Co je hliník?

Hliník je nemagnetický a výborně vede elektrický proud; lze jej také snadno tvarovat do mnoha různých forem, což zajišťuje odrazivost světla, ochranu před zářením a odolnost proti korozi.

Hliník se získává z bauxitové rudy, pojmenované podle místa jejího objevu v jižní Francii, a tvoří přibližně 8 % zemské kůry.

Je to měkký kov

Hliník (v severoamerické angličtině také běžně označovaný jako Al) je prvek se symbolem Al a atomovým číslem 13. Hliník je měkký, tvárný kov, který lze odlévat, obrábět a lisovat. Díky své odolnosti proti korozi a nízké hmotnosti se dobře hodí k odlévání, obrábění a vytlačování. Kromě toho je díky své tepelné a elektrické vodivosti mimořádně vhodný. A konečně, tento nemagnetický prvek se může pochlubit pouze jedním stabilním izotopem.

Hliník, druhý nejrozšířenější kov v zemské kůře, se teprve nedávno začal vyrábět ve významném komerčním množství. Hliník lze nalézt v mnoha průmyslových odvětvích, která vyrábějí miliony různých výrobků využívajících hliník - od dopravních a stavebních aplikací, kde je rozhodující nízká hmotnost a pevnost, až po spotřební zboží dlouhodobé spotřeby, jako jsou spotřebiče a kuchyňské nádobí. Jako klíčový ekonomický zdroj hraje zásadní roli v globálních ekonomikách.

Čistý hliník se v přírodě vyskytuje jen zřídka a často se musí kombinovat s jinými prvky, aby vznikly slitiny, které mají specifické vlastnosti. Mezi běžné legující kovy patří měď, hořčík, mangan, křemík a cín; tyto slitiny pomáhají zlepšit pevnost a přidávají další žádoucí vlastnosti, jako je svařitelnost a obrobitelnost.

Hliník je díky své nízké hustotě a tuhosti ideálním lehkým kovem s vynikající pevností v tahu a svařitelností a je vysoce tvárný, takže je vhodný pro tvarování do trubek nebo úhelníků. Hliník také slouží jako dobrý vodič elektřiny a tepla, přičemž druhá vlastnost eloxování odolává korozi; navíc je díky své přirozené odrazivosti vhodný pro osvětlovací aplikace nebo zrcadla.

Lidstvo využívalo sloučeniny hliníku po staletí, ale teprve průmyslová revoluce umožnila, aby se hliník stal dostupnějším prvkem. Alumen, tvořený hlinitanem draselným (sloučenina síranu hlinito-draselného), se dlouho používal jako prostředek k fixaci barviv a v lékařství; jeho název pochází z latiny alumen (což v latině znamená alkalický) se dnes také hojně používá k výrobě zubní pasty a mýdla; nadměrné koncentrace však mohou poškodit buňky a výrazně změnit funkci membrán.

Je to pevný kov

Hliník je jedním z nejpevnějších dostupných kovů a může se pochlubit neuvěřitelným poměrem pevnosti a hmotnosti, jakož i dobrými hygienickými vlastnostmi a recyklačními procesy, které umožňují udržitelnější řešení. Hliník má také odolnost proti korozi a vodivost, díky čemuž je oblíbený mimo jiné u kuchyňského náčiní a pouličního osvětlení.

Hliník je měkký a tvárný, takže se dá snadno tvarovat do složitých struktur s relativně malým úsilím. Jeho kompaktní povrchová vrstva oxidu navíc poskytuje ochranu před korozí. Díky této pevně vázané vrstvě je hliník navíc nerozpustný ve vodě, ale stabilní na vzduchu; navíc jeho schopnost tavení a odlévání činí z hliníku extrémně lehký netoxický materiál vhodný pro mnoho použití.

Ačkoli je hliník obecně slabší než ocel, přesto vydrží značnou sílu a hmotnost, aniž by se deformoval nebo ohýbal pod tlakem. Bohužel je však díky své měkké povaze náchylnější k promáčknutí, promáčknutí a poškrábání než jeho ocelový protějšek.

Čistý hliník pro komerční použití má pevnost v tahu 90 MPa a může být dále zpevněn zpracováním za studena. Navíc jeho legování s prvky, jako je měď, mangan, křemík a železo, v určitých procentech dále zvyšuje jeho tažnost, zatímco kalením se slitiny stávají ještě pevnějšími.

Hliník má atomové číslo 13 a na Zemi se řadí na třetí místo za kyslík a křemík. Hliník se sice v přírodě nikdy nevyskytuje v kovové formě, ale díky svým chemickým vlastnostem vytváří sloučeniny, jako je hliník, který se používá v systémech na čištění vody. Teprve v roce 1825 se dánskému fyzikovi Hansi Christianu Orstedovi podařilo reakcí bezvodého chloridu hlinitého s draslíkem vyrobit nečistou formu; později téhož roku se Friedrichu Wohlerovi podařilo získat čistý kovový hliník.

