Wie hoch ist die Dichte von Aluminium?

Trying to figure out a material’s weight for your project? Aluminum is a popular choice for machining, but getting the numbers wrong can cause big problems. Let’s get it right.

Die Dichte von reinem Aluminium beträgt etwa 2,70 Gramm pro Kubikzentimeter (g/cm³). Dies entspricht 0,0975 Pfund pro Kubikzoll (lb/in³) oder 2700 Kilogramm pro Kubikmeter (kg/m³). Dieser Wert kann sich je nach Legierung geringfügig ändern.

Ich erinnere mich an das erste Mal, als ich diesen Wert für einen maßgeschneiderten Fahrradrahmen benötigte, den ich gerade entwarf. Ich war überrascht, als ich erfuhr, dass nicht alle Aluminiumsorten gleich sind. Der spezifische Typ oder die Legierung kann einen kleinen, aber wichtigen Unterschied im Gewicht ausmachen. Das ist ein wichtiges Detail, das sich auf alles auswirken kann, von der Leistung bis zu den Transportkosten. Diese Entdeckung hat mich dazu veranlasst, mich eingehender mit dem Thema zu befassen, und nun möchte ich das Gelernte mit Ihnen teilen. Schauen wir uns an, was "Dichte" bei Aluminium wirklich bedeutet.

Wie hoch ist die genaue Dichte von Aluminium?

Sie fragen sich, ob es eine einzige Zahl für die Dichte von Aluminium gibt? Die Wahrheit ist etwas komplexer und kann die Genauigkeit Ihrer Berechnungen beeinträchtigen. Lassen Sie uns das klären.

Es gibt keine einzige "exakte" Dichte für Aluminium. Der allgemein akzeptierte Wert für reines Aluminium ist 2,70 g/cm³. Die Dichte variiert jedoch je nach Legierungselementen, Temperatur und Druck leicht. Die meisten gängigen Aluminiumlegierungen haben Dichten zwischen 2,6 und 2,9 g/cm³.

Wenn wir von "Aluminium" sprechen, meinen wir in der Regel eine Aluminiumlegierung. Die Hersteller fügen andere Elemente wie Kupfer, Magnesium, Silizium oder Zink hinzu, um Eigenschaften wie Festigkeit oder Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. Diese Zusätze verändern die Gesamtdichte des Materials. Für die meisten alltäglichen Verwendungszwecke ist ein Gewicht von 2,70 g/cm³ völlig ausreichend. Aber für die Hochpräzisionstechnik, wie z. B. in der Luft- und Raumfahrt, ist die Kenntnis der genauen Dichte der jeweiligen Legierung entscheidend. So ist beispielsweise eine 7075-Legierung, die Zink enthält, dichter als eine 6061-Legierung, die Magnesium und Silizium verwendet. Auch die Temperatur spielt eine Rolle: Wenn Aluminium heißer wird, dehnt es sich aus und seine Dichte nimmt leicht ab.

Dichte der gängigen Aluminiumlegierungen

Wie hoch ist die Dichte von Aluminium in lb in3?

Arbeiten Sie an einem Projekt in den Vereinigten Staaten? Wahrscheinlich benötigen Sie die Dichte in imperialen Einheiten, und die Umrechnung vom metrischen System kann mühsam sein. Wir besorgen Ihnen die richtige Zahl.

Die Dichte von Aluminium beträgt etwa 0,0975 Pfund pro Kubikzoll (lb/in³). Ich finde, dass dieser Wert für meine Projekte hier in den USA am nützlichsten ist. Er macht die Berechnung des Gewichts eines Teils einfach, wenn die Abmessungen in Zoll angegeben sind.

In den meisten Ländern der Welt wird das metrische System verwendet, daher wird die Dichte oft in Gramm pro Kubikzentimeter (g/cm³) angegeben. Aber hier, wo wir alles in Zoll und Pfund messen, ist das nicht sehr hilfreich. Sie benötigen die Dichte in Pfund pro Kubikzoll (lb/in³). Die Umrechnung ist einfach, wenn du den Faktor kennst: Ein g/cm³ entspricht etwa 0,0361 lb/in³. Wenn wir also die Standarddichte von 2,70 g/cm³ nehmen, multiplizieren wir sie mit 0,0361 und erhalten 0,0975 lb/in³. Das ist eine kleine Zahl, aber sie macht einen großen Unterschied. Stahl zum Beispiel hat eine Dichte von 0,283 lb/in³ und ist damit bei gleicher Größe fast dreimal so schwer wie Aluminium. Aus diesem Grund arbeite ich gerne mit Aluminium, wenn es um Dinge geht, die stark, aber auch leicht sein müssen.

