosmos : Hydrogen to Gallium.|date=2003|publisher=Cambridge University Press|isbn=978-0-511-67305-4|location=Leiden|pages=129–137|oclc=609856530|access-date=2020-09-13}}</ref>不像<sup>27</sup>Al,氢燃烧是 <sup>26</sup>Al的主要来源,由 <sup>25</sup>Mg 和自由质子聚合而成。不过,今天仍然存在的微量的<sup>26</sup>Al 是[[星际物质]]中最常见的[[伽马射线]]发射体。<ref name="Clayton"/>如果那时的<sup>26</sup>Al 仍然存在,银河系的[[伽马射线天文学|伽马射线图]]将会更亮。<ref name="Clayton"/>


=== 地球 ===
=== 地球 ===
[[File:Bauxite hérault.JPG|缩略图|[[铝土矿]],是铝主要的矿物。它的红棕色来自于[[氧化铁]]矿物。]]
[[File:Bauxite hérault.JPG|thumb|[[铝土矿]],是铝主要的矿物。它的红棕色来自于[[氧化铁]]矿物。]]
整个地球由 1.59% 的铝组成(质量计,排在第七位)<ref name="mit1">William F McDonough [https://web.archive.org/web/20110928074153/http://quake.mit.edu/hilstgroup/CoreMantle/EarthCompo.pdf The composition of the Earth]. quake.mit.edu, archived by the Internet Archive Wayback Machine.</ref>地壳中的铝则更加丰富,因为它易于形成氧化物,并被束缚在岩石而留在[[地壳]]中,而活性较低的金属沉入地核。<ref name="Clayton"/>在地壳中,铝是丰度最高的金属,占了 8.23%(质量计),<ref name="Cardarelli 2008 p158-163" />,也是仅次于氧和硅,第三多的元素。<ref>Greenwood and Earnshaw, pp. 217–9</ref>地壳中的大量硅酸盐含有铝。<ref name="WadeBanister2016">{{cite book|last1=Wade|first1=K.|last2=Banister|first2=A.J.|title=The Chemistry of Aluminium, Gallium, Indium and Thallium: Comprehensive Inorganic Chemistry|url=https://books.google.com/books?id=QwNPDAAAQBAJ&pg=PA1049|year=2016|publisher=Elsevier|isbn=978-1-4831-5322-3|page=1049|access-date=2018-06-17|||}}</ref>相较之下,地球[[地幔]]只含 2.38% 的铝(质量计)。<ref>{{cite book |last1=Palme |first1=H. |last2=O'Neill |first2=Hugh St. C. |chapter=Cosmochemical Estimates of Mantle Composition |title=The Mantle and Core |editor-last=Carlson |editor-first=Richard W. |year=2005 |publisher=Elseiver |chapter-url=https://www.geol.umd.edu/~mcdonoug/KITP%20Website%20for%20Bill/papers/Earth_Models/3.1%20Palme%20&%20O'Neill%20Primative%20mantle%20(1).pdf |page=14 |access-date=2021-06-11 |||}}</ref>铝也存在于海水中,浓度 2 μg/kg。<ref name="Cardarelli 2008 p158-163" />
整个地球由 1.59% 的铝组成(质量计,排在第七位)<ref name="mit1">William F McDonough [http://quake.mit.edu/hilstgroup/CoreMantle/EarthCompo.pdf The composition of the Earth]. quake.mit.edu, archived by the Internet Archive Wayback Machine.</ref>地壳中的铝则更加丰富,因为它易于形成氧化物,并被束缚在岩石而留在[[地壳]]中,而活性较低的金属沉入地核。<ref name="Clayton"/>在地壳中,铝是丰度最高的金属,占了 8.23%(质量计),<ref name="Cardarelli 2008 p158-163" />,也是仅次于氧和硅,第三多的元素。<ref>Greenwood and Earnshaw, pp. 217–9</ref>地壳中的大量硅酸盐含有铝。<ref name="WadeBanister2016">{{cite book|last1=Wade|first1=K.|last2=Banister|first2=A.J.|title=The Chemistry of Aluminium, Gallium, Indium and Thallium: Comprehensive Inorganic Chemistry||year=2016|publisher=Elsevier|isbn=978-1-4831-5322-3|page=1049|access-date=2018-06-17}}</ref>相较之下,地球[[地幔]]只含 2.38% 的铝(质量计)。<ref>{{cite book |last1=Palme |first1=H. |last2=O'Neill |first2=Hugh St. C. |chapter=Cosmochemical Estimates of Mantle Composition |title=The Mantle and Core |editor-last=Carlson |editor-first=Richard W. |year=2005 |publisher=Elseiver ||page=14 |access-date=2021-06-11 }}</ref>铝也存在于海水中,浓度 2 μg/kg。<ref name="Cardarelli 2008 p158-163" />


由于铝对氧的高亲和性,它几乎不以游离态存在。铝通常以氧化物和硅酸盐的形式出现。[[长石]],地壳中最常见的一类矿物,是由铝硅酸盐组成的。铝也存在于[[绿柱石]]、[[冰晶石]]、[[石榴石]]、[[尖晶石]]和[[绿松石]]中。<ref>{{Cite book|url=https://books.google.com/books?id=v-04Kn758yIC&pg=PA17|title=Chemistry of Aluminium, Gallium, Indium and Thallium|last=Downs|first=A.J.|date=1993|publisher=Springer Science & Business Media|isbn=978-0-7514-0103-5|language=en|access-date=2017-06-14|||}}</ref>Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>中的杂质[[铬]]和[[铁]]会分别形成[[红宝石]]和[[蓝宝石]]。<ref name="KotzTreichel2012">{{cite book|url=https://books.google.com/books?id=eUwJAAAAQBAJ&pg=PA300|title=Chemistry and Chemical Reactivity|last1=Kotz|first1=John C.|last2=Treichel|first2=Paul M.|last3=Townsend|first3=John|publisher=Cengage Learning|year=2012|isbn=978-1-133-42007-1|page=300|access-date=2018-06-17|||}}</ref>{{le|游离铝金属|Native aluminium}}极度稀有,并且只能在低氧[[逸度]]环境中作为次要相态被发现,例如某些火山的内部。<ref>{{cite web|url=http://webmineral.com/data/Aluminum.shtml|title=Aluminum Mineral Data|last1=Barthelmy|first1=D.|website=Mineralogy Database||||access-date=2008-07-09}}</ref>在[[南海]]东北部[[大陆坡]]的[[冷泉]]中,已经发现了游离铝。这些游离铝可能是[[细菌]][[还原]] Al(OH)<sub>4</sub><sup>−</sup>的产物。<ref name="Chen 2011">{{cite journal|last1=Chen|first1=Z.|last2=Huang|first2=Chi-Yue|last3=Zhao|first3=Meixun|last4=Yan|first4=Wen|last5=Chien|first5=Chih-Wei|last6=Chen|first6=Muhong|last7=Yang|first7=Huaping|last8=Machiyama|first8=Hideaki|last9=Lin|first9=Saulwood|date=2011|title=Characteristics and possible origin of native aluminum in cold seep sediments from the northeastern South China Sea|journal=Journal of Asian Earth Sciences|volume=40|issue=1|pages=363–370|bibcode=2011JAESc..40..363C|doi=10.1016/j.jseaes.2010.06.006}}</ref>
由于铝对氧的高亲和性,它几乎不以游离态存在。铝通常以氧化物和硅酸盐的形式出现。[[长石]],地壳中最常见的一类矿物,是由铝硅酸盐组成的。铝也存在于[[绿柱石]]、[[冰晶石]]、[[石榴石]]、[[尖晶石]]和[[绿松石]]中。<ref>{{Cite book||title=Chemistry of Aluminium, Gallium, Indium and Thallium|last=Downs|first=A.J.|date=1993|publisher=Springer Science & Business Media|isbn=978-0-7514-0103-5|language=en|access-date=2017-06-14}}</ref>Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>中的杂质[[铬]]和[[铁]]会分别形成[[红宝石]]和[[蓝宝石]]。<ref name="KotzTreichel2012">{{cite book||title=Chemistry and Chemical Reactivity|last1=Kotz|first1=John C.|last2=Treichel|first2=Paul M.|last3=Townsend|first3=John|publisher=Cengage Learning|year=2012|isbn=978-1-133-42007-1|page=300|access-date=2018-06-17}}</ref>{{le|游离铝金属|Native aluminium}}极度稀有,并且只能在低氧[[逸度]]环境中作为次要相态被发现,例如某些火山的内部。<ref>{{cite web|url=http://webmineral.com/data/Aluminum.shtml|title=Aluminum Mineral Data|last1=Barthelmy|first1=D.|website=Mineralogy Database||||access-date=2008-07-09}}</ref>在[[南海]]东北部[[大陆坡]]的[[冷泉]]中,已经发现了游离铝。这些游离铝可能是[[细菌]][[还原]] Al(OH)<sub>4</sub><sup>−</sup>的产物。<ref name="Chen 2011">{{cite journal|last1=Chen|first1=Z.|last2=Huang|first2=Chi-Yue|last3=Zhao|first3=Meixun|last4=Yan|first4=Wen|last5=Chien|first5=Chih-Wei|last6=Chen|first6=Muhong|last7=Yang|first7=Huaping|last8=Machiyama|first8=Hideaki|last9=Lin|first9=Saulwood|date=2011|title=Characteristics and possible origin of native aluminum in cold seep sediments from the northeastern South China Sea|journal=Journal of Asian Earth Sciences|volume=40|issue=1|pages=363–370|bibcode=2011JAESc..40..363C|doi=10.1016/j.jseaes.2010.06.006}}</ref>


尽管铝是一种常见且广泛使用的元素,但并非所有铝矿都是经济上可行的金属铝的来源。几乎所有的金属铝都是从[[铝土矿]] (AlO<sub>''x''</sub>(OH)<sub>3–2''x''</sub>)生产的。铝土矿是热带气候条件下低铁和二氧化硅基岩的[[风化]]产物。<ref>{{cite book|title=The Geology of Ore Deposits|last1=Guilbert|first1=J.F.|last2=Park|first2=C.F.|date=1986|publisher=W.H. Freeman|isbn=978-0-7167-1456-9|pages=774–795}}</ref>2017 年,大部分铝土矿在澳大利亚、中国、几内亚和印度开采。<ref>{{cite web |author=United States Geological Survey |title=Bauxite and alumina |year=2018 |url=https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/bauxite/mcs-2018-bauxi.pdf |access-date=2018-06-17 |series=Mineral Commodities Summaries |||}}</ref>
尽管铝是一种常见且广泛使用的元素,但并非所有铝矿都是经济上可行的金属铝的来源。几乎所有的金属铝都是从[[铝土矿]] (AlO<sub>''x''</sub>(OH)<sub>3–2''x''</sub>)生产的。铝土矿是热带气候条件下低铁和二氧化硅基岩的[[风化]]产物。<ref>{{cite book|title=The Geology of Ore Deposits|last1=Guilbert|first1=J.F.|last2=Park|first2=C.F.|date=1986|publisher=W.H. Freeman|isbn=978-0-7167-1456-9|pages=774–795}}</ref>2017 年,大部分铝土矿在澳大利亚、中国、几内亚和印度开采。<ref>{{cite web |author=United States Geological Survey |title=Bauxite and alumina |year=2018 |url=https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/bauxite/mcs-2018-bauxi.pdf |access-date=2018-06-17 |series=Mineral Commodities Summaries }}</ref>


== 历史 ==
== 历史 ==
{{main|{{le|铝的历史|History of aluminium}}}}
{{main|{{le|铝的历史|History of aluminium}}}}
[[File:Friedrich_Wöhler_Litho.jpg|缩略图|upright=0.75||[[弗里德里希·维勒]],第一个彻底描述金属元素铝的化学家]]
[[File:Friedrich_Wöhler_Litho.jpg|thumb|upright=0.75|left|[[弗里德里希·维勒]],第一个彻底描述金属元素铝的化学家]]
铝的历史是从[[明矾]]的使用开始塑造的。[[古希腊]]历史学家[[希罗多德]]对明矾的第一个书面记录可以追溯到公元前5世纪。{{sfn|Drozdov|2007|p=12}}古人曾将明矾用作{{le|媒染剂|Mordant}}和用于城市防御。{{sfn|Drozdov|2007|p=12}}[[十字军东征]]后,明矾是欧洲织物工业中不可或缺的商品,<ref name="ClaphamPower1941">{{cite book|last1=Clapham|first1=John Harold|last2=Power|first2=Eileen Edna|title=The Cambridge Economic History of Europe: From the Decline of the Roman Empire|url=https://books.google.com/books?id=gBw9AAAAIAAJ&pg=PA682|year=1941|publisher=CUP Archive|isbn=978-0-521-08710-0|page=207}}</ref>也成为国际贸易的对象。{{sfn|Drozdov|2007|p=16}}直到15 世纪中叶,矾才从地中海东部进口到欧洲。<ref>{{Cite book|title=The papacy and the Levant: 1204-1571. 1 The thirteenth and fourteenth centuries|url=https://archive.org/details/bub_gb_DUwLAAAAIAAJ|last=Setton|first=Kenneth M.|date=1976|publisher=American Philosophical Society|isbn=978-0-87169-127-9|oclc=165383496}}</ref>
铝的历史是从[[明矾]]的使用开始塑造的。[[古希腊]]历史学家[[希罗多德]]对明矾的第一个书面记录可以追溯到公元前5世纪。{{sfn|Drozdov|2007|p=12}}古人曾将明矾用作{{le|媒染剂|Mordant}}和用于城市防御。{{sfn|Drozdov|2007|p=12}}[[十字军东征]]后,明矾是欧洲织物工业中不可或缺的商品,<ref name="ClaphamPower1941">{{cite book|last1=Clapham|first1=John Harold|last2=Power|first2=Eileen Edna|title=The Cambridge Economic History of Europe: From the Decline of the Roman Empire||year=1941|publisher=CUP Archive|isbn=978-0-521-08710-0|page=207}}</ref>也成为国际贸易的对象。{{sfn|Drozdov|2007|p=16}}直到15 世纪中叶,矾才从地中海东部进口到欧洲。<ref>{{Cite book|title=The papacy and the Levant: 1204-1571. 1 The thirteenth and fourteenth centuries||last=Setton|first=Kenneth M.|date=1976|publisher=American Philosophical Society|isbn=978-0-87169-127-9|oclc=165383496}}</ref>


