Aliuminis

Aliuminis

Aliuminis – tai spalvotasis metalas, kuris pasižymi aukštu elektros laidumu, geru plastiškumau, bet turintis žemas mechanines savybes. Skistomas dar į pirminį ir antrinį aliuminį.

Aliuminio savybės

Aliuminis – minkštas, lengvas, sidabriškai baltas metalas su dideliu šilumos ir elektros laidumu. Aliuminio lydymosi temperatūra yra 660 ° C. Pagal metalų išgavimą žemėje aliuminis užima pirmą vieta.

Prie aliuminio ir jo lydinių privalumų galima būtų priskirti jo mažą tankį (2,7 g/cm3), santykinai dideles stiprumo charakteristikos savybes, gerą šilumos ir elektros laidumą, praktiškumą, bei didelį atsparumą korozijai. Esant šių savybių kombinacijai aliuminį galima būtų priskirti prie svarbiausių pramoninių žaliavų.

Aliuminio gavimas

Pirmą kartą aliuminis buvo išgautas Hans‘o Oersted‘o 1825 metais. Šiuolaikinį modernų išgavimo būdą išplėtojo vienas nuo kito nepriklausomi amerikietis Charles Hall ir prancūzas Paulas era. Būdas susideda iš aliuminio oksido Al2O3 ir kriolito Na3AlF6 lydinio elektrolizės, naudojant grafito elektrodus. Šis būdas reikalauja daug elektros energijos, todėl paklausa atsirado tik XX amžiuje.

Pritaikymas

  • Aliuminis yra plačiai naudojamas kaip konstrukcinė medžiaga. Pagrindiniai aliuminio privalumai:
  • metalas yra lengvas;
  • lengvai štampuojamas;
  • atsparus korozijai (ore aliuminis nedelsiant pasidengia kieta aliuminio folija Al2O3, kuri užkertą kelią jo tolesniam oksidacijos procesui);
  • didelis šilumos laidumas,aliuminio junginiai nėra toksiški.

Visų pirma, šios savybės leido aliuminiui išpopuliarėti gaminant virtuvės indus, aliuminio folijai, bei maisto ir pakuočių gamyboje.

Pagrindinis aliuminio kaip konstrukcinės medžiagos trūkumas yra – mažas atsparumas linkimui, todėl jį paprastai lydo kartu su nedideliu kiekiu vario ir magnio (lydinys vadinamas duraliuminis).

Aliuminio elektros laidumas yra panašus į vario, prie viso to aliuminis yra pigesnis už pastarąjį. Todėl jis yra plačiai naudojamas elektrotechnikoje gaminant laidus juos ekranuojant ir netgi mikroelektronikoje naudojant puslaidininkius gaminant mikroschemas. Tiesa, kad aliuminis kaip elektrotechnikos medžiaga turi ir nemalonią savybę – dėl savo kieto oksido plėvelės jį sunku lituoti.

Dėka visų savybių komplekso, aliuminis plačiai paplitęs, vėdinimo įrenginiuose.

Naudojant lydinius iš aliuminio statyboje, sumažina kitų metalų panaudojimą, pagerina patikimumą ir ilgaamžiškumą ekstremaliomis sąlygomis (žema temperatūra, žemės drebėjimas ir t.t) veikimą.

Aliuminis yra plačiai naudojamas įvairių rūšių transporto sferoje. Šiuo metu aliuminio lydiniai yra plačiai naudojami aviacijoje, tai kone pagrindinė konstrukcinė medžiaga orlaivių gamyboje. Aliuminis ir jo lydiniai vis dažniau naudojami laivų statyboje. Iš aliuminio lydinių gaminami korpusai, denio antstatai, ryšių ir įvairių tipų laivų įrenginiai.

Šiuo metu daromi aliuminio putų tyrimai kaip ypač stipri ir lengva medžiaga.

Pirminis panaudojimas

Šiais laikais aliuminis yra vienas iš populiariausių ir plačiai naudojamu metalų. Nuo XIX a. vidurio, kuomet aliuminis buvo ką tik atrastas, dėka savo nuostabių savybių: baltas kaip sidabras, lengvas ir atsparus aplinkai jis buvo laikomas vienas iš labiausiai vertingų ir brangiausių metalų. Kaina jo buvo didesnė netgi už patį auksą. Nenuostabu, kad pirmiausiai aliuminis buvo naudojamas juvelyrikoje ir brangių dekoratyvinių elementų kūrime.

1855 m. visuotinėje parodoje Paryžiuje, aliuminis buvo svarbiausias parodos  akcentas. Aliuminio gaminiai, buvo eksponuojami vitrinose kaiminystėje kartu su brilijantine Prancūzijos karūna. Palaipsniui atsirado tam tikra aliuminio mada. Jis buvo laikomas tauriuoju metalu, išskirtinai naudojamas tik meno kūriniuose.

Dažniausiai aliuminį naudojo juvelyrai. Specialiu paviršiaus apdorojimo būdu juvelyrai siekė išgauti kuo šviesesnę metalo spalvą. Todėl aliuminis dažniausiai buvo tapatinamas su sidabru. Bet palyginti su sidabru, aliuminis turėjo minkštesnį blizgesį ko pasekoje juvelyrai dar labiau dievino šį metalą.

Metalo cheminės ir fizinės savybės pačioje pradžioje buvo menkai pažintos, tad juvelyrai patys išrasdavo įvairiausius būdus jam apdirbti. Techniškai patį aliuminį nėra sunku apdirbti, šis minkštas metalas leidžia kurti bet kokias formas ir detales bei dengti bet kokia spalva.

Aliuminį dengdavo auksu, ir poliruodavo norint išgauti specifinį matinį atspalvį. Tačiau laikui bėgant aliuminio kainos pradėjo sparčiai kristi. Jeigu dar 1854-1856 metais vieno kilogramo aliuminio kaina siekė 3 tūkstančius frankų, tai laikui bėgant 1860 metais už kilogramą šio metalo davė jau apie 100 senųjų frankų. To pasekoje, kad aliuminio kaina smarkiai nukrito, jis galiausiai išėjo iš mados.

Šiais laikais patys pirmieji aliuminio gaminiai yra labai reti. Dauguma iš jų neišgyveno šio metalo nuvertėjimo ir buvo pakeisti į sidabrą, auksą ir kitais tauriųjų metalų lydiniais. Pastaraisiais metais vėl jaučiamas padidėjąs susidomėjimas aliuminiu ir jau 2000 metais Karnegio muziejus Pitsburge pristato naują ekpoziciją kurios tema aliuminio priešistorė. Prancūzijoje įkuriamas aliuminio istorijos institutas, kuris pagrinde užsiima pirmųjų juvelyrinių gaminių iš šio metalo tyrinėjimais.

Sovietų Sąjungoje iš aliuminio buvo gaminami viešojo maitinimo gaminiai bei prietaisai, virduliai, virtuvės įrankiai ir pan. Pirmasis sovietų palydovas buvo pagamintas iš aliuminio lydinio. Kita aliuminio panaudojimo šaka – elektrotechnikos pramonė: iš jo gaminami aukštos įtampos laidai, variklių bei transformatorių vijos, kabeliai, lempų cokoliai, kondensatoriai ir daugelis kitų gaminių. Be to, aliuminio milteliai, naudojami sprogmenų bei kieto kuro raketoms gamyboje, išnaudojant greito užsidegimo savybe: jeigu aliuminio nepadengus plona oksido plėvele, jis galėtu užsiliepsnoti tiesiog ore.

Paskutinis išradimas – putų aliuminis, dar vadinamas „Metalo putomis“, kuriam prognozuojama didelė ateitis.