Wie hoch ist die Dichte von Aluminium in g/cm3?

Benötigen Sie die Dichte von Aluminium für ein wissenschaftliches Experiment oder ein internationales Projekt? Wenn Sie die falschen Einheiten verwenden, können Ihre Ergebnisse verfälscht werden. Lassen Sie uns den metrischen Standardwert verwenden.

Die Standarddichte von Aluminium beträgt 2,70 Gramm pro Kubikzentimeter (g/cm³). Dies ist der weltweit am häufigsten in wissenschaftlichen und technischen Zusammenhängen verwendete Wert. Die Einheit ist praktisch, weil sie sich direkt auf die Dichte von Wasser bezieht, die 1 g/cm³ beträgt.

Das metrische System macht das Verständnis der Dichte wirklich intuitiv. Die Einheit "Gramm pro Kubikzentimeter" (g/cm³) gibt an, wie viel Masse in Gramm in einen Würfel von einem Zentimeter des Materials passt. Für Aluminium sind das 2,70 Gramm. Ich fand es immer hilfreich, dies mit Wasser zu vergleichen. Da die Dichte von Wasser fast genau 1 g/cm³ beträgt, weiß man sofort, dass ein Stück Aluminium 2,7 Mal schwerer ist als ein gleich großes Stück Wasser. Diese Eigenschaft, die als spezifisches Gewicht bezeichnet wird, ist der Grund, warum Aluminium im Wasser sinkt. Als ich zum ersten Mal Materialwissenschaft lernte, half mir dieser einfache Vergleich, das Konzept der Dichte zu verstehen. Durch die Verwendung von g/cm³ bleiben die Berechnungen konsistent, insbesondere wenn man mit internationalen Teams oder wissenschaftlichen Formeln arbeitet, die auf dem metrischen System basieren.

Wie hoch ist die Stromdichte von Aluminium?

Haben Sie schon einmal den Begriff "Stromdichte" für Aluminium gesehen und waren verwirrt? Dieser Begriff hat nichts mit dem Gewicht und alles mit der Elektrizität zu tun. Lassen Sie uns das aufklären.

Bei der Stromdichte geht es nicht um die Masse. Sie bezieht sich auf die Menge an elektrischem Strom, die sicher durch eine bestimmte Querschnittsfläche eines Leiters fließen kann. Bei Aluminiumdrähten, die in Gebäuden verwendet werden, ist die maximale Stromdichte oft auf etwa 4-6 Ampere pro Quadratmillimeter (A/mm²) begrenzt.

Wenn Elektriker und Ingenieure von der "Stromdichte" von Aluminium sprechen, meinen sie damit seine Strombelastbarkeit. Dies ist ein Maß dafür, wie viel Strom ein Draht aufnehmen kann, bevor er zu heiß wird und eine Brandgefahr darstellt. Eine höhere Stromdichte bedeutet, dass mehr Strom durch einen kleineren Draht fließen kann. Aluminium ist ein guter elektrischer Leiter, aber nicht so gut wie Kupfer. Kupfer kann eine höhere Stromdichte verkraften, normalerweise etwa 6-8 A/mm². Aluminium hat jedoch einen großen Vorteil: Es ist viel leichter und billiger als Kupfer. Aus diesem Grund wird es für Hochspannungsleitungen verwendet, die sich über viele Kilometer erstrecken. Das geringere Gewicht bedeutet, dass die Stützmasten nicht so stark sein müssen, was eine Menge Geld beim Bau spart. Bei einem elektrischen Projekt ist die Wahl des richtigen Materials ein Kompromiss zwischen Leitfähigkeit, Gewicht und Kosten.

Schlussfolgerung

Kurz gesagt, die Massendichte von Aluminium beträgt 2,70 g/cm³ (0,0975 lb/in³), während die Stromdichte ein elektrisches Maß ist. Die genaue Massendichte ist je nach Legierung leicht unterschiedlich.