当时明矾的性质仍然未知。大约在 1530 年,瑞士医生[[帕拉塞尔苏斯]]认为明矾是矾土的盐。{{sfn|Drozdov|2007|p=25}}1595年,德国医生和化学家[[安德烈亚斯·利巴菲乌斯]]用实验证实了这一点。<ref name="Weeks1968">{{cite book|last=Weeks|first=Mary Elvira|title=Discovery of the elements|url=https://books.google.com/books?id=s6kPAQAAMAAJ|year=1968|volume=1|edition=7|publisher=Journal of chemical education|page=187|isbn=9780608300177}}</ref>1722年,德国化学家{{le|Friedrich Hoffmann}}宣布了他的意见,即明矾的基础是一种独特的土。{{sfn|Richards|1896|p=2}}1754年,德国化学家[[马格拉夫]]通过在硫酸中煮沸粘土,然后加入[[钾盐]]合成了铝土(氧化铝)。{{sfn|Richards|1896|p=2}}
当时明矾的性质仍然未知。大约在 1530 年,瑞士医生[[帕拉塞尔苏斯]]认为明矾是矾土的盐。{{sfn|Drozdov|2007|p=25}}1595年,德国医生和化学家[[安德烈亚斯·利巴菲乌斯]]用实验证实了这一点。<ref name="Weeks1968">{{cite book|last=Weeks|first=Mary Elvira|title=Discovery of the elements||year=1968|volume=1|edition=7|publisher=Journal of chemical education|page=187|isbn=9780608300177}}</ref>1722年,德国化学家{{le|Friedrich Hoffmann}}宣布了他的意见,即明矾的基础是一种独特的土。{{sfn|Richards|1896|p=2}}1754年,德国化学家[[马格拉夫]]通过在硫酸中煮沸粘土,然后加入[[钾盐]]合成了铝土(氧化铝)。{{sfn|Richards|1896|p=2}}


相对于其他金属,铝的发现比较晚。生产金属铝的尝试可以追溯到 1760 年。{{sfn|Richards|1896|p=3}}1808年,[[汉弗里·戴维]]爵士首次使用了「aluminum」这个词,<ref name=Davy1808>{{Cite journal|last1=Davy|first1=Humphry|date=1808|title=Electro Chemical Researches, on the Decomposition of the Earths; with Observations on the Metals obtained from the alkaline Earths, and on the Amalgam procured from Ammonia|url=https://books.google.com/books?id=Kg9GAAAAMAAJ&pg=RA1-PA353|journal=Philosophical Transactions of the Royal Society|volume=98|page=353|doi=10.1098/rstl.1808.0023|access-date=2009-12-10|doi-access=free|bibcode=1808RSPT...98..333D|||}}</ref>并开始尝试生产铝。 1825年丹麦化学家[[汉斯·奥斯特]]成功用[[钾]][[汞齐]]从[[氯化铝]]中还原出一块看起来像锡的金属块,也就是铝<ref>{{cite conference|last1=Örsted|first1=H. C.|date=1825|title=Oversigt over det Kongelige Danske Videnskabernes Selskabs Forhanlingar og dets Medlemmerz Arbeider, fra 31 Mai 1824 til 31 Mai 1825|trans-title=Overview of the Royal Danish Science Society's Proceedings and the Work of its Members, from 31 May 1824 to 31 May 1825|url=https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=osu.32435054254693&view=1up&seq=17|language=da|pages=15–16|conference=|access-date=2020-02-27|||}}</ref><ref name="(København)1827">{{cite book|url=https://books.google.com/books?id=L2BFAAAAcAAJ&pg=PR25|title=Det Kongelige Danske Videnskabernes Selskabs philosophiske og historiske afhandlinger|author=Royal Danish Academy of Sciences and Letters|author-link=Royal Danish Academy of Sciences and Letters|publisher=Popp|year=1827|pages=xxv–xxvi|language=da|trans-title=The philosophical and historical dissertations of the Royal Danish Science Society|access-date=2016-03-11|||}}</ref><ref name="woehler">{{cite journal|last=Wöhler|first=Friedrich|date=1827|title=Ueber das Aluminium|url=http://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=uc1.b4433551;view=1up;seq=162|journal=[[Annalen der Physik und Chemie]]|series=2|volume=11|issue=9|pages=146–161|bibcode=1828AnP....87..146W|doi=10.1002/andp.18270870912|access-date=2016-03-11|||}}</ref>:
相对于其他金属,铝的发现比较晚。生产金属铝的尝试可以追溯到 1760 年。{{sfn|Richards|1896|p=3}}1808年,[[汉弗里·戴维]]爵士首次使用了「aluminum」这个词,<ref name=Davy1808>{{Cite journal|last1=Davy|first1=Humphry|date=1808|title=Electro Chemical Researches, on the Decomposition of the Earths; with Observations on the Metals obtained from the alkaline Earths, and on the Amalgam procured from Ammonia||journal=Philosophical Transactions of the Royal Society|volume=98|page=353|doi=10.1098/rstl.1808.0023|access-date=2009-12-10|doi-access=free|bibcode=1808RSPT...98..333D}}</ref>并开始尝试生产铝。 1825年丹麦化学家[[汉斯·奥斯特]]成功用[[钾]][[汞齐]]从[[氯化铝]]中还原出一块看起来像锡的金属块,也就是铝<ref>{{cite conference|last1=Örsted|first1=H. C.|date=1825|title=Oversigt over det Kongelige Danske Videnskabernes Selskabs Forhanlingar og dets Medlemmerz Arbeider, fra 31 Mai 1824 til 31 Mai 1825|trans-title=Overview of the Royal Danish Science Society's Proceedings and the Work of its Members, from 31 May 1824 to 31 May 1825|url=https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=osu.32435054254693&view=1up&seq=17|language=da|pages=15–16|conference=|access-date=2020-02-27}}</ref><ref name="(København)1827">{{cite book||title=Det Kongelige Danske Videnskabernes Selskabs philosophiske og historiske afhandlinger|author=Royal Danish Academy of Sciences and Letters||publisher=Popp|year=1827|pages=xxv–xxvi|language=da|trans-title=The philosophical and historical dissertations of the Royal Danish Science Society|access-date=2016-03-11}}</ref><ref name="woehler">{{cite journal|last=Wöhler|first=Friedrich|date=1827|title=Ueber das Aluminium|url=http://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=uc1.b4433551;view=1up;seq=162|journal=[[Annalen der Physik und Chemie]]|series=2|volume=11|issue=9|pages=146–161|bibcode=1828AnP....87..146W|doi=10.1002/andp.18270870912|access-date=2016-03-11}}</ref>:


[[File:Bolton-davy.jpg|缩略图|100px|英国化学家[[汉弗里·戴维]]爵士]]
[[File:Bolton-davy.jpg|thumb|100px|英国化学家[[汉弗里·戴维]]爵士]]


他在 1825 年展示了他的结果并展示了新金属的样品。{{sfn|Drozdov|2007|p=36}}<ref name="FontaniCosta2014">{{cite book|url=https://books.google.com/books?id=Ck9jBAAAQBAJ&pg=PA30|title=The Lost Elements: The Periodic Table's Shadow Side|last1=Fontani|first1=Marco|last2=Costa|first2=Mariagrazia|last3=Orna|first3=Mary Virginia|publisher=Oxford University Press|year=2014|isbn=978-0-19-938334-4|page=30}}</ref>1827年,[[弗里德里希·维勒]]重复了奥斯特的实验,不过没有得到任何铝。<ref name="Venetski">{{cite journal|last1=Venetski|first1=S.|date=1969|title='Silver' from clay|journal=Metallurgist|volume=13|issue=7|pages=451–453|doi=10.1007/BF00741130|s2cid=137541986}}</ref>(这种不一致的原因直到 1921 年才被发现。){{sfn|Drozdov|2007|p=38}}同年,他用金属[[钾]]还原熔融的无水氯化铝得到较纯的金属铝单质。<ref name="woehler" />1845 年,他能够生产出小块的金属铝,并描述了这种金属的一些物理特性。{{sfn|Drozdov|2007|p=38}}多年后,维勒被认为是铝的发现者。<ref name="Holmes1936">{{Cite journal|last=Holmes|first=Harry N.|date=1936|title=Fifty Years of Industrial Aluminum|journal=The Scientific Monthly|volume=42|issue=3|pages=236–239|jstor=15938|bibcode=1936SciMo..42..236H}}</ref>
他在 1825 年展示了他的结果并展示了新金属的样品。{{sfn|Drozdov|2007|p=36}}<ref name="FontaniCosta2014">{{cite book||title=The Lost Elements: The Periodic Table's Shadow Side|last1=Fontani|first1=Marco|last2=Costa|first2=Mariagrazia|last3=Orna|first3=Mary Virginia|publisher=Oxford University Press|year=2014|isbn=978-0-19-938334-4|page=30}}</ref>1827年,[[弗里德里希·维勒]]重复了奥斯特的实验,不过没有得到任何铝。<ref name="Venetski">{{cite journal|last1=Venetski|first1=S.|date=1969|title='Silver' from clay|journal=Metallurgist|volume=13|issue=7|pages=451–453|doi=10.1007/BF00741130|s2cid=137541986}}</ref>(这种不一致的原因直到 1921 年才被发现。){{sfn|Drozdov|2007|p=38}}同年,他用金属[[钾]]还原熔融的无水氯化铝得到较纯的金属铝单质。<ref name="woehler" />1845 年,他能够生产出小块的金属铝,并描述了这种金属的一些物理特性。{{sfn|Drozdov|2007|p=38}}多年后,维勒被认为是铝的发现者。<ref name="Holmes1936">{{Cite journal|last=Holmes|first=Harry N.|date=1936|title=Fifty Years of Industrial Aluminum|journal=The Scientific Monthly|volume=42|issue=3|pages=236–239|jstor=15938|bibcode=1936SciMo..42..236H}}</ref>


由于取之不易,当时铝的价格高于[[黄金]]。 <ref name="Venetski" />1856 年,法国化学家[[德维尔]](Henri Etienne Sainte-Claire Deville)及其同伴建立了铝的第一个工业生产。{{sfn|Drozdov|2007|p=39}}他发现到比钾更方便也更便宜的钠也可以还原氯化铝。<ref>{{cite book |last=Sainte-Claire Deville |first=H.E. |date=1859 |url=https://books.google.com/books?id=rCoKAAAAIAAJ |title=De l'aluminium, ses propriétés, sa fabrication |publisher=Mallet-Bachelier |location=Paris |||}}</ref>即便如此,铝的纯度仍然不高,而且所生产的铝的特性因样品而异。{{sfn|Drozdov|2007|p=46}}
由于取之不易,当时铝的价格高于[[黄金]]。 <ref name="Venetski" />1856 年,法国化学家[[德维尔]](Henri Etienne Sainte-Claire Deville)及其同伴建立了铝的第一个工业生产。{{sfn|Drozdov|2007|p=39}}他发现到比钾更方便也更便宜的钠也可以还原氯化铝。<ref>{{cite book |last=Sainte-Claire Deville |first=H.E. |date=1859 ||title=De l'aluminium, ses propriétés, sa fabrication |publisher=Mallet-Bachelier |location=Paris }}</ref>即便如此,铝的纯度仍然不高,而且所生产的铝的特性因样品而异。{{sfn|Drozdov|2007|p=46}}


1886年,[[查尔斯·马丁·霍尔]](Charles Martin Hall)和[[保罗·埃鲁]](Paul Héroult)各自独立发现了[[电解]]制铝法,后来这种方法被称为[[霍尔-埃鲁法]]{{sfn|Drozdov|2007|pp=55–61}}。这种方法把氧化铝转化成金属铝。在1889年,{{le|卡尔·约瑟夫·拜耳|Carl Josef Bayer}}继续-{zh-cn:优化;zh-tw:最佳化}-了从[[铝土矿]]中提取[[氧化铝]]的过程,使得生产铝的原料[[氧化铝]]更加经济易得。{{sfn|Drozdov|2007|p=74}}迄今以[[拜耳法]]与[[霍尔-埃鲁法]]联用生产铝的方法为大规模工业制铝的主要手段。<ref name="aluminiumleader">{{Cite web|url=https://aluminiumleader.com/history/industry_history/|title=Aluminium history|website=All about aluminium|access-date=2017-11-07|||}}</ref>
1886年,[[查尔斯·马丁·霍尔]](Charles Martin Hall)和[[保罗·埃鲁]](Paul Héroult)各自独立发现了[[电解]]制铝法,后来这种方法被称为[[霍尔-埃鲁法]]{{sfn|Drozdov|2007|pp=55–61}}。这种方法把氧化铝转化成金属铝。在1889年,{{le|卡尔·约瑟夫·拜耳|Carl Josef Bayer}}继续-{zh-cn:优化;zh-tw:最佳化}-了从[[铝土矿]]中提取[[氧化铝]]的过程,使得生产铝的原料[[氧化铝]]更加经济易得。{{sfn|Drozdov|2007|p=74}}迄今以[[拜耳法]]与[[霍尔-埃鲁法]]联用生产铝的方法为大规模工业制铝的主要手段。<ref name="aluminiumleader">{{Cite web|url=https://aluminiumleader.com/history/industry_history/|title=Aluminium history|website=All about aluminium|access-date=2017-11-07}}</ref>


铝的价格下降,之后在1890 年代和20 世纪初被广泛用于珠宝、日常用品、眼镜架、光学仪器、餐具和[[铝箔]]中。铝与其他金属形成坚硬而轻的合金的能力为当时的其它金属提供了多种用途。{{sfn|Drozdov|2007|pp=64–69}} 在[[一战]]期间,主要政府要求将大量的铝用于坚硬而轻的机身;<ref>{{cite book |last=Ingulstad |first=Mats |year=2012 |chapter='We Want Aluminum, No Excuses': Business-Government Relations in the American Aluminum Industry, 1917–1957 |pages=33–68 |title=From Warfare to Welfare: Business-Government Relations in the Aluminium Industry |chapter-url=https://books.google.com/books?id=TFS6NAEACAAJ |editor-first1=Mats |editor-last1=Ingulstad |editor-first2=Hans Otto |editor-last2=Frøland |publisher=Tapir Academic Press |isbn=978-82-321-0049-1 |access-date=2020-05-07 |||}}</ref>到了[[二战]],主要政府对于铝的这些需求更高。<ref name="Seldes2009">{{cite book|last=Seldes|first=George|url=https://archive.org/stream/FactsAndFascism/FactsandFascism_djvu.txt|title=Facts and Fascism|publisher=In Fact, Inc.|year=1943|edition=5|page=261|author-link=George Seldes}}</ref><ref name="Thorsheim2015">{{cite book|last=Thorsheim|first=Peter|url=https://books.google.com/books?id=uUlLCgAAQBAJ&pg=PA66|title=Waste into Weapons|publisher=Cambridge University Press|year=2015|isbn=978-1-107-09935-7|pages=66–69|access-date=2021-01-07|||}}</ref><ref name="Weeks20042">{{cite book|last=Weeks|first=Albert Loren|url=https://books.google.com/books?id=z3hP33KprskC&pg=PA135|title=Russia's Life-saver: Lend-lease Aid to the U.S.S.R. in World War II|publisher=[[Lexington Books]]|year=2004|isbn=978-0-7391-0736-2|page=135|access-date=2021-01-07|||}}</ref>
铝的价格下降,之后在1890 年代和20 世纪初被广泛用于珠宝、日常用品、眼镜架、光学仪器、餐具和[[铝箔]]中。铝与其他金属形成坚硬而轻的合金的能力为当时的其它金属提供了多种用途。{{sfn|Drozdov|2007|pp=64–69}} 在[[一战]]期间,主要政府要求将大量的铝用于坚硬而轻的机身;<ref>{{cite book |last=Ingulstad |first=Mats |year=2012 |chapter='We Want Aluminum, No Excuses': Business-Government Relations in the American Aluminum Industry, 1917–1957 |pages=33–68 |title=From Warfare to Welfare: Business-Government Relations in the Aluminium Industry ||editor-first1=Mats |editor-last1=Ingulstad |editor-first2=Hans Otto |editor-last2=Frøland |publisher=Tapir Academic Press |isbn=978-82-321-0049-1 |access-date=2020-05-07 }}</ref>到了[[二战]],主要政府对于铝的这些需求更高。<ref name="Seldes2009">{{cite book|last=Seldes|first=George||title=Facts and Fascism|publisher=In Fact, Inc.|year=1943|edition=5|page=261}}</ref><ref name="Thorsheim2015">{{cite book|last=Thorsheim|first=Peter||title=Waste into Weapons|publisher=Cambridge University Press|year=2015|isbn=978-1-107-09935-7|pages=66–69|access-date=2021-01-07}}</ref><ref name="Weeks20042">{{cite book|last=Weeks|first=Albert Loren||title=Russia's Life-saver: Lend-lease Aid to the U.S.S.R. in World War II|publisher=[[Lexington Books]]|year=2004|isbn=978-0-7391-0736-2|page=135|access-date=2021-01-07}}</ref>


