Hvad er aluminium?

Aluminium er ikke-magnetisk og en fremragende leder af elektricitet; det kan også nemt formes i mange forskellige former, hvilket giver lysreflektion samt beskyttelse mod stråling og korrosionsbestandighed.

Aluminium udvindes af malmen bauxit, der er opkaldt efter det sted, hvor den blev opdaget i Sydfrankrig, og udgør cirka 8 procent af jordskorpen.

Det er et blødt metal

Aluminium (også almindeligt omtalt på nordamerikansk engelsk) er et grundstof med symbolet Al og atomnummer 13. Aluminium er et blødt, duktilt metal, der kan støbes, bearbejdes og ekstruderes. På grund af dets korrosionsbestandighed og lave vægt er det velegnet til støbning, bearbejdning og ekstrudering i mange sammenhænge. Desuden gør dets termiske og elektriske ledningsevne det særligt velegnet. Endelig har dette ikke-magnetiske grundstof kun én stabil isotop.

Aluminium, det næstmest forekommende metal på jordskorpen, er først for nylig blevet kommercielt produceret i betydelige mængder. Aluminium findes på tværs af mange industrier, der fremstiller millioner af forskellige produkter ved hjælp af aluminium - fra transport- og bygningsapplikationer, hvor let vægt og styrke er afgørende, til varige forbrugsgoder som apparater og køkkenredskaber. Det spiller en væsentlig rolle i de globale økonomier som en vigtig økonomisk ressource.

Rent aluminium findes sjældent i naturen og skal ofte kombineres med andre elementer for at danne legeringer, der har specifikke egenskaber. Almindelige legeringsmetaller omfatter kobber, magnesium, mangan, silicium og tin; disse legeringer hjælper med at forbedre styrken og tilføjer andre ønskværdige egenskaber som svejsbarhed og bearbejdelighed.

Aluminiums lave massefylde og stivhed gør det til et ideelt letvægtsmetal med fremragende trækstyrke og svejsbarhed, og det er meget duktilt, hvilket gør det velegnet til at forme til rør eller vinkler. Aluminium er også en god leder af elektricitet og varme, og sidstnævnte egenskab er anodiseret for at modstå korrosion; desuden gør dets naturlige refleksionsevne det velegnet til belysning eller spejle.

Mennesket har brugt aluminiumforbindelser i århundreder, men det var først under den industrielle revolution, at aluminium blev lettere tilgængeligt som et grundstof i sig selv. Alumen, der består af potaskealun (en aluminiumkaliumsulfatforbindelse), har længe været brugt som farvestof og medicin; navnet stammer fra latin alumen (som betyder alkalisk på latin) bruges også i vid udstrækning i dag til tandpasta og sæbeproduktion; men for høje koncentrationer kan skade celler og ændre membranfunktionen betydeligt.

Det er et stærkt metal

Aluminium er et af de stærkeste metaller, der findes, og har et utroligt forhold mellem styrke og vægt samt gode hygiejneegenskaber og genbrugsprocesser, der gør det til en mere bæredygtig løsning. Aluminium har også korrosionsbestandighed og ledningsevne, hvilket gør det populært til blandt andet køkkenredskaber og gadebelysning.

Aluminium er både blødt og duktilt, så det kan nemt formes til komplekse strukturer med en relativt minimal indsats. Desuden giver det kompakte oxidlag på overfladen beskyttelse mod korrosion. Desuden gør dette tætbundne lag aluminium uopløseligt i vand, men stabilt i luft; plus dets smelte-støbeevner gør aluminium til et ekstremt let og ugiftigt materiale, der er velegnet til mange anvendelser.

Selv om aluminium generelt er svagere end stål, kan det stadig modstå betydelig kraft og vægt uden at vride eller bøje sig under pres. Men desværre gør dets bløde natur det mere modtageligt for buler, skrammer og ridser end dets modstykke af stål.

Rent aluminium til kommercielle anvendelser har en trækstyrke på 90 MPa og kan styrkes yderligere gennem koldbearbejdning. Hvis det legeres med elementer som kobber, mangan, silicium og jern i bestemte procenter, forbedres dets duktilitet yderligere, mens arbejdshærdning gør legeringerne endnu stærkere.

Aluminium har atomnummer 13 og er det tredje mest udbredte stof på jorden efter ilt og silicium. Selvom det aldrig forekommer naturligt i sin metalliske form, gør aluminiums kemiske egenskaber det muligt at danne forbindelser som f.eks. alun, der bruges i vandrensningssystemer. Først i 1825 lykkedes det den danske fysiker Hans Christian Orsted at fremstille en uren form ved at lade vandfri aluminiumklorid reagere med kalium; senere samme år lykkedes det Friedrich Wohler at udvinde rent aluminiummetal.