Jedná se o lehký kov

Hliník je jedním z nejrozšířenějších prvků na Zemi a přirozeně se vyskytuje v horninách a vegetaci na pevnině i ve vodních plochách. Ačkoli se hliník v přírodě nikdy nevyskytuje v čistém stavu, protože se snadno spojuje s kyslíkem a dalšími prvky za vzniku sloučenin, je tento kov velmi měkký, tvárný, odolný proti korozi, lehký, elektricky vodivý neželezný kov s jednou z nejvyšších dostupných hodnot elektrické vodivosti pro výrobu tenkých plechů a fólií.

Hliník je díky své nízké hmotnosti a tvárnosti univerzálním konstrukčním materiálem, protože jej lze použít jak v nosných, tak nenosných konstrukcích. Díky své tvarovatelnosti se navíc s oblibou používá pro výrobu letadel, karoserií automobilů, obkladů a střešních krytin, hrnců a pánví i spotřebních výrobků, jako jsou hrnce a pánve. Hliníkové slitiny mohou také poskytovat jedinečné vlastnosti přizpůsobené speciálně pro určité aplikace.

Při výrobě hliníku se obvykle používá Bayerův proces, při němž se rozdrcená bauxitová hornina rozdrtí a postříká vodou, čímž se odstraní částice jílu a oxidu křemičitého, a poté se suší v peci a smíchá s uhličitanem sodným a drceným vápnem za vzniku oxidu hlinitého.

Bauxit je hojná a cenově výhodná surovina pro výrobu hliníku, avšak proces tavení vyžaduje energeticky náročné operace, při nichž se uvolňují skleníkové plyny. Proto se většina světových tavíren nachází v zemích s dostatkem elektrické energie; mnoho tavíren hliníku bylo také postaveno na březích jezer, aby mohly zachycovat mořskou vodu a využívat ji ve svých procesech s cílem snížit emise a zároveň zvýšit účinnost.

Hliník je stříbřitě bílý kov ze 13. skupiny periodické tabulky prvků, který tvoří třetinu hmotnosti zemské kůry a je třetím nejrozšířenějším prvkem po kyslíku a křemíku. Ačkoli se hliník v přírodě vyskytuje jako kov v čistém stavu, jeho přítomnost často tvoří minerály, jako je bauxit. Hliník je jedním ze tří celosvětově nejrozšířenějších neželezných kovů a třetím nejrozšířenějším prvkem.

Je to kov odolný proti korozi.

Hliník má mnoho žádoucích vlastností a využití v průmyslu. Je třikrát lehčí než železo, má zvýšený poměr pevnosti a hmotnosti, přitom zůstává pružný, odolný, korozivzdorný, nemagnetizuje a má vynikající elektrické vodivé vlastnosti - nemluvě o tom, že je to jeden z nejlevnějších komerčně dostupných kovů! Díky své všestrannosti se hliník používá mimo jiné na výrobu nádob, kuchyňského nádobí, nápojových plechovek, trupů letadel a karoserií automobilů.

Kovový hliník může při vystavení nepříznivému prostředí korodovat, přičemž vodíkové ionty tento proces podporují reakcí s molekulami kyslíku za vzniku oxidu hlinitého. Tato reakce je však vratná a povrch zůstává stabilní, pokud koncentrace vodíku v roztoku nepřekročí určitou mezní hodnotu; v tomto okamžiku začíná štěrbinová koroze a hydroxid hlinitý se vysráží z roztoku a začne korodovat sám od sebe - tzv. štěrbinová koroze.

Hliník může podléhat korozi v různých podmínkách prostředí, včetně kyselých, alkalických a chloridových roztoků. Koroze obvykle začíná rychle v trhlinách nebo prasklinách, než se rozpustí v elektrolytu a vytvoří hydroxid hlinitý rozpustný ve vodě; tato forma koroze je obzvláště častá v mořském prostředí s vysokou koncentrací chloridů.

K rovnoměrné korozi dochází u výrobků, které jsou trvale vystaveny silně kyselému nebo zásaditému prostředí, nebo když je jejich povrch poškrábaný nebo otlučený a základní materiál je vystaven působení elektrolytů; tento typ koroze často vede k důlkové korozi nebo exfoliační korozi (mezizrnová forma koroze).

Hliník se hojně vyskytuje v celé zemské kůře, ale v přírodě se nikdy nevyskytuje samostatně. Místo toho se vyskytuje v kombinaci s dalšími prvky buď jako síran draselno-hlinitý (KAl(SO4)212H2O), nebo jako bauxity; ty jsou červenohnědé horniny obsahující směsi hydroxidů a oxidů hliníku, které se těží ze země a zpracovávají Bayerovým procesem, načež se dále rafinují na čistý hliník pro různé účely.