到了20世纪中叶,铝已成为日常生活的一部分和家庭用品的重要组成部分。{{sfn|Drozdov|2007|pp=69–70}}1954年,铝的产量超过了[[铜]],{{efn|比较USGS给出的铝<ref name=USGS/>和铜<ref name="USGS Copper">{{Cite report|chapter-url=https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/historical-statistics/|title=Historical Statistics for Mineral Commodities in the United States|chapter=Copper. Supply-Demand Statistics|year=2017|publisher=[[United States Geological Survey]]|language=en|access-date=2019-06-04|||}}</ref>的年产量}}历史上的总产量仅次于铁,<ref>{{Cite web|last=Gregersen|first=Erik|title=Copper|url=https://www.britannica.com/science/copper|access-date=2019-06-04|website=[[Encyclopedia Britannica]]|language=en|||}}</ref>成为产量最高的[[有色金属]]。在这期间,铝作为一种土木工程材料出现,在基础建筑和室内装修中都有应用,{{sfn|Drozdov|2007|pp=165–166}}且越来越多地用于军事工程,用于飞机和陆地装甲车辆发动机。{{sfn|Drozdov|2007|p=85}} [[史普尼克1號|第一个人造卫星]]于 1957年发射,由两个单独的铝半球连接在一起组成,随后所有的航天器都在某种程度上使用了铝。<ref name="aluminiumleader"/>{{le|铝罐|Aluminum can}}于 1956年发明,1958年用作饮料的容器。{{sfn|Drozdov|2007|p=135}}
到了20世纪中叶,铝已成为日常生活的一部分和家庭用品的重要组成部分。{{sfn|Drozdov|2007|pp=69–70}}1954年,铝的产量超过了[[铜]],{{efn|比较USGS给出的铝<ref name=USGS/>和铜<ref name="USGS Copper">{{Cite report||title=Historical Statistics for Mineral Commodities in the United States|chapter=Copper. Supply-Demand Statistics|year=2017|publisher=[[United States Geological Survey]]|language=en|access-date=2019-06-04}}</ref>的年产量}}历史上的总产量仅次于铁,<ref>{{Cite web|last=Gregersen|first=Erik|title=Copper|url=https://www.britannica.com/science/copper|access-date=2019-06-04|website=[[Encyclopedia Britannica]]|language=en}}</ref>成为产量最高的[[有色金属]]。在这期间,铝作为一种土木工程材料出现,在基础建筑和室内装修中都有应用,{{sfn|Drozdov|2007|pp=165–166}}且越来越多地用于军事工程,用于飞机和陆地装甲车辆发动机。{{sfn|Drozdov|2007|p=85}} [[史普尼克1號|第一个人造卫星]]于 1957年发射,由两个单独的铝半球连接在一起组成,随后所有的航天器都在某种程度上使用了铝。<ref name="aluminiumleader"/>{{le|铝罐|Aluminum can}}于 1956年发明,1958年用作饮料的容器。{{sfn|Drozdov|2007|p=135}}


[[File:Aluminium - world production trend.svg|缩略图|upright=1.0||lang=en|从1900年开始,铝的产量]]
[[File:Aluminium - world production trend.svg|thumb|upright=1.0|left|lang=en|从1900年开始,铝的产量]]


在20世纪期间,铝的产量迅速上升:1900年世界铝产量为6800公吨,1916年的年产量首次突破10万吨,1941年突破100万吨,1971年则突破1000万吨。<ref name="USGS">{{Cite report|chapter-url=https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/historical-statistics/|title=Historical Statistics for Mineral Commodities in the United States|chapter=Aluminum|year=2017|publisher=[[United States Geological Survey]]|language=en|access-date=9 November 2017|||}}</ref>1970年代,对铝的需求增加使其成为交易商品。它于 1978 年进入[[伦敦金属交易所]],这是世界上最古老的工业金属交易所。<ref name="aluminiumleader"/>之后铝的产量持续增长:2013年,铝的年产量突破5000万吨。<ref name="USGS"/>
在20世纪期间,铝的产量迅速上升:1900年世界铝产量为6800公吨,1916年的年产量首次突破10万吨,1941年突破100万吨,1971年则突破1000万吨。<ref name="USGS">{{Cite report||title=Historical Statistics for Mineral Commodities in the United States|chapter=Aluminum|year=2017|publisher=[[United States Geological Survey]]|language=en|access-date=2017-11-09}}</ref>1970年代,对铝的需求增加使其成为交易商品。它于 1978 年进入[[伦敦金属交易所]],这是世界上最古老的工业金属交易所。<ref name="aluminiumleader"/>之后铝的产量持续增长:2013年,铝的年产量突破5000万吨。<ref name="USGS"/>


铝的{{le|实际价格|real price}}从 1900年的每公吨 14000 美元下降到 1948 年的每公吨 2340 美元(以 1998年美元计)。<ref name="USGS"/>技术进步和经济规模降低了铝的提取和加工成本。然而,开发低品位、质量较差的矿床的需求以及快速增加的投入成本(主要是能源)的使用增加了铝的净成本,{{sfn|Nappi|2013|p=9}}铝的实际价格开始了 1970 年代随着能源成本的上升而增长。{{sfn|Nappi|2013|pp=9–10}}铝的生产从工业化国家转移到生产成本较低的国家。{{sfn|Nappi|2013|p=10}}由于技术进步、能源价格下降、美元汇率和氧化铝的价格,20 世纪后期铝的生产成本发生了变化。{{sfn|Nappi|2013|pp=14–15}} [[金砖国家]]在初级生产和初级消费中的总份额在 2000年代大幅增长。 {{sfn|Nappi|2013|p=17}}得益于丰富的资源、廉价的能源和政府的刺激,中国占了世界产量特别大的份额。{{sfn|Nappi|2013|p=20}}中国的消费份额也从 1972 年的 2% 增加到 2010 年的 40%。{{sfn|Nappi|2013|p=22}}在美国、西欧和日本,大部分的铝用于运输、工程、建筑和包装。{{sfn|Nappi|2013|p=23}}
铝的{{le|实际价格|real price}}从 1900年的每公吨 14000 美元下降到 1948 年的每公吨 2340 美元(以 1998年美元计)。<ref name="USGS"/>技术进步和经济规模降低了铝的提取和加工成本。然而,开发低品位、质量较差的矿床的需求以及快速增加的投入成本(主要是能源)的使用增加了铝的净成本,{{sfn|Nappi|2013|p=9}}铝的实际价格开始了 1970 年代随着能源成本的上升而增长。{{sfn|Nappi|2013|pp=9–10}}铝的生产从工业化国家转移到生产成本较低的国家。{{sfn|Nappi|2013|p=10}}由于技术进步、能源价格下降、美元汇率和氧化铝的价格,20 世纪后期铝的生产成本发生了变化。{{sfn|Nappi|2013|pp=14–15}} [[金砖国家]]在初级生产和初级消费中的总份额在 2000年代大幅增长。 {{sfn|Nappi|2013|p=17}}得益于丰富的资源、廉价的能源和政府的刺激,中国占了世界产量特别大的份额。{{sfn|Nappi|2013|p=20}}中国的消费份额也从 1972 年的 2% 增加到 2010 年的 40%。{{sfn|Nappi|2013|p=22}}在美国、西欧和日本,大部分的铝用于运输、工程、建筑和包装。{{sfn|Nappi|2013|p=23}}
第308行: 第299行:
铝的生产从地下提取的[[铝土矿]]开始。铝土矿使用[[拜耳法]]加工并转化为[[氧化铝]],然后使用[[霍尔-埃鲁法]]进行加工,从而形成金属铝。
铝的生产从地下提取的[[铝土矿]]开始。铝土矿使用[[拜耳法]]加工并转化为[[氧化铝]],然后使用[[霍尔-埃鲁法]]进行加工,从而形成金属铝。


生产铝是高度耗能的,因此铝的生产商倾向于将冶炼厂设在电力充足且价格低廉的地方。<ref name="WMP">{{cite book|url=http://www.bgs.ac.uk/downloads/start.cfm?id=1388|title=World Mineral Production 2003–2007|last1=Brown|first1=T.J.|date=2009|publisher=[[British Geological Survey]]|access-date=2014-12-01|||}}</ref>截至 2019 年,全球最大的铝[[冶炼]]厂位于中国、印度、俄罗斯、加拿大和阿拉伯联合酋长国,<ref name=":0">{{Cite journal|title=USGS Minerals Information: Mineral Commodity Summaries|url=https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2020/mcs2020-aluminum.pdf|access-date=2020-12-17|website=minerals.usgs.gov|language=en|doi=10.3133/70194932|||}}</ref>而中国是迄今为止最大的铝生产国,占世界份额的 55%。
生产铝是高度耗能的,因此铝的生产商倾向于将冶炼厂设在电力充足且价格低廉的地方。<ref name="WMP">{{cite book|url=http://www.bgs.ac.uk/downloads/start.cfm?id=1388|title=World Mineral Production 2003–2007|last1=Brown|first1=T.J.|date=2009|publisher=[[British Geological Survey]]|access-date=2014-12-01}}</ref>截至 2019 年,全球最大的铝[[冶炼]]厂位于中国、印度、俄罗斯、加拿大和阿拉伯联合酋长国,<ref name=":0">{{Cite journal|title=USGS Minerals Information: Mineral Commodity Summaries|url=https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2020/mcs2020-aluminum.pdf|access-date=2020-12-17|website=minerals.usgs.gov|language=en|doi=10.3133/70194932}}</ref>而中国是迄今为止最大的铝生产国,占世界份额的 55%。


根据[[国际资源委员会]]的{{le|社会金属库存报告|Metal Stocks in Society report}},全球[[平均每人]]在社会中使用的铝(即汽车、建筑、电子产品等)为{{convert|80|kg|abbr=on}}。<ref>{{cite report |last1=Graedel |first1=T.E. |title=Metal stocks in Society&nbsp;– Scientific Synthesis |year=2010 |url=http://www.unep.fr/shared/publications/pdf/DTIx1264xPA-Metal%20stocks%20in%20society.pdf |isbn=978-92-807-3082-1 |publisher=International Resource Panel |access-date=18 April 2017 |page=17 |display-authors=etal<!--only mentions the lead author; others are not named--> |||}}</ref>
根据[[国际资源委员会]]的{{le|社会金属库存报告|Metal Stocks in Society report}},全球[[平均每人]]在社会中使用的铝(即汽车、建筑、电子产品等)为{{convert|80|kg|abbr=on}}。<ref>{{cite report |last1=Graedel |first1=T.E. |title=Metal stocks in Society&nbsp;– Scientific Synthesis |year=2010 |url=http://www.unep.fr/shared/publications/pdf/DTIx1264xPA-Metal%20stocks%20in%20society.pdf |isbn=978-92-807-3082-1 |publisher=International Resource Panel |access-date=2017-04-18 |page=17 |display-authors=etal<!--only mentions the lead author; others are not named--> }}</ref>


=== 拜耳法 ===
=== 拜耳法 ===
第321行: 第312行:


=== 霍尔-埃鲁法 ===
=== 霍尔-埃鲁法 ===
[[File:Tovarna glinice in aluminija Kidričevo - kupi aluminija 1968.jpg|缩略图|upright=0.75||[[挤型]]而成的铝坯]]
[[File:Tovarna glinice in aluminija Kidričevo - kupi aluminija 1968.jpg|thumb|upright=0.75|right|[[挤型]]而成的铝坯]]
{{Main|霍尔-埃鲁法|{{le|铝的冶炼|Aluminium smelting}}}}
{{Main|霍尔-埃鲁法|{{le|铝的冶炼|Aluminium smelting}}}}
{{See also|各国氧化铝产量列表}}
{{See also|各国氧化铝产量列表}}
第328行: 第319行:
电解槽的阳极由碳——最耐氟化物腐蚀的材料制成,并在过程中或过程前烘烤。前者(过程中烘烤)也称为 Söderberg 阳极,功率效率较低,并且在烘烤过程中释放的烟雾收集起来成本很高,这就是为什么它们被后者取代的原因,尽管它们节省了预前烘烤阴极的电力、能源和劳动力。用于阳极的碳最好是纯的,这样铝和电解质都不会被灰污染。尽管碳具有抗腐蚀能力,但每生产一千克铝仍以 0.4-0.5 千克的速度消耗碳。电解槽的阴极则是由[[无烟煤]]制成。它们不需要高纯度,因为杂质的{{le|浸出|Leaching (chemistry)}}非常缓慢。阴极的消耗率为每千克铝 0.02-0.04 千克。电解槽的电池通常在阴极失效后 2-6 年后终止。<ref name="Ullmann" />
电解槽的阳极由碳——最耐氟化物腐蚀的材料制成,并在过程中或过程前烘烤。前者(过程中烘烤)也称为 Söderberg 阳极,功率效率较低,并且在烘烤过程中释放的烟雾收集起来成本很高,这就是为什么它们被后者取代的原因,尽管它们节省了预前烘烤阴极的电力、能源和劳动力。用于阳极的碳最好是纯的,这样铝和电解质都不会被灰污染。尽管碳具有抗腐蚀能力,但每生产一千克铝仍以 0.4-0.5 千克的速度消耗碳。电解槽的阴极则是由[[无烟煤]]制成。它们不需要高纯度,因为杂质的{{le|浸出|Leaching (chemistry)}}非常缓慢。阴极的消耗率为每千克铝 0.02-0.04 千克。电解槽的电池通常在阴极失效后 2-6 年后终止。<ref name="Ullmann" />


霍尔-埃鲁法可以生产纯度超过 99%的铝。继续纯化可以通过{{le|Hoopes法|Hoopes process}}实现。该过程涉及使用钠、钡和铝的氟化物电解液电解熔融的铝。在这个过程之后,铝的纯度达到 99.99%。<ref name="Ullmann" /><ref>{{cite book|url=https://books.google.com/books?id=KpgTrFloOq0C&pg=PA40|title=Handbook of Aluminum|last1=Totten|first1=G.E.|last2=Mackenzie|first2=D.S.|date=2003|publisher=[[Marcel Dekker]]|isbn=978-0-8247-4843-2|page=40|||}}</ref>
霍尔-埃鲁法可以生产纯度超过 99%的铝。继续纯化可以通过{{le|Hoopes法|Hoopes process}}实现。该过程涉及使用钠、钡和铝的氟化物电解液电解熔融的铝。在这个过程之后,铝的纯度达到 99.99%。<ref name="Ullmann" /><ref>{{cite book||title=Handbook of Aluminum|last1=Totten|first1=G.E.|last2=Mackenzie|first2=D.S.|date=2003|publisher=[[Marcel Dekker]]|isbn=978-0-8247-4843-2|page=40}}</ref>