Det er et let metal

Aluminium er et af de mest udbredte grundstoffer på jorden og forekommer naturligt i klipper og vegetation på både landmasser og vandområder. Selvom aluminium aldrig forekommer i ren tilstand i naturen, da det let kombineres med ilt og andre elementer for at danne forbindelser, hvilket gør dette metal meget blødt, duktilt, korrosionsbestandigt, let, elektrisk ledende ikke-jernholdigt metal med en af de højeste elektriske ledningsevner, der findes til fremstilling af tynde plader og folier.

Aluminiums lette vægt og smidighed gør det til et alsidigt byggemateriale, da det kan bruges i både bærende og ikke-bærende konstruktioner. Desuden gør dets formbarhed det populært til fly, bilkarosserier, facadebeklædning og tagdækning, gryder og pander samt forbrugerprodukter som gryder og pander. Aluminiumslegeringer kan også give unikke egenskaber, der er skræddersyet specifikt til bestemte anvendelser.

Aluminiumsproduktion sker typisk ved hjælp af Bayer-processen, hvor knust bauxit knuses og sprøjtes med vand, som fjerner ler- og silikapartikler, før det ovntørres og blandes med soda og knust kalk for at danne aluminiumoxid.

Bauxit er et rigeligt og omkostningseffektivt råmateriale til aluminiumsproduktion, men smelteprocessen kræver energiintensive operationer, der udleder drivhusgasser. Derfor ligger de fleste globale smelteværker i lande med rigelig elektricitet; mange aluminiumssmelteværker er også blevet bygget på søbredder for at opsamle havvand til brug i deres processer for at sænke udledningen og samtidig forbedre effektiviteten.

Aluminium er et sølvhvidt metal i gruppe 13 i det periodiske system, der udgør en tredjedel af jordskorpen i masse og er det tredje mest forekommende grundstof efter ilt og silicium. Selvom aluminium forekommer naturligt som metal i ren tilstand, danner det ofte mineraler som bauxit. Aluminium er et af de tre mest udbredte ikke-jernholdige metaller på verdensplan og det tredje mest udbredte grundstof.

Det er et korrosionsbestandigt metal

Aluminium har mange ønskværdige egenskaber og anvendelser i industrien. Det er tre gange lettere end jern med et øget styrke/vægt-forhold, samtidig med at det er fleksibelt, holdbart, korrosionsbestandigt, ikke-magnetiserbart og har fremragende elektriske ledningsegenskaber - for ikke at nævne et af de billigste metaller, der findes på markedet! Aluminiums alsidighed gør, at det bruges til beholdere, køkkenredskaber, drikkedunke, flyskrog og bilkarosserier blandt mange andre ting.

Aluminiummetal kan korrodere, når det udsættes for fjendtlige miljøer, og hydrogenioner hjælper processen ved at reagere med oxygenmolekyler og danne aluminiumoxid. Denne reaktion er imidlertid reversibel, og overfladen forbliver stabil, medmindre brintkoncentrationen i opløsningen overstiger visse tærskelniveauer; på det tidspunkt begynder spaltekorrosion, og aluminiumhydroxid udfældes fra opløsningen og begynder at korrodere af sig selv - kendt som spaltekorrosion.

Aluminium kan blive udsat for korrosion under forskellige miljøforhold, herunder sure, basiske og kloridholdige opløsninger. Korrosion begynder normalt hurtigt i sprækker eller revner, før det opløses i en elektrolyt og danner vandopløseligt aluminiumhydroxid; denne form for korrosion er især udbredt i havmiljøer med høje kloridkoncentrationer.

Ensartet korrosion forekommer i produkter, der løbende udsættes for stærkt sure eller basiske miljøer, eller når deres overflader ridses eller beskadiges og udsætter det underliggende materiale for elektrolytter; denne type korrosion fører ofte til grubetæring eller afskalningskorrosion (en intergranulær korrosionsform).

Aluminium findes i rigelige mængder i hele jordskorpen, men optræder aldrig alene i naturen. I stedet findes det kombineret med andre grundstoffer som enten kaliumaluminiumsulfat (KAl(SO4)212H2O) eller som bauxit; sidstnævnte er rødbrune bjergarter, der indeholder blandinger af aluminiumhydroxider og -oxider, som udvindes fra jorden og forarbejdes ved hjælp af Bayer-processen, inden de raffineres yderligere til rent aluminium til brug i forskellige anvendelser.