电力约占铝的生产成本的 20% 至 40%,具体取决于冶炼厂的位置。铝的生产消耗了美国大约 5% 的电力。<ref name="Emsley2011">{{cite book|last=Emsley|first=John|author-link=John Emsley|title=Nature's Building Blocks: An A–Z Guide to the Elements|url=https://books.google.com/books?id=2EfYXzwPo3UC&pg=PA24|year=2011|publisher=OUP Oxford|isbn=978-0-19-960563-7|pages=24–30|access-date=2017-11-16|||}}</ref>因此,人们研究了霍尔-埃鲁法的替代方案,但没有一个在经济上可行。<ref name="Ullmann" />
电力约占铝的生产成本的 20% 至 40%,具体取决于冶炼厂的位置。铝的生产消耗了美国大约 5% 的电力。<ref name="Emsley2011">{{cite book|last=Emsley|first=John||title=Nature's Building Blocks: An A–Z Guide to the Elements||year=2011|publisher=OUP Oxford|isbn=978-0-19-960563-7|pages=24–30|access-date=2017-11-16}}</ref>因此,人们研究了霍尔-埃鲁法的替代方案,但没有一个在经济上可行。<ref name="Ullmann" />


=== 资源回收 ===
=== 资源回收 ===
[[File:Waste bins recyclable.jpg|缩略图||可回收垃圾的垃圾桶和不可回收垃圾的垃圾桶。黄色的垃圾桶标有“aluminum”(铝)字样。]]
[[File:Waste bins recyclable.jpg|thumb|left|可回收垃圾的垃圾桶和不可回收垃圾的垃圾桶。黄色的垃圾桶标有“aluminum”(铝)字样。]]
{{Main|{{le|铝的资源回收|Aluminium recycling}}}}
{{Main|{{le|铝的资源回收|Aluminium recycling}}}}


[[资源回收]]金属已成为铝工业的一项重要任务。直到 1960 年代后期,回收利用一直是一项低调的活动。当时,铝制[[饮料罐]]的使用量不断增加,使公众意识到了这一点。<ref>{{cite book|url=https://books.google.com/books?id=DtX1nbel49kC|title=Aluminum Recycling|last=Schlesinger|first=Mark|publisher=CRC Press|year=2006|isbn=978-0-8493-9662-5|page=248|access-date=2018-06-25|||}}</ref>回收涉及熔化废料,这一过程仅需要用于从矿石中生产铝的 5% 的能量,尽管很大一部分(高达 15% 的输入材料)会作为灰状氧化物浪费掉。<ref>{{cite web|url=http://www.dnr.state.oh.us/recycling/awareness/facts/benefits.htm|title=Benefits of Recycling|publisher=[[Ohio Department of Natural Resources]]|||}}</ref>铝堆熔炉产生的熔渣显着减少,报告值低于 1%。<ref>{{cite web|url=http://www.afsinc.org/files/best%20practice%20energy-schifo-radia-may%202004.pdf|title=Theoretical/Best Practice Energy Use in Metalcasting Operations||||access-date=2013-10-28}}</ref>
[[资源回收]]金属已成为铝工业的一项重要任务。直到 1960 年代后期,回收利用一直是一项低调的活动。当时,铝制[[饮料罐]]的使用量不断增加,使公众意识到了这一点。<ref>{{cite book||title=Aluminum Recycling|last=Schlesinger|first=Mark|publisher=CRC Press|year=2006|isbn=978-0-8493-9662-5|page=248|access-date=2018-06-25}}</ref>回收涉及熔化废料,这一过程仅需要用于从矿石中生产铝的 5% 的能量,尽管很大一部分(高达 15% 的输入材料)会作为灰状氧化物浪费掉。<ref>{{cite web|url=http://www.dnr.state.oh.us/recycling/awareness/facts/benefits.htm|title=Benefits of Recycling|publisher=[[Ohio Department of Natural Resources]]}}</ref>铝堆熔炉产生的熔渣显着减少,报告值低于 1%。<ref>{{cite web|url=http://www.afsinc.org/files/best%20practice%20energy-schifo-radia-may%202004.pdf|title=Theoretical/Best Practice Energy Use in Metalcasting Operations||||access-date=2013-10-28}}</ref>


来自原铝生产和二次回收操作的浮渣仍然含有可工业提取的铝。这个过程生产铝坯以及高度复杂的废料,并且浪费很难管理。它与水反应,释放出混合气体(包括[[氢气]]、[[乙炔]]和[[氨]]),与空气接触时会自燃,<ref>{{cite web|url=http://www.experts123.com/q/why-are-dross-saltcake-a-concern.html|title=Why are dross & saltcake a concern?|website=www.experts123.com|||}}</ref>与潮湿空气接触会释放大量氨气。尽管存在这些问题,这些废物仍被用作[[沥青]]和[[混凝土]]的填充材料。<ref>{{cite web|url=http://aggregain.wrap.org.uk/document.rm?id=1753||||title=Added value of using new industrial waste streams as secondary aggregates in both concrete and asphalt|last1=Dunster|first1=A.M.|date=2005|publisher=[[Waste & Resources Action Programme]]|display-authors=etal}}</ref>
来自原铝生产和二次回收操作的浮渣仍然含有可工业提取的铝。这个过程生产铝坯以及高度复杂的废料,并且浪费很难管理。它与水反应,释放出混合气体(包括[[氢气]]、[[乙炔]]和[[氨]]),与空气接触时会自燃,<ref>{{cite web|url=http://www.experts123.com/q/why-are-dross-saltcake-a-concern.html|title=Why are dross & saltcake a concern?|website=www.experts123.com}}</ref>与潮湿空气接触会释放大量氨气。尽管存在这些问题,这些废物仍被用作[[沥青]]和[[混凝土]]的填充材料。<ref>{{cite web|url=http://aggregain.wrap.org.uk/document.rm?id=1753||||title=Added value of using new industrial waste streams as secondary aggregates in both concrete and asphalt|last1=Dunster|first1=A.M.|date=2005|publisher=[[Waste & Resources Action Programme]]|display-authors=etal}}</ref>


== 应用 ==
== 应用 ==
=== 金属铝 ===
=== 金属铝 ===
{{See also|铝合金}}
{{See also|铝合金}}
铝在 2016年的全球产量为 5880万吨,仅次于[[铁]](12.31亿吨)。<ref name=BGS2018>{{cite book|url=https://www.bgs.ac.uk/downloads/start.cfm?id=3396|title=World Mineral Production: 2012–2016|last1=Brown|first1=T.J.|last2=Idoine|first2=N.E.|last3=Raycraft|first3=E.R.|last4=Shaw|first4=R.A.|last5=Hobbs|first5=S.F.|last6=Everett|first6=P.|last7=Deady|first7=E.A.|last8=Bide|first8=T.|display-authors=3|date=2018|publisher=British Geological Survey|isbn=978-0-85272-882-6|access-date=2018-07-10|||}}</ref><ref>{{cite encyclopedia|title=Aluminum|encyclopedia=[[Encyclopædia Britannica]]|url=http://www.britannica.com/EBchecked/topic/17944/aluminum-Al|access-date=6 March 2012|||}}</ref>
铝在 2016年的全球产量为 5880万吨,仅次于[[铁]](12.31亿吨)。<ref name=BGS2018>{{cite book|url=https://www.bgs.ac.uk/downloads/start.cfm?id=3396|title=World Mineral Production: 2012–2016|last1=Brown|first1=T.J.|last2=Idoine|first2=N.E.|last3=Raycraft|first3=E.R.|last4=Shaw|first4=R.A.|last5=Hobbs|first5=S.F.|last6=Everett|first6=P.|last7=Deady|first7=E.A.|last8=Bide|first8=T.|display-authors=3|date=2018|publisher=British Geological Survey|isbn=978-0-85272-882-6|access-date=2018-07-10}}</ref><ref>{{cite encyclopedia|title=Aluminum|encyclopedia=[[Encyclopædia Britannica]]|url=http://www.britannica.com/EBchecked/topic/17944/aluminum-Al|access-date=2012-03-06}}</ref>


铝几乎总是以合金的形式出现,这显着改善了其机械性能,尤其是[[回火]]时。例如,常见的[[铝箔]]和饮料罐都是含有92%~99%铝的合金。<ref>{{cite web|url=http://www.madehow.com/Volume-1/Aluminum-Foil.html|title=Aluminum Foil|last1=Millberg|first1=L.S.|website=How Products are Made||||access-date=2007-08-11|volume=1}}</ref>铝主要和[[铜]]、[[锌]]、[[镁]]、[[锰]]和[[硅]]形成合金。<ref>{{cite book|title=Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry|last1=Lyle|first1=J.P.|last2=Granger|first2=D.A.|last3=Sanders|first3=R.E.|date=2005|publisher=Wiley-VCH|chapter=Aluminum Alloys|doi=10.1002/14356007.a01_481|title-link=Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry|isbn=978-3-527-30673-2}}</ref>
铝几乎总是以合金的形式出现,这显着改善了其机械性能,尤其是[[回火]]时。例如,常见的[[铝箔]]和饮料罐都是含有92%~99%铝的合金。<ref>{{cite web|url=http://www.madehow.com/Volume-1/Aluminum-Foil.html|title=Aluminum Foil|last1=Millberg|first1=L.S.|website=How Products are Made||||access-date=2007-08-11|volume=1}}</ref>铝主要和[[铜]]、[[锌]]、[[镁]]、[[锰]]和[[硅]]形成合金。<ref>{{cite book|title=Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry|last1=Lyle|first1=J.P.|last2=Granger|first2=D.A.|last3=Sanders|first3=R.E.|date=2005|publisher=Wiley-VCH|chapter=Aluminum Alloys|doi=10.1002/14356007.a01_481|title-link=Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry|isbn=978-3-527-30673-2}}</ref>


[[File:Drinking can ring-pull tab.jpg|缩略图|upright=1.0||[[铝罐]]]]
[[File:Drinking can ring-pull tab.jpg|thumb|upright=1.0|left|[[铝罐]]]]


铝金属的主要用途是:{{sfn|Davis|1999|pp=17–24}}
铝金属的主要用途是:{{sfn|Davis|1999|pp=17–24}}
第356行: 第347行:
* 从[[炊具]]到[[家具]],很多家庭物品都是用铝制成的。低密度、美观、易于制造和耐用是铝制物品使用的关键因素。
* 从[[炊具]]到[[家具]],很多家庭物品都是用铝制成的。低密度、美观、易于制造和耐用是铝制物品使用的关键因素。
* 机械设备(加工设备、管道、工具)中也会使用铝,因为它具有耐腐蚀性、不会自燃和足够的机械强度。
* 机械设备(加工设备、管道、工具)中也会使用铝,因为它具有耐腐蚀性、不会自燃和足够的机械强度。
* 铝也用于制造便携式电脑机箱。2018 年,[[苹果公司]]公开了使用使用过的饮料罐 (UBC) 材料来包裹其[[MacBook Air]]产品的电子元件。铝可以回收利用,清洁的铝具有剩余的市场价值。<ref name="patapp">{{cite news |title=Apple Patents reveal how the Aluminum Unibody MacBook Enclosure is made from Recycled Pop and Beer Cans & more |url=https://www.patentlyapple.com/patently-apple/2021/03/apple-patents-reveal-how-the-aluminum-unibody-macbook-enclosure-is-made-from-recycled-pop-and-beer-cans-more.html |publisher=Patenly Apple |date=March 2021 |access-date=2021-05-24 |||}}</ref>
* 铝也用于制造便携式电脑机箱。2018 年,[[苹果公司]]公开了使用使用过的饮料罐 (UBC) 材料来包裹其[[MacBook Air]]产品的电子元件。铝可以回收利用,清洁的铝具有剩余的市场价值。<ref name="patapp">{{cite news |title=Apple Patents reveal how the Aluminum Unibody MacBook Enclosure is made from Recycled Pop and Beer Cans & more |url=https://www.patentlyapple.com/patently-apple/2021/03/apple-patents-reveal-how-the-aluminum-unibody-macbook-enclosure-is-made-from-recycled-pop-and-beer-cans-more.html |publisher=Patenly Apple |date=2021-03 |access-date=2021-05-24 }}</ref>


=== 铝化合物 ===
=== 铝化合物 ===
大部分(约 90%)的[[氧化铝]]会被转化成金属铝。<ref name="UllmannOxide" />作为一种非常硬的材料([[莫氏硬度]] 9),<ref name="Lumley2010">{{cite book|url=https://books.google.com/books?id=mXpwAgAAQBAJ&pg=PA42|title=Fundamentals of Aluminium Metallurgy: Production, Processing and Applications|last=Lumley|first=Roger|publisher=Elsevier Science|year=2010|isbn=978-0-85709-025-6|page=42|access-date=2018-07-13|||}}</ref>氧化铝被广泛用作磨料,<ref name="Mortensen2006">{{cite book|url=https://books.google.com/books?id=zs_lGeGsuaAC&pg=PA281|title=Concise Encyclopedia of Composite Materials|last=Mortensen|first=Andreas|publisher=Elsevier|year=2006|isbn=978-0-08-052462-7|page=281|access-date=2018-07-13|||}}</ref>且因为极度的化学惰性,被用于高反应性环境中,像是高压[[钠灯]]中。<ref name="Japan2012">{{cite book|url=https://books.google.com/books?id=y8NNHruBKVQC&pg=PA541|title=Advanced Ceramic Technologies & Products|author=The Ceramic Society of Japan|year=2012|publisher=Springer Science & Business Media|isbn=978-4-431-54108-0|page=541|access-date=2018-07-13|||}}</ref>氧化铝也用作工业过程的催化剂,<ref name="UllmannOxide" />例如催化{{le|克劳斯法|Claus process}}([[炼油厂]]中将[[硫化氢]]转化为硫的反应)。<ref name="Slesser1988">{{cite book|url=https://books.google.com/books?id=kUOvCwAAQBAJ&pg=PA138|title=Dictionary of Energy|last=Slesser|first=Malcolm|publisher=Palgrave Macmillan UK|year=1988|isbn=978-1-349-19476-6|page=138|access-date=2018-07-13|||}}</ref><ref name="Supp2013">{{cite book|url=https://books.google.com/books?id=vi3wCAAAQBAJ&pg=PA165|title=How to Produce Methanol from Coal|last=Supp|first=Emil|publisher=Springer Science & Business Media|year=2013|isbn=978-3-662-00895-9|pages=164–165|access-date=2018-07-13|||}}</ref>许多工业[[催化剂]]是由氧化铝{{le|催化剂担体|Catalyst support|负担}}的,这意味着昂贵的[[催化剂]]材料会分散在惰性氧化铝的表面上。<ref name="ErtlKnözinger2008">{{cite book|url=https://books.google.com/books?id=ev47CMLmM2sC&pg=PA80|title=Preparation of Solid Catalysts|last1=Ertl|first1=Gerhard|last2=Knözinger|first2=Helmut|last3=Weitkamp|first3=Jens|year=2008|publisher=John Wiley & Sons|isbn=978-3-527-62068-5|page=80|access-date=2018-07-13|||}}</ref>氧化铝的另一个主要用途是作为干燥剂或吸收剂。<ref name="UllmannOxide" /><ref name="ArmaregoChai2009">{{cite book|url=https://books.google.com/books?id=PTXyS7Yj6zUC&pg=PA155|title=Purification of Laboratory Chemicals|last1=Armarego|first1=W.L.F.|last2=Chai|first2=Christina|year=2009|publisher=Butterworth-Heinemann|isbn=978-0-08-087824-9|pages=73, 109, 116, 155|access-date=2018-07-13|||}}</ref>
大部分(约 90%)的[[氧化铝]]会被转化成金属铝。<ref name="UllmannOxide" />作为一种非常硬的材料([[莫氏硬度]] 9),<ref name="Lumley2010">{{cite book||title=Fundamentals of Aluminium Metallurgy: Production, Processing and Applications|last=Lumley|first=Roger|publisher=Elsevier Science|year=2010|isbn=978-0-85709-025-6|page=42|access-date=2018-07-13}}</ref>氧化铝被广泛用作磨料,<ref name="Mortensen2006">{{cite book||title=Concise Encyclopedia of Composite Materials|last=Mortensen|first=Andreas|publisher=Elsevier|year=2006|isbn=978-0-08-052462-7|page=281|access-date=2018-07-13}}</ref>且因为极度的化学惰性,被用于高反应性环境中,像是高压[[钠灯]]中。<ref name="Japan2012">{{cite book||title=Advanced Ceramic Technologies & Products|author=The Ceramic Society of Japan|year=2012|publisher=Springer Science & Business Media|isbn=978-4-431-54108-0|page=541|access-date=2018-07-13}}</ref>氧化铝也用作工业过程的催化剂,<ref name="UllmannOxide" />例如催化{{le|克劳斯法|Claus process}}([[炼油厂]]中将[[硫化氢]]转化为硫的反应)。<ref name="Slesser1988">{{cite book||title=Dictionary of Energy|last=Slesser|first=Malcolm|publisher=Palgrave Macmillan UK|year=1988|isbn=978-1-349-19476-6|page=138|access-date=2018-07-13}}</ref><ref name="Supp2013">{{cite book||title=How to Produce Methanol from Coal|last=Supp|first=Emil|publisher=Springer Science & Business Media|year=2013|isbn=978-3-662-00895-9|pages=164–165|access-date=2018-07-13}}</ref>许多工业[[催化剂]]是由氧化铝{{le|催化剂担体|Catalyst support|负担}}的,这意味着昂贵的[[催化剂]]材料会分散在惰性氧化铝的表面上。<ref name="ErtlKnözinger2008">{{cite book||title=Preparation of Solid Catalysts|last1=Ertl|first1=Gerhard|last2=Knözinger|first2=Helmut|last3=Weitkamp|first3=Jens|year=2008|publisher=John Wiley & Sons|isbn=978-3-527-62068-5|page=80|access-date=2018-07-13}}</ref>氧化铝的另一个主要用途是作为干燥剂或吸收剂。<ref name="UllmannOxide" /><ref name="ArmaregoChai2009">{{cite book||title=Purification of Laboratory Chemicals|last1=Armarego|first1=W.L.F.|last2=Chai|first2=Christina|year=2009|publisher=Butterworth-Heinemann|isbn=978-0-08-087824-9|pages=73, 109, 116, 155|access-date=2018-07-13}}</ref>


[[File:Pulsed Laser Deposition in Action.jpg|缩略图|右上|在基板上激光沉积氧化铝]]
[[File:Pulsed Laser Deposition in Action.jpg|thumb|upright|在基板上激光沉积氧化铝]]
铝的各种硫酸盐具有工业和商业应用。[[硫酸铝]]的水合物的年生产规模达到了数百万吨。<ref name="UllmannInorganic">{{cite book|title=Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry|last=Helmboldt|first=O.|date=2007|publisher=[[Wiley-VCH]]|chapter=Aluminum Compounds, Inorganic|doi=10.1002/14356007.a01_527.pub2|title-link=Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry|isbn=978-3-527-30673-2}}</ref>其中,约三分之二的硫酸铝用于[[水处理]]。<ref name="UllmannInorganic" />硫酸铝的另一个主要应用是造纸。<ref name="UllmannInorganic" />它还用作媒染剂,用于染色、酸洗种子、为矿物油除臭、[[鞣制]]皮革,以及生产其他铝化合物。<ref name="UllmannInorganic" />两种矾,[[铵明矾]]和[[明矾]], 以前用于媒染和皮革鞣制,但随着高纯度硫酸铝的出现,它们的使用量显着下降。<ref name="UllmannInorganic" />无水的[[氯化铝]]在化学和石化工业、染色工业以及合成各种无机和有机化合物中用作催化剂。<ref name="UllmannInorganic" />[[铝酸钠]]可用于水处理和水泥凝固的促进剂。<ref name="UllmannInorganic" />
铝的各种硫酸盐具有工业和商业应用。[[硫酸铝]]的水合物的年生产规模达到了数百万吨。<ref name="UllmannInorganic">{{cite book|title=Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry|last=Helmboldt|first=O.|date=2007|publisher=[[Wiley-VCH]]|chapter=Aluminum Compounds, Inorganic|doi=10.1002/14356007.a01_527.pub2|title-link=Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry|isbn=978-3-527-30673-2}}</ref>其中,约三分之二的硫酸铝用于[[水处理]]。<ref name="UllmannInorganic" />硫酸铝的另一个主要应用是造纸。<ref name="UllmannInorganic" />它还用作媒染剂,用于染色、酸洗种子、为矿物油除臭、[[鞣制]]皮革,以及生产其他铝化合物。<ref name="UllmannInorganic" />两种矾,[[铵明矾]]和[[明矾]], 以前用于媒染和皮革鞣制,但随着高纯度硫酸铝的出现,它们的使用量显着下降。<ref name="UllmannInorganic" />无水的[[氯化铝]]在化学和石化工业、染色工业以及合成各种无机和有机化合物中用作催化剂。<ref name="UllmannInorganic" />[[铝酸钠]]可用于水处理和水泥凝固的促进剂。<ref name="UllmannInorganic" />


许多铝化合物都有应用,例如:
许多铝化合物都有应用,例如:
* [[乙酸铝]]的溶液是一类[[收敛剂]]。<ref name="WHO Formulary 2008">{{cite book | title=WHO Model Formulary 2008 | year=2009 | isbn=9789241547659 | vauthors=((World Health Organization)) | veditors=Stuart MC, Kouimtzi M, Hill SR | hdl=10665/44053 | author-link=World Health Organization | publisher=World Health Organization | hdl-access=free }}</ref>
* [[乙酸铝]]的溶液是一类[[收敛剂]]。<ref name="WHO Formulary 2008">{{cite book | title=WHO Model Formulary 2008 | year=2009 | isbn=9789241547659 | vauthors=((World Health Organization)) | veditors=Stuart MC, Kouimtzi M, Hill SR | hdl=10665/44053 | | publisher=World Health Organization | hdl-access=free }}</ref>
* [[磷酸铝]]可用于制造玻璃、陶瓷、[[木浆]]和纸制品、[[化妆品]]、油漆、{{le|油光漆|Varnish}}和牙科[[水泥]]。<ref>{{Cite book|url=https://books.google.com/books?id=ueRsAAAAMAAJ&q=Aluminium+phosphate+used+in+the+manufacture+of+glass,+ceramic,+pulp+and+paper+products,+cosmetics,+paints,+varnishes,+and+in+dental+cement.|title=Occupational Skin Disease|date=1983|publisher=Grune & Stratton|isbn=978-0-8089-1494-5|language=en|access-date=2017-06-14|||}}</ref>
* [[磷酸铝]]可用于制造玻璃、陶瓷、[[木浆]]和纸制品、[[化妆品]]、油漆、{{le|油光漆|Varnish}}和牙科[[水泥]]。<ref>{{Cite book||title=Occupational Skin Disease|date=1983|publisher=Grune & Stratton|isbn=978-0-8089-1494-5|language=en|access-date=2017-06-14}}</ref>
* [[氢氧化铝]]是一种[[抗酸药]]和媒染剂。它也用于[[水]]净化、玻璃和陶瓷的制造以及[[织物]]的[[防水]]。<ref>{{cite book|title=Fundamentals of pharmacology: a text for nurses and health professionals|author1=Galbraith, A|author2=Bullock, S|author3=Manias, E|author4=Hunt, B|author5=Richards, A|publisher=Pearson|year=1999|location=Harlow|pages=482}}</ref><ref name="papich">{{Cite book|title=Saunders Handbook of Veterinary Drugs|last=Papich|first=Mark G.|date=2007|publisher=Saunders/Elsevier|isbn=978-1-4160-2888-8|edition=2nd|location=St. Louis, Mo|pages=15–16|chapter=Aluminum Hydroxide and Aluminum Carbonate}}</ref>
* [[氢氧化铝]]是一种[[抗酸药]]和媒染剂。它也用于[[水]]净化、玻璃和陶瓷的制造以及[[织物]]的[[防水]]。<ref>{{cite book|title=Fundamentals of pharmacology: a text for nurses and health professionals|author1=Galbraith, A|author2=Bullock, S|author3=Manias, E|author4=Hunt, B|author5=Richards, A|publisher=Pearson|year=1999|location=Harlow|pages=482}}</ref><ref name="papich">{{Cite book|title=Saunders Handbook of Veterinary Drugs|last=Papich|first=Mark G.|date=2007|publisher=Saunders/Elsevier|isbn=978-1-4160-2888-8|edition=2nd|location=St. Louis, Mo|pages=15–16|chapter=Aluminum Hydroxide and Aluminum Carbonate}}</ref>
* [[氢化铝锂]]是一种强还原剂,用于[[有机化学]]。<ref>{{Citation|last=Brown|first=Weldon G.|title=Reductions by Lithium Aluminum Hydride|date=2011-03-15|url=http://doi.wiley.com/10.1002/0471264180.or006.10|work=Organic Reactions|pages=469–510|editor-last=John Wiley & Sons, Inc.|place=Hoboken, NJ, USA|publisher=John Wiley & Sons, Inc.|language=en|doi=10.1002/0471264180.or006.10|isbn=978-0-471-26418-7|access-date=2021-05-22|||}}</ref><ref>{{cite encyclopedia|year=2007|title=Lithium Aluminium Hydride|encyclopedia=SASOL Encyclopaedia of Science and Technology|publisher=New Africa Books|url=https://books.google.com/books?id=1wS3aWR5SO4C&pg=PA143|page=143|isbn=978-1-86928-384-1|author1=Gerrans, G.C.|author2=Hartmann-Petersen, P.|access-date=6 September 2017|||}}</ref>
* [[氢化铝锂]]是一种强还原剂,用于[[有机化学]]。<ref>{{Citation|last=Brown|first=Weldon G.|title=Reductions by Lithium Aluminum Hydride|date=2011-03-15|url=http://doi.wiley.com/10.1002/0471264180.or006.10|work=Organic Reactions|pages=469–510|editor-last=John Wiley & Sons, Inc.|place=Hoboken, NJ, USA|publisher=John Wiley & Sons, Inc.|language=en|doi=10.1002/0471264180.or006.10|isbn=978-0-471-26418-7|access-date=2021-05-22}}</ref><ref>{{cite encyclopedia|year=2007|title=Lithium Aluminium Hydride|encyclopedia=SASOL Encyclopaedia of Science and Technology|publisher=New Africa Books||page=143|isbn=978-1-86928-384-1|author1=Gerrans, G.C.|author2=Hartmann-Petersen, P.|access-date=2017-09-06}}</ref>
* [[有机铝化合物]]是一类[[路易斯酸]]和助催化剂。<ref>{{cite journal|author1=M. Witt|author2=H.W. Roesky|year=2000|title=Organoaluminum chemistry at the forefront of research and development|url=http://tejas.serc.iisc.ernet.in/currsci/feb252000/NMC2.pdf|journal=Curr. Sci.|volume=78|issue=4|pages=410|||}}</ref>
* [[有机铝化合物]]是一类[[路易斯酸]]和助催化剂。<ref>{{cite journal|author1=M. Witt|author2=H.W. Roesky|year=2000|title=Organoaluminum chemistry at the forefront of research and development|url=http://tejas.serc.iisc.ernet.in/currsci/feb252000/NMC2.pdf|journal=Curr. Sci.|volume=78|issue=4|pages=410}}</ref>
* {{le|聚甲基铝氧烷|Methylaluminoxane}}可用于生产{{le|乙烯基聚合物|Vinyl_polymer}},例如[[聚乙烯]]。<ref>{{cite journal|author1=A. Andresen|author2=H.G. Cordes|author3=J. Herwig|author4=W. Kaminsky|author5=A. Merck|author6=R. Mottweiler|author7=J. Pein|author8=H. Sinn|author9=H.J. Vollmer|year=1976|title=Halogen-free Soluble Ziegler-Catalysts for the Polymerization of Ethylene|journal=[[Angew. Chem. Int. Ed.]]|volume=15|issue=10|pages=630–632|doi=10.1002/anie.197606301}}</ref>
* {{le|聚甲基铝氧烷|Methylaluminoxane}}可用于生产{{le|乙烯基聚合物|Vinyl_polymer}},例如[[聚乙烯]]。<ref>{{cite journal|author1=A. Andresen|author2=H.G. Cordes|author3=J. Herwig|author4=W. Kaminsky|author5=A. Merck|author6=R. Mottweiler|author7=J. Pein|author8=H. Sinn|author9=H.J. Vollmer|year=1976|title=Halogen-free Soluble Ziegler-Catalysts for the Polymerization of Ethylene|journal=[[Angew. Chem. Int. Ed.]]|volume=15|issue=10|pages=630–632|doi=10.1002/anie.197606301}}</ref>
* 水合铝离子(如水合硫酸铝)用于对付鱼类寄生虫,如''{{le|Gyrodactylus salaris}}''。<ref name="AasKlemetsen2011">{{cite book|last1=Aas|first1=Øystein|last2=Klemetsen|first2=Anders|last3=Einum|first3=Sigurd|last4=Skurdal|first4=Jostein|display-authors=3|title=Atlantic Salmon Ecology|url=https://books.google.com/books?id=9lMZnUdUGZUC&pg=PA240|year=2011|publisher=John Wiley & Sons|isbn=978-1-4443-4819-4|page=240|access-date=2018-07-14|||}}</ref>
* 水合铝离子(如水合硫酸铝)用于对付鱼类寄生虫,如''{{le|Gyrodactylus salaris}}''。<ref name="AasKlemetsen2011">{{cite book|last1=Aas|first1=Øystein|last2=Klemetsen|first2=Anders|last3=Einum|first3=Sigurd|last4=Skurdal|first4=Jostein|display-authors=3|title=Atlantic Salmon Ecology||year=2011|publisher=John Wiley & Sons|isbn=978-1-4443-4819-4|page=240|access-date=2018-07-14}}</ref>
* 在许多[[疫苗]]中,某些铝盐作为[[免疫佐剂]](免疫反应增强剂),使疫苗中的[[蛋白质]]发挥足够的免疫刺激作用。<ref name="Singh2007">{{cite book|last=Singh|first=Manmohan|title=Vaccine Adjuvants and Delivery Systems|url=https://books.google.com/books?id=7QKRrTPwuDYC&pg=PA112|year=2007|publisher=John Wiley & Sons|isbn=978-0-470-13492-4|pages=81–109|access-date=2018-07-14|||}}</ref>
* 在许多[[疫苗]]中,某些铝盐作为[[免疫佐剂]](免疫反应增强剂),使疫苗中的[[蛋白质]]发挥足够的免疫刺激作用。<ref name="Singh2007">{{cite book|last=Singh|first=Manmohan|title=Vaccine Adjuvants and Delivery Systems||year=2007|publisher=John Wiley & Sons|isbn=978-0-470-13492-4|pages=81–109|access-date=2018-07-14}}</ref>


== 对人体的影响 ==
== 对人体的影响 ==
[[File:Al absorption by skin.jpg|缩略图|upright=1.3|人体皮肤吸收铝的示意图。<ref name=health1>{{Cite journal | doi=10.1039/C3EM00374D| pmid=23982047| title=Human exposure to aluminium| journal=Environmental Science: Processes & Impacts| volume=15| issue=10| pages=1807–1816| year=2013| last1=Exley | first1=C.| doi-access=free}}</ref>]]
[[File:Al absorption by skin.jpg|thumb|upright=1.3|人体皮肤吸收铝的示意图。<ref name=health1>{{Cite journal | doi=10.1039/C3EM00374D| pmid=23982047| title=Human exposure to aluminium| journal=Environmental Science: Processes & Impacts| volume=15| issue=10| pages=1807–1816| year=2013| last1=Exley | first1=C.| doi-access=free}}</ref>]]


尽管铝广泛存在于地壳,它没有已知的生物作用。<ref name=Ullmann/>在pH值 6-9(大多数天然水的pH值)时,铝会以氢氧化物的形式从水中沉淀出来,因此无法使用。大多数具有这种行为的元素没有生物作用,或是有毒。<ref name=wou>{{cite web
尽管铝广泛存在于地壳,它没有已知的生物作用。<ref name=Ullmann/>在pH值 6-9(大多数天然水的pH值)时,铝会以氢氧化物的形式从水中沉淀出来,因此无法使用。大多数具有这种行为的元素没有生物作用,或是有毒。<ref name=wou>{{cite web
|url=https://www.wou.edu/las/physci/ch412/natwater.htm|website=[[Western Oregon University]]
|url=https://www.wou.edu/las/physci/ch412/natwater.htm|website=[[Western Oregon University]]
|title=Environmental Applications. Part I. Common Forms of the Elements in Water
|title=Environmental Applications. Part I. Common Forms of the Elements in Water
|publisher=Western Oregon University|access-date=30 September 2019
|publisher=Western Oregon University|access-date=2019-09-30
|||}}</ref>[[硫酸铝]]的[[半数致死量|LD<sub>50</sub>]] 为6207&nbsp;mg/kg (小鼠,口服),相当于一个{{convert|70|kg|abbr=on}} 的人的半数致死量为435克,<ref name=Ullmann/>尽管致死性和神经毒性的含义不同。<ref name="shaw14">{{cite journal
}}</ref>[[硫酸铝]]的[[半数致死量|LD<sub>50</sub>]] 为6207&nbsp;mg/kg (小鼠,口服),相当于一个{{convert|70|kg|abbr=on}} 的人的半数致死量为435克,<ref name=Ullmann/>尽管致死性和神经毒性的含义不同。<ref name="shaw14">{{cite journal
|title=Aluminum-Induced Entropy in Biological Systems: Implications for Neurological Disease|year=2014
|title=Aluminum-Induced Entropy in Biological Systems: Implications for Neurological Disease|year=2014
|last1=Shaw|first1=Christopher A.|last2=Seneff|first2=Stephanie|last3=Kette|first3=Stephen D.
|last1=Shaw|first1=Christopher A.|last2=Seneff|first2=Stephanie|last3=Kette|first3=Stephen D.
第397行: 第388行:


=== 毒性 ===
=== 毒性 ===
[[美国卫生与公共服务部]]将铝归类为非致癌物质。<ref name="Piero3">{{cite journal|last=Dolara|first=Piero|date=21 July 2014|title=Occurrence, exposure, effects, recommended intake and possible dietary use of selected trace compounds (aluminium, bismuth, cobalt, gold, lithium, nickel, silver)|journal=International Journal of Food Sciences and Nutrition|volume=65|issue=8|pages=911–924|doi=10.3109/09637486.2014.937801|issn=1465-3478|pmid=25045935|s2cid=43779869}}</ref>{{efn|虽然铝本身不致癌,但[[国际癌症研究机构]]特别指出Söderberg铝生产,<ref name=worldcat>{{Cite book|url=https://www.worldcat.org/oclc/11527472|title=Polynuclear aromatic compounds. part 3, Industrial exposures in aluminium production, coal gasification, coke production, and iron and steel founding.|date=1984|publisher=International Agency for Research on Cancer|others=International Agency for Research on Cancer.|isbn=92-832-1534-6|oclc=11527472|pages=51–59|access-date=7 January 2021|||}}</ref>可能是由于暴露于多环芳香烃。<ref>{{Cite journal|last1=Wesdock|first1=J. C.|last2=Arnold|first2=I. M. F.|date=2014|title=Occupational and Environmental Health in the Aluminum Industry|url= |journal=Journal of Occupational and Environmental Medicine|language=en-US|volume=56|issue=5 Suppl|pages=S5–S11|doi=10.1097/JOM.0000000000000071|pmid=24806726|pmc=4131940|issn=1076-2752}}</ref>}}1988年发表的一篇评论说,几乎没有证据表明正常接触铝会对健康成人构成风险,<ref name="gitelman88">{{cite book |url=https://books.google.com/books?id=wRnOytsi8boC&pg=PA90 |title=Physiology of Aluminum in Man |||work=Aluminum and Health |publisher=CRC Press |year=1988 |isbn=0-8247-8026-4 |page=90 }}</ref>2014年的多元素毒理学审查则未能发现每公斤[[体重]]消耗量不超过 40 毫克/天的铝的有害影响。<ref name="Piero3" />大多数消耗的铝会留在粪便中,进入血液的小部分铝大部分将通过尿液排出。<ref name="atsdr">{{Cite web|url=https://www.atsdr.cdc.gov/phs/phs.asp?id=1076&tid=34|title=ATSDR – Public Health Statement: Aluminum|website=www.atsdr.cdc.gov|language=en|access-date=2018-07-18|||}}</ref>尽管如此,一些铝确实可以通过血脑屏障,并优先留在阿尔茨海默病患者的大脑中。<ref name="xu92">{{cite journal |pmid=1302300|year=1992|last1=Xu|first1=N.|last2=Majidi|first2=V.|last3=Markesbery|first3=W. R.|last4=Ehmann|first4=W. D.|title=Brain aluminum in Alzheimer's disease using an improved GFAAS method|journal=Neurotoxicology|volume=13|issue=4|pages=735–743}}</ref><ref name="yumoto09">{{cite journal
[[美国卫生与公共服务部]]将铝归类为非致癌物质。<ref name="Piero3">{{cite journal|last=Dolara|first=Piero|date=2014-07-21|title=Occurrence, exposure, effects, recommended intake and possible dietary use of selected trace compounds (aluminium, bismuth, cobalt, gold, lithium, nickel, silver)|journal=International Journal of Food Sciences and Nutrition|volume=65|issue=8|pages=911–924|doi=10.3109/09637486.2014.937801|issn=1465-3478|pmid=25045935|s2cid=43779869}}</ref>{{efn|虽然铝本身不致癌,但[[国际癌症研究机构]]特别指出Söderberg铝生产,<ref name=worldcat>{{Cite book|url=https://www.worldcat.org/oclc/11527472|title=Polynuclear aromatic compounds. part 3, Industrial exposures in aluminium production, coal gasification, coke production, and iron and steel founding.|date=1984|publisher=International Agency for Research on Cancer|others=International Agency for Research on Cancer.|isbn=92-832-1534-6|oclc=11527472|pages=51–59|access-date=2021-01-07}}</ref>可能是由于暴露于多环芳香烃。<ref>{{Cite journal|last1=Wesdock|first1=J. C.|last2=Arnold|first2=I. M. F.|date=2014|title=Occupational and Environmental Health in the Aluminum Industry|url= |journal=Journal of Occupational and Environmental Medicine|language=en-US|volume=56|issue=5 Suppl|pages=S5–S11|doi=10.1097/JOM.0000000000000071|pmid=24806726|pmc=4131940|issn=1076-2752}}</ref>}}1988年发表的一篇评论说,几乎没有证据表明正常接触铝会对健康成人构成风险,<ref name="gitelman88">{{cite book ||title=Physiology of Aluminum in Man |||work=Aluminum and Health |publisher=CRC Press |year=1988 |isbn=0-8247-8026-4 |page=90 }}</ref>2014年的多元素毒理学审查则未能发现每公斤[[体重]]消耗量不超过 40 毫克/天的铝的有害影响。<ref name="Piero3" />大多数消耗的铝会留在粪便中,进入血液的小部分铝大部分将通过尿液排出。<ref name="atsdr">{{Cite web|url=https://www.atsdr.cdc.gov/phs/phs.asp?id=1076&tid=34|title=ATSDR – Public Health Statement: Aluminum|website=www.atsdr.cdc.gov|language=en|access-date=2018-07-18}}</ref>尽管如此,一些铝确实可以通过血脑屏障,并优先留在阿尔茨海默病患者的大脑中。<ref name="xu92">{{cite journal |pmid=1302300|year=1992|last1=Xu|first1=N.|last2=Majidi|first2=V.|last3=Markesbery|first3=W. R.|last4=Ehmann|first4=W. D.|title=Brain aluminum in Alzheimer's disease using an improved GFAAS method|journal=Neurotoxicology|volume=13|issue=4|pages=735–743}}</ref><ref name="yumoto09">{{cite journal
|title=Demonstration of aluminum in amyloid fibers in the cores of senile plaques in the brains of patients with Alzheimer's disease|year=2009
|title=Demonstration of aluminum in amyloid fibers in the cores of senile plaques in the brains of patients with Alzheimer's disease|year=2009
|last1=Yumoto|first1=Sakae|last2=Kakimi|first2=Shigeo|last3=Ohsaki|first3=Akihiro|last4=Ishikawa|first4=Akira
|last1=Yumoto|first1=Sakae|last2=Kakimi|first2=Shigeo|last3=Ohsaki|first3=Akihiro|last4=Ishikawa|first4=Akira
第407行: 第398行:
虽然很少见,但铝会导致维生素D抗性的[[骨质软化]],[[促红细胞生成素]]抗性的{{le|小细胞性贫血|Microcytic anemia}}和中枢神经系统改变。肾功能不全的人尤其处于危险之中。<ref name="Piero3"/>长期摄入水合硅酸铝(用于控制胃酸过多)可能会导致铝与肠内容物结合,并增加其他金属的排除,例如[[铁]]或[[锌]]。足够高的铝(>50 克/天)会导致贫血。<ref name="Piero3"/>
虽然很少见,但铝会导致维生素D抗性的[[骨质软化]],[[促红细胞生成素]]抗性的{{le|小细胞性贫血|Microcytic anemia}}和中枢神经系统改变。肾功能不全的人尤其处于危险之中。<ref name="Piero3"/>长期摄入水合硅酸铝(用于控制胃酸过多)可能会导致铝与肠内容物结合,并增加其他金属的排除,例如[[铁]]或[[锌]]。足够高的铝(>50 克/天)会导致贫血。<ref name="Piero3"/>


[[File:Al transport across human cells.jpg|缩略图|upright=1.3|人体吸收的铝主要有五种形式:游离的溶剂化三价阳离子 (Al<sup>3+</sup><sub>(aq)</sub>),低分子量、中性的可溶配合物 (LMW-Al<sup>0</sup><sub>(aq)</sub>),高分子量、中性的可溶配合物 (HMW-Al<sup>0</sup><sub>(aq)</sub>),低分子量、带电的可溶配合物 (LMW-Al(L)<sub>n</sub><sup>+/−</sup><sub>(aq)</sub>)和纳米微粒 (Al(L)<sub>n(s)</sub>)。它们通过五个主要途径跨越细胞膜或细胞外层/[[内皮]]运输:(1) {{le|细胞旁运输|paracellular}}、(2) {{le|跨细胞运输|transcellular}}、(3) [[主动运输]]、(4)离子通道和 (5) 吸附或受体介导的[[内吞作用]]。<ref name="health1" />]]
[[File:Al transport across human cells.jpg|thumb|upright=1.3|人体吸收的铝主要有五种形式:游离的溶剂化三价阳离子 (Al<sup>3+</sup><sub>(aq)</sub>),低分子量、中性的可溶配合物 (LMW-Al<sup>0</sup><sub>(aq)</sub>),高分子量、中性的可溶配合物 (HMW-Al<sup>0</sup><sub>(aq)</sub>),低分子量、带电的可溶配合物 (LMW-Al(L)<sub>n</sub><sup>+/−</sup><sub>(aq)</sub>)和纳米微粒 (Al(L)<sub>n(s)</sub>)。它们通过五个主要途径跨越细胞膜或细胞外层/[[内皮]]运输:(1) {{le|细胞旁运输|paracellular}}、(2) {{le|跨细胞运输|transcellular}}、(3) [[主动运输]]、(4)离子通道和 (5) 吸附或受体介导的[[内吞作用]]。<ref name="health1" />]]


在1988年{{le|卡姆尔福德水污染事件|Camelford water pollution incident}}期间,[[卡姆尔福德]]的人们的饮用水被[[硫酸铝]]污染了几个星期。2013年对该事件的最终报告得出结论,这不太可能导致长期的健康问题。<ref>{{cite web
在1988年{{le|卡姆尔福德水污染事件|Camelford water pollution incident}}期间,[[卡姆尔福德]]的人们的饮用水被[[硫酸铝]]污染了几个星期。2013年对该事件的最终报告得出结论,这不太可能导致长期的健康问题。<ref>{{cite web
|title=Lowermoor Water Pollution incident 'unlikely' to have caused long term health effects
|title=Lowermoor Water Pollution incident 'unlikely' to have caused long term health effects
|publisher=Committee on Toxicity of Chemicals in Food, Consumer Products and the Environment|date=18 April 2013
|publisher=Committee on Toxicity of Chemicals in Food, Consumer Products and the Environment|date=2013-04-18
|url=https://cot.food.gov.uk/sites/default/files/cot/cotpnlwpirv2.pdf|access-date=21 December 2019|
|url=https://cot.food.gov.uk/sites/default/files/cot/cotpnlwpirv2.pdf|access-date=2019-12-21}}</ref>
||}}</ref>


铝被怀疑是[[阿尔茨海默病]]的可能原因,<ref>{{Cite journal|last=Tomljenovic|first=Lucija|date=2011-03-21|title=Aluminum and Alzheimer's Disease: After a Century of Controversy, Is there a Plausible Link?|url=https://www.medra.org/servlet/aliasResolver?alias=iospress&doi=10.3233/JAD-2010-101494|journal=Journal of Alzheimer's Disease|volume=23|issue=4|pages=567–598|doi=10.3233/JAD-2010-101494|pmid=21157018|access-date=11 June 2021|||}}</ref>但四十多年来对此的研究发现,{{asof|2018|lc=yes}},没有很好的因果关系证据。<ref>{{cite web
铝被怀疑是[[阿尔茨海默病]]的可能原因,<ref>{{Cite journal|last=Tomljenovic|first=Lucija|date=2011-03-21|title=Aluminum and Alzheimer's Disease: After a Century of Controversy, Is there a Plausible Link?|url=https://www.medra.org/servlet/aliasResolver?alias=iospress&doi=10.3233/JAD-2010-101494|journal=Journal of Alzheimer's Disease|volume=23|issue=4|pages=567–598|doi=10.3233/JAD-2010-101494|pmid=21157018|access-date=2021-06-11}}</ref>但四十多年来对此的研究发现,{{asof|2018|lc=yes}},没有很好的因果关系证据。<ref>{{cite web
|title=Aluminum and dementia: Is there a link?|date=24 August 2018
|title=Aluminum and dementia: Is there a link?|date=2018-08-24
|publisher=Alzheimer Society Canada
|publisher=Alzheimer Society Canada
|url=https://alzheimer.ca/en/Home/About-dementia/Alzheimer-s-disease/Risk-factors/Aluminum|access-date=21 December 2019|
|url=https://alzheimer.ca/en/Home/About-dementia/Alzheimer-s-disease/Risk-factors/Aluminum|access-date=2019-12-21}}
||}}
</ref><ref>{{Cite journal|last1=Santibáñez|first1=Miguel|last2=Bolumar|first2=Francisco|last3=García|first3=Ana M|date=2007|title=Occupational risk factors in Alzheimer's disease: a review assessing the quality of published epidemiological studies|journal=Occupational and Environmental Medicine|volume=64|issue=11|pages=723–732|doi=10.1136/oem.2006.028209|issn=1351-0711|pmc=2078415|pmid=17525096}}</ref>
</ref><ref>{{Cite journal|last1=Santibáñez|first1=Miguel|last2=Bolumar|first2=Francisco|last3=García|first3=Ana M|date=2007|title=Occupational risk factors in Alzheimer's disease: a review assessing the quality of published epidemiological studies|journal=Occupational and Environmental Medicine|volume=64|issue=11|pages=723–732|doi=10.1136/oem.2006.028209|issn=1351-0711|pmc=2078415|pmid=17525096}}</ref>


第430行: 第419行:
|journal=Neurosci Biobehav Rev|volume=13|issue=1|pages=47–53|doi=10.1016/S0149-7634(89)80051-X|pmid=2671833|s2cid=46507895}}
|journal=Neurosci Biobehav Rev|volume=13|issue=1|pages=47–53|doi=10.1016/S0149-7634(89)80051-X|pmid=2671833|s2cid=46507895}}
</ref>一小部分的人<ref name="BinghamCohrssen2012">{{cite book
</ref>一小部分的人<ref name="BinghamCohrssen2012">{{cite book
|url=https://books.google.com/books?id=1mk3lFVtBSQC&pg=PA244|title=Patty's Toxicology, 6 Volume Set|last1=Bingham|first1=Eula|last2=Cohrssen|first2=Barbara|year=2012|publisher=John Wiley & Sons|isbn=978-0-470-41081-3|page=244|access-date=23 July 2018|||}}</ref>接触铝会[[过敏]],并在接触含铝产品后出现发痒的红疹、头痛、肌肉疼痛、关节痛、记忆力差、失眠、抑郁、哮喘、肠易激综合征或其他症状。<ref>{{Cite news
||title=Patty's Toxicology, 6 Volume Set|last1=Bingham|first1=Eula|last2=Cohrssen|first2=Barbara|year=2012|publisher=John Wiley & Sons|isbn=978-0-470-41081-3|page=244|access-date=2018-07-23}}</ref>接触铝会[[过敏]],并在接触含铝产品后出现发痒的红疹、头痛、肌肉疼痛、关节痛、记忆力差、失眠、抑郁、哮喘、肠易激综合征或其他症状。<ref>{{Cite news
|url=https://allergy-symptoms.org/aluminum-allergy/|title=Aluminum Allergy Symptoms and Diagnosis|date=2016-09-20|work=Allergy-symptoms.org|access-date=2018-07-23
|url=https://allergy-symptoms.org/aluminum-allergy/|title=Aluminum Allergy Symptoms and Diagnosis|date=2016-09-20|work=Allergy-symptoms.org|access-date=2018-07-23
|language=en-US|||}}</ref>
|language=en-US}}</ref>


接触铝粉或铝焊接的烟雾会导致[[肺纤维化]]。<ref>{{Cite journal|last1=al-Masalkhi|first1=A.|last2=Walton|first2=S.P.|date=1994|title=Pulmonary fibrosis and occupational exposure to aluminum|journal=The Journal of the Kentucky Medical Association|volume=92|issue=2|pages=59–61|issn=0023-0294|pmid=8163901}}</ref>细铝粉会燃烧或爆炸,构成另一种工作场所的危险。<ref>{{cite web|url=https://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0022.html|title=CDC – NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards – Aluminum|website=www.cdc.gov||||access-date=11 June 2015}}</ref><ref>{{cite web|url=https://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0023.html|title=CDC – NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards – Aluminum (pyro powders and welding fumes, as Al)|website=www.cdc.gov||||access-date=11 June 2015}}</ref>
接触铝粉或铝焊接的烟雾会导致[[肺纤维化]]。<ref>{{Cite journal|last1=al-Masalkhi|first1=A.|last2=Walton|first2=S.P.|date=1994|title=Pulmonary fibrosis and occupational exposure to aluminum|journal=The Journal of the Kentucky Medical Association|volume=92|issue=2|pages=59–61|issn=0023-0294|pmid=8163901}}</ref>细铝粉会燃烧或爆炸,构成另一种工作场所的危险。<ref>{{cite web|url=https://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0022.html|title=CDC – NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards – Aluminum|website=www.cdc.gov||||access-date=2015-06-11}}</ref><ref>{{cite web|url=https://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0023.html|title=CDC – NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards – Aluminum (pyro powders and welding fumes, as Al)|website=www.cdc.gov||||access-date=2015-06-11}}</ref>


=== 接触途径 ===
=== 接触途径 ===
食物是铝的主要来源。饮用水比固体食物含有更多的铝。<ref name="Piero3"/>然而,食物中的铝可能比从水中吸收的铝更多。<ref name="Yokel2008">{{cite journal|author=Yokel R.A.|author2=Hicks C.L.|author3=Florence R.L.|date=2008|title=Aluminum bioavailability from basic sodium aluminum phosphate, an approved food additive emulsifying agent, incorporated in cheese|journal=[[Food and Chemical Toxicology]]|volume=46|issue=6|pages=2261–2266|doi=10.1016/j.fct.2008.03.004|pmc=2449821|pmid=18436363}}</ref>人类口服铝的主要来源包括食物(由于其用于食品添加剂、食品和饮料包装以及炊具)、饮用水(由于其用于市政水处理)和含铝药物(特别是抗酸药、抗溃疡和缓冲阿司匹林制剂)。<ref>{{Cite report|author=[[United States Department of Health and Human Services]]|url=http://abcmt.org/tp22.pdf|title=Toxicological profile for aluminum|date=1999|access-date=2018-08-03|||}}</ref>欧洲人铝的膳食暴露平均为 0.2–1.5 毫克/公斤/周,但可能高达 2.3 毫克/公斤/周。<ref name="Piero3"/>较高的铝暴露水平主要限于矿工、铝生产工人和[[透析]]患者。<ref name="enviroliteracy">{{Cite news|url=https://enviroliteracy.org/special-features/its-element-ary/aluminum/|title=Aluminum|work=The Environmental Literacy Council|access-date=2018-07-29|language=en-US|||}}</ref>
食物是铝的主要来源。饮用水比固体食物含有更多的铝。<ref name="Piero3"/>然而,食物中的铝可能比从水中吸收的铝更多。<ref name="Yokel2008">{{cite journal|author=Yokel R.A.|author2=Hicks C.L.|author3=Florence R.L.|date=2008|title=Aluminum bioavailability from basic sodium aluminum phosphate, an approved food additive emulsifying agent, incorporated in cheese|journal=[[Food and Chemical Toxicology]]|volume=46|issue=6|pages=2261–2266|doi=10.1016/j.fct.2008.03.004|pmc=2449821|pmid=18436363}}</ref>人类口服铝的主要来源包括食物(由于其用于食品添加剂、食品和饮料包装以及炊具)、饮用水(由于其用于市政水处理)和含铝药物(特别是抗酸药、抗溃疡和缓冲阿司匹林制剂)。<ref>{{Cite report|author=[[United States Department of Health and Human Services]]|url=http://abcmt.org/tp22.pdf|title=Toxicological profile for aluminum|date=1999|access-date=2018-08-03}}</ref>欧洲人铝的膳食暴露平均为 0.2–1.5 毫克/公斤/周,但可能高达 2.3 毫克/公斤/周。<ref name="Piero3"/>较高的铝暴露水平主要限于矿工、铝生产工人和[[透析]]患者。<ref name="enviroliteracy">{{Cite news|url=https://enviroliteracy.org/special-features/its-element-ary/aluminum/|title=Aluminum|work=The Environmental Literacy Council|access-date=2018-07-29|language=en-US}}</ref>


[[抗酸药]]、止汗剂、[[疫苗]]和化妆品的消费提供了可能的铝接触途径。<ref name="ChenThyssen2018">{{cite book|url=https://books.google.com/books?id=hKlVDwAAQBAJ&pg=PA333|title=Metal Allergy: From Dermatitis to Implant and Device Failure|last1=Chen|first1=Jennifer K.|last2=Thyssen|first2=Jacob P.|publisher=Springer|year=2018|isbn=978-3-319-58503-1|page=333|access-date=23 July 2018|||}}</ref>食用含铝的酸性食物或液体可增强铝的吸收<ref>{{cite journal|author=Slanina, P.|last2=French|first2=W.|last3=Ekström|first3=L.G.|last4=Lööf|first4=L.|last5=Slorach|first5=S.|last6=Cedergren|first6=A.|date=1986|title=Dietary citric acid enhances absorption of aluminum in antacids|url=https://archive.org/details/sim_clinical-chemistry_1986-03_32_3/page/539|journal=Clinical Chemistry|volume=32|issue=3|pages=539–541|pmid=3948402|doi=10.1093/clinchem/32.3.539}}</ref>,而[[麦芽酚]]已被证明可以增加铝在神经和骨组织中的积累。<ref>{{cite journal|last1=Van Ginkel|first1=M.F.|last2=Van Der Voet|first2=G.B.|last3=D'haese|first3=P.C.|last4=De Broe|first4=M.E.|last5=De Wolff|first5=F.A.|date=1993|title=Effect of citric acid and maltol on the accumulation of aluminum in rat brain and bone|journal=The Journal of Laboratory and Clinical Medicine|volume=121|issue=3|pages=453–460|pmid=8445293}}</ref>
[[抗酸药]]、止汗剂、[[疫苗]]和化妆品的消费提供了可能的铝接触途径。<ref name="ChenThyssen2018">{{cite book||title=Metal Allergy: From Dermatitis to Implant and Device Failure|last1=Chen|first1=Jennifer K.|last2=Thyssen|first2=Jacob P.|publisher=Springer|year=2018|isbn=978-3-319-58503-1|page=333|access-date=2018-07-23}}</ref>食用含铝的酸性食物或液体可增强铝的吸收<ref>{{cite journal|author=Slanina, P.|last2=French|first2=W.|last3=Ekström|first3=L.G.|last4=Lööf|first4=L.|last5=Slorach|first5=S.|last6=Cedergren|first6=A.|date=1986|title=Dietary citric acid enhances absorption of aluminum in antacids||journal=Clinical Chemistry|volume=32|issue=3|pages=539–541|pmid=3948402|doi=10.1093/clinchem/32.3.539}}</ref>,而[[麦芽酚]]已被证明可以增加铝在神经和骨组织中的积累。<ref>{{cite journal|last1=Van Ginkel|first1=M.F.|last2=Van Der Voet|first2=G.B.|last3=D'haese|first3=P.C.|last4=De Broe|first4=M.E.|last5=De Wolff|first5=F.A.|date=1993|title=Effect of citric acid and maltol on the accumulation of aluminum in rat brain and bone|journal=The Journal of Laboratory and Clinical Medicine|volume=121|issue=3|pages=453–460|pmid=8445293}}</ref>


=== 治疗 ===
=== 治疗 ===
如果怀疑突然摄入大量铝,唯一的治疗方法是{{le|甲磺酸去铁胺|Deferoxamine}},可以通过[[螯合]]从体内清除铝。<ref name="Toxicity">{{Cite web|url=http://www.arltma.com/Articles/AlumToxDoc.htm|title=ARL: Aluminum Toxicity|website=www.arltma.com|access-date=2018-07-24|||}}</ref><ref>[http://www.med.nyu.edu/content?ChunkIID=164929 Aluminum Toxicity] from [[NYU Langone Medical Center]]. Last reviewed November 2012 by Igor Puzanov, MD</ref>但是应谨慎使用,因为这不仅会降低铝体含量,还会降低其他金属(例如铜或铁)的含量。<ref name="Toxicity" />
如果怀疑突然摄入大量铝,唯一的治疗方法是{{le|甲磺酸去铁胺|Deferoxamine}},可以通过[[螯合]]从体内清除铝。<ref name="Toxicity">{{Cite web|url=http://www.arltma.com/Articles/AlumToxDoc.htm|title=ARL: Aluminum Toxicity|website=www.arltma.com|access-date=2018-07-24}}</ref><ref>[http://www.med.nyu.edu/content?ChunkIID=164929 Aluminum Toxicity] from [[NYU Langone Medical Center]]. Last reviewed November 2012 by Igor Puzanov, MD</ref>但是应谨慎使用,因为这不仅会降低铝体含量,还会降低其他金属(例如铜或铁)的含量。<ref name="Toxicity" />


== 对环境的影响 ==
== 对环境的影响 ==
[[File:Luftaufnahmen Nordseekueste 2012-05-by-RaBoe-478.jpg|缩略图|upright=1.0||位于德国[[施塔德]]的{{le|红泥|Bauxite tailings}}存储设施。铝工业每年产生约7000万吨这种废物。]]
[[File:Luftaufnahmen Nordseekueste 2012-05-by-RaBoe-478.jpg|thumb|upright=1.0|left|位于德国[[施塔德]]的{{le|红泥|Bauxite tailings}}存储设施。铝工业每年产生约7000万吨这种废物。]]
矿区附近的铝含量很高,少量的铝则在燃煤发电厂或[[焚化炉]]中释放到环境中。<ref name="ATSDR Public Health">{{Cite web|url=https://www.atsdr.cdc.gov/phs/phs.asp?id=1076&tid=34|title=ATSDR – Public Health Statement: Aluminum|website=www.atsdr.cdc.gov|language=en|access-date=2018-07-28|||}}</ref>空气中的铝通常会沉淀下来,或被雨水冲走,但小颗粒的铝会长时间留在空气中。<ref name="ATSDR Public Health" />
矿区附近的铝含量很高,少量的铝则在燃煤发电厂或[[焚化炉]]中释放到环境中。<ref name="ATSDR Public Health">{{Cite web|url=https://www.atsdr.cdc.gov/phs/phs.asp?id=1076&tid=34|title=ATSDR – Public Health Statement: Aluminum|website=www.atsdr.cdc.gov|language=en|access-date=2018-07-28}}</ref>空气中的铝通常会沉淀下来,或被雨水冲走,但小颗粒的铝会长时间留在空气中。<ref name="ATSDR Public Health" />


酸性[[沉淀]]是从天然来源中调动铝的主要自然因素<ref name="Piero3"/>,也是铝对环境产生影响的主要原因。<ref name="RosselandEldhuset1990">{{cite journal|last1=Rosseland|first1=B.O.|last2=Eldhuset|first2=T.D.|last3=Staurnes|first3=M.|year=1990|title=Environmental effects of aluminium|journal=Environmental Geochemistry and Health|volume=12|issue=1–2|pages=17–27|doi=10.1007/BF01734045|pmid=24202562|s2cid=23714684|issn=0269-4042}}</ref>然而,盐水和淡水中铝存在的主要因素是工业过程将铝释放到空气中。<ref name="Piero3"/>
酸性[[沉淀]]是从天然来源中调动铝的主要自然因素<ref name="Piero3"/>,也是铝对环境产生影响的主要原因。<ref name="RosselandEldhuset1990">{{cite journal|last1=Rosseland|first1=B.O.|last2=Eldhuset|first2=T.D.|last3=Staurnes|first3=M.|year=1990|title=Environmental effects of aluminium|journal=Environmental Geochemistry and Health|volume=12|issue=1–2|pages=17–27|doi=10.1007/BF01734045|pmid=24202562|s2cid=23714684|issn=0269-4042}}</ref>然而,盐水和淡水中铝存在的主要因素是工业过程将铝释放到空气中。<ref name="Piero3"/>


当水呈酸性时,铝会成为用[[鳃]]呼吸的动物(如[[鱼]])的毒剂,其中铝可能会沉淀在鳃上,<ref>{{Cite journal|last1=Baker|first1=Joan P.|last2=Schofield|first2=Carl L.|date=1982|title=Aluminum toxicity to fish in acidic waters|url=http://link.springer.com/10.1007/BF02419419|journal=Water, Air, and Soil Pollution|language=en|volume=18|issue=1–3|pages=289–309|doi=10.1007/BF02419419|bibcode=1982WASP...18..289B|s2cid=98363768|issn=0049-6979|access-date=27 December 2020|||}}</ref>这会导致[[血浆]]和[[血淋巴]]离子的损失,从而导致{{le|渗透调节|Osmoregulation}}失败。<ref name="RosselandEldhuset1990" />铝的有机配合物可能很容易被吸收,并干扰哺乳动物和鸟类的新陈代谢,尽管这实际上很少发生。<ref name="RosselandEldhuset1990" />
当水呈酸性时,铝会成为用[[鳃]]呼吸的动物(如[[鱼]])的毒剂,其中铝可能会沉淀在鳃上,<ref>{{Cite journal|last1=Baker|first1=Joan P.|last2=Schofield|first2=Carl L.|date=1982|title=Aluminum toxicity to fish in acidic waters|url=http://link.springer.com/10.1007/BF02419419|journal=Water, Air, and Soil Pollution|language=en|volume=18|issue=1–3|pages=289–309|doi=10.1007/BF02419419|bibcode=1982WASP...18..289B|s2cid=98363768|issn=0049-6979|access-date=2020-12-27}}</ref>这会导致[[血浆]]和[[血淋巴]]离子的损失,从而导致{{le|渗透调节|Osmoregulation}}失败。<ref name="RosselandEldhuset1990" />铝的有机配合物可能很容易被吸收,并干扰哺乳动物和鸟类的新陈代谢,尽管这实际上很少发生。<ref name="RosselandEldhuset1990" />


虽然铝在[[pH值]]中性土壤中难溶并且对植物一般是无害的,但它在[[酸性]]土壤中是减缓植物生长的首要因素。在酸性土壤中,Al<sup>3+</sup>[[阳离子]]浓度会升高,并影响植物的根部生长和功能。<ref>{{cite journal
虽然铝在[[pH值]]中性土壤中难溶并且对植物一般是无害的,但它在[[酸性]]土壤中是减缓植物生长的首要因素。在酸性土壤中,Al<sup>3+</sup>[[阳离子]]浓度会升高,并影响植物的根部生长和功能。<ref>{{cite journal
第491行: 第480行:
| first2 = PR
| first2 = PR
| last3 = Delhaize
| last3 = Delhaize
| first3 = E}}</ref>绝大多数酸性土壤中铝(而不是[[氢]])是饱和的。因此,土壤的酸度来源于铝化合物的[[水解]]。<ref>{{cite journal | author = Turner, R.C. and Clark J.S. | year = 1966 | title = Lime potential in acid clay and soil suspensions | journal = Trans. Comm. II & IV Int. Soc. Soil Science | pages = 208–215}}</ref>“修正石灰位”的概念<ref>{{cite web |url=http://sis.agr.gc.ca/cansis/glossary/c/index.html |title=corrected lime potential (formula) |publisher=Sis.agr.gc.ca |date=2008-11-27 |accessdate=2010-05-03 |||}}</ref>是用来定义土壤中碱饱和的程度。在{{Link-en|土壤测试|Soil test}}实验室中,这个概念成为了确定土壤的“{{Link-en|农用石灰|Agricultural lime|石灰}}需求”<ref>{{cite news |url = http://journals.lww.com/soilsci/Citation/1965/07000/A_Study_of_the_Lime_Potential__5__Significance_of.3.aspx |title = A Study of the Lime Potential |author = Turner, R.C. |publisher = Research Branch, Department Of Agriculture |year = 1965 |accessdate = 2013-09-30 |||}}</ref>的测试程序的基础。<ref>应用[[石灰]]来降低铝对植物的毒性。{{cite web
| first3 = E}}</ref>绝大多数酸性土壤中铝(而不是[[氢]])是饱和的。因此,土壤的酸度来源于铝化合物的[[水解]]。<ref>{{cite journal | author = Turner, R.C. and Clark J.S. | year = 1966 | title = Lime potential in acid clay and soil suspensions | journal = Trans. Comm. II & IV Int. Soc. Soil Science | pages = 208–215}}</ref>“修正石灰位”的概念<ref>{{cite web |url=http://sis.agr.gc.ca/cansis/glossary/c/index.html |title=corrected lime potential (formula) |publisher=Sis.agr.gc.ca |date=2008-11-27 |accessdate=2010-05-03 }}</ref>是用来定义土壤中碱饱和的程度。在{{Link-en|土壤测试|Soil test}}实验室中,这个概念成为了确定土壤的“{{Link-en|农用石灰|Agricultural lime|石灰}}需求”<ref>{{cite news |url = http://journals.lww.com/soilsci/Citation/1965/07000/A_Study_of_the_Lime_Potential__5__Significance_of.3.aspx |title = A Study of the Lime Potential |author = Turner, R.C. |publisher = Research Branch, Department Of Agriculture |year = 1965 |accessdate = 2013-09-30 }}</ref>的测试程序的基础。<ref>应用[[石灰]]来降低铝对植物的毒性。{{cite web
| title = One Hundred Harvests Research Branch Agriculture Canada 1886–1986
| title = One Hundred Harvests Research Branch Agriculture Canada 1886–1986
| work = Historical series / Agriculture Canada – Série historique / Agriculture Canada
| work = Historical series / Agriculture Canada – Série historique / Agriculture Canada
第497行: 第486行:
| url = http://epe.lac-bac.gc.ca/100/205/301/ic/cdc/agrican/pubweb/hs270060.asp
| url = http://epe.lac-bac.gc.ca/100/205/301/ic/cdc/agrican/pubweb/hs270060.asp
| accessdate = 2008-12-22
| accessdate = 2008-12-22
|
|
|
}}</ref>[[小麦]]对铝具有[[适应]]耐受性,会释放[[有机化合物]],与有害的铝[[阳离子]]结合。[[高粱]]被认为具有相同的耐受机制。<ref>{{cite journal
}}</ref>[[小麦]]对铝具有[[适应]]耐受性,会释放[[有机化合物]],与有害的铝[[阳离子]]结合。[[高粱]]被认为具有相同的耐受机制。<ref>{{cite journal
|title = Comparative Mapping of a Major Aluminum Tolerance Gene in Sorghum and Other Species in the Poaceae
|title = Comparative Mapping of a Major Aluminum Tolerance Gene in Sorghum and Other Species in the Poaceae
|
|url = https://archive.org/details/sim_genetics_2004-08_167_4/page/1905
|first8 = L.V.|last8 = Kochian |first7 = L.|last7 = Li |first6 = R.E.|last6 = Schaffert |first5 = P.E.|last5 = Klein
|first8 = L.V.|last8 = Kochian |first7 = L.|last7 = Li |first6 = R.E.|last6 = Schaffert |first5 = P.E.|last5 = Klein
|first4 = M.E.|last4 = Sorrells|first3 = Y.|last3 = Wang|first2 = D.F.|last2 = Garvin|author = Magalhaes, J.V.
|first4 = M.E.|last4 = Sorrells|first3 = Y.|last3 = Wang|first2 = D.F.|last2 = Garvin|author = Magalhaes, J.V.
第509行: 第495行:
铝在生产过程的每一步都对环境是挑战。它的主要挑战是[[温室气体排放]]。<ref name="enviroliteracy" />这些气体来自冶炼厂的电力消耗和加工副产品。其中,最持久的是来自冶炼过程的[[碳氟化合物]]。<ref name="enviroliteracy" />它产生的[[二氧化硫]]是[[酸雨]]的主要前体之一。<ref name="enviroliteracy" />
铝在生产过程的每一步都对环境是挑战。它的主要挑战是[[温室气体排放]]。<ref name="enviroliteracy" />这些气体来自冶炼厂的电力消耗和加工副产品。其中,最持久的是来自冶炼过程的[[碳氟化合物]]。<ref name="enviroliteracy" />它产生的[[二氧化硫]]是[[酸雨]]的主要前体之一。<ref name="enviroliteracy" />


一份来自2001年的西班牙科学报告声称真菌[[白地黴]]会消耗[[光碟]]中的铝。<ref>{{cite news|url=http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/1402533.stm |title=Fungus 'eats' CDs |date=22 June 2001 |publisher=BBC |||}}</ref><ref>{{Cite journal|doi=10.1038/news010628-11 |author=Bosch, Xavier |title=Fungus eats CD |date=27 June 2001 |journal=Nature |pages=news010628–11 |url=http://www.nature.com/news/2001/010627/full/news010628-11.html |||}}</ref>其他报告都参考了该报告,并且没有支持原始研究。 更好的记录表明,细菌[[铜绿假单胞菌]]和真菌[[枝孢菌]]通常在使用[[煤油]]燃料(不是[[航空汽油]])的飞机油箱中检测到。实验室的培养物可以降解铝。<ref>{{cite journal
一份来自2001年的西班牙科学报告声称真菌[[白地黴]]会消耗[[光碟]]中的铝。<ref>{{cite news|url=http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/1402533.stm |title=Fungus 'eats' CDs |date=2001-06-22 |publisher=BBC }}</ref><ref>{{Cite journal|doi=10.1038/news010628-11 |author=Bosch, Xavier |title=Fungus eats CD |date=2001-06-27 |journal=Nature |pages=news010628–11 |url=http://www.nature.com/news/2001/010627/full/news010628-11.html }}</ref>其他报告都参考了该报告,并且没有支持原始研究。 更好的记录表明,细菌[[铜绿假单胞菌]]和真菌[[枝孢菌]]通常在使用[[煤油]]燃料(不是[[航空汽油]])的飞机油箱中检测到。实验室的培养物可以降解铝。<ref>{{cite journal
|url=http://nzetc.victoria.ac.nz/tm/scholarly/tei-Bio19Tuat01-t1-body-d4.html |journal=Tuatara |title=Studies on the 'Kerosene Fungus' ''Cladosporium resinae'' (Lindau) De Vries: Part I. The Problem of Microbial Contamination of Aviation Fuels |page=29 |author1=Sheridan, J.E. |author2=Nelson, Jan |author3=Tan, Y.L. |volume=19 |issue=1 |||}}</ref>然而,这些生命形式不会直接攻击或消耗铝;相反,金属铝会被微生物的废物腐蚀。<ref>{{cite web|publisher=Duncan Aviation |title=Fuel System Contamination & Starvation |date=2011 |url=http://www.duncanaviation.aero/intelligence/201102/fuel_starvation_system_contamination.php |||}}</ref>
|url=http://nzetc.victoria.ac.nz/tm/scholarly/tei-Bio19Tuat01-t1-body-d4.html |journal=Tuatara |title=Studies on the 'Kerosene Fungus' ''Cladosporium resinae'' (Lindau) De Vries: Part I. The Problem of Microbial Contamination of Aviation Fuels |page=29 |author1=Sheridan, J.E. |author2=Nelson, Jan |author3=Tan, Y.L. |volume=19 |issue=1 }}</ref>然而,这些生命形式不会直接攻击或消耗铝;相反,金属铝会被微生物的废物腐蚀。<ref>{{cite web|publisher=Duncan Aviation |title=Fuel System Contamination & Starvation |date=2011 |url=http://www.duncanaviation.aero/intelligence/201102/fuel_starvation_system_contamination.php }}</ref>


== 注释 ==
== 注释 ==
第517行: 第503行:
== 参考资料 ==
== 参考资料 ==
{{reflist}}
{{reflist}}

== 参见 ==
== 参见 ==
* [[铝合金]]
* [[铝合金]]
第529行: 第514行:
* [http://www.periodicvideos.com/videos/013.htm Aluminum] at ''[[The Periodic Table of Videos]]'' (University of Nottingham)
* [http://www.periodicvideos.com/videos/013.htm Aluminum] at ''[[The Periodic Table of Videos]]'' (University of Nottingham)
* [http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0022.html CDC - NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards - Aluminum]
* [http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0022.html CDC - NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards - Aluminum]
* [https://web.archive.org/web/20090815183827/http://electrochem.cwru.edu/encycl/art-a01-al-prod.htm Electrolytic production]
* [http://electrochem.cwru.edu/encycl/art-a01-al-prod.htm Electrolytic production]
* [http://www.indexmundi.com/en/commodities/minerals/aluminum/aluminum_table12.html World production of primary aluminum, by country]
* [http://www.indexmundi.com/en/commodities/minerals/aluminum/aluminum_table12.html World production of primary aluminum, by country]
* [http://www.indexmundi.com/commodities/?commodity=aluminum&months=300 Price history of aluminum, according to the IMF]
* [http://www.indexmundi.com/commodities/?commodity=aluminum&months=300 Price history of aluminum, according to the IMF]