アルミニウムとは何か？

アルミニウムは非磁性で優れた電気伝導性を持ち、さまざまな形状に容易に加工できるため、光の反射だけでなく、放射線からの保護や耐食性も備えている。

アルミニウムは、南フランスで発見されたことからその名がついたボーキサイト鉱石から抽出され、地殻の約8％を占める。

柔らかい金属である。

アルミニウム（北米英語では一般的にアルミニウムとも呼ばれる）は、記号Al、原子番号13の元素である。アルミニウムは柔らかく延性のある金属で、鋳造、機械加工、押出成形が可能です。耐食性に優れ、軽量であるため、鋳造、機械加工、押出成形など、さまざまな用途に適しています。さらに、熱伝導性と電気伝導性が特に適している。最後に、この非磁性元素は安定同位体がひとつしかない。

地殻上で2番目に豊富な金属であるアルミニウムが、商業的に大量に生産されるようになったのはごく最近のことである。アルミニウムは、軽量で強度が重要な輸送や建築の用途から、家電製品や調理器具などの耐久消費財に至るまで、アルミニウムを使用した何百万種類もの製品を製造している数多くの産業で見ることができます。アルミニウムは重要な経済資源として、世界経済において不可欠な役割を果たしています。

純粋なアルミニウムは自然界にはほとんど存在せず、しばしば他の元素と組み合わせて特定の特性を持つ合金を形成する必要があります。一般的な合金金属には、銅、マグネシウム、マンガン、シリコン、スズなどがあります。これらの合金は、強度を向上させるだけでなく、溶接性や機械加工性などの他の望ましい特性を付加するのに役立ちます。

アルミニウムは密度が低く剛性が高いため、優れた引張強度と溶接性を備えた理想的な軽量金属であり、非常に延性が高いため、チューブやアングルに成形するのに適しています。アルミニウムはまた、電気と熱の良好な伝導体として機能し、後者の特性は腐食に抵抗するために陽極酸化され、さらに、その自然な反射特性は、照明用途や鏡に適しています。

人類は何世紀にもわたってアルミニウム化合物を利用してきたが、アルミニウムが元素そのものとして容易に入手できるようになったのは産業革命以降のことである。ミョウバンはカリミョウバン（硫酸アルミニウムカリウム化合物）から成り、長い間、染料定着剤や医薬品として使用されてきた。その名前はラテン語のミョウバン（ラテン語でアルカリ性を意味する）に由来し、今日、歯磨き粉や石鹸の製造にも広く使用されている。しかし、過剰な濃度は細胞を損傷し、膜機能を著しく変化させる可能性がある。

強い金属である。

アルミニウムは最も強靭な金属のひとつであり、その重量に対する強度は驚異的である。アルミニウムはまた、耐食性と導電性を備えているため、台所用品や街灯などの用途でも人気があります。

アルミニウムは柔らかく延性があるため、複雑な構造にも比較的少ない労力で簡単に成形することができます。さらに、そのコンパクトな表面酸化層は、腐食からアルミニウムを保護します。さらに、この強固に結合した層により、アルミニウムは水に不溶性でありながら、空気中では安定しています。加えて、その溶解鋳造能力により、アルミニウムは多くの用途に適した非常に軽量な無毒性材料となっています。

アルミニウムは一般的にスチールよりも弱いのですが、それでも圧力を受けても反ったり曲がったりすることなく、かなりの力や重さに耐えることができます。しかし、残念なことに、その柔らかい性質から、へこみや凹み、傷の影響をスチールよりも受けやすいのです。

商業用途の純アルミニウムは90MPaの引張強度を持ち、冷間加工によってさらに強化することができる。さらに、銅、マンガン、シリコン、鉄などの元素と特定の割合で合金化することで、延性がさらに向上し、加工硬化によって合金はさらに強くなります。

アルミニウムの原子番号は13で、地球上では酸素、ケイ素に次いで3番目に多い。アルミニウムが金属形態で天然に存在することはないが、その化学的特性により、浄水システムに使用されるミョウバンのような化合物を形成することができる。1825年になって初めて、デンマークの物理学者ハンス・クリスチャン・オーステッドが、無水塩化アルミニウムとカリウムを反応させて不純物を生成することに成功した。

軽金属である。

アルミニウムは地球上で最も豊富な元素のひとつであり、陸地や水域の岩石や植物に自然に存在する。アルミニウムは自然界に純粋な状態で存在することはありませんが、酸素や他の元素と容易に結合して化合物を形成するため、この金属は非常に柔らかく、延性があり、耐食性があり、軽量で、導電性の非鉄金属であり、薄板や箔の製造に利用できる最も高い導電率の1つです。

アルミニウムは軽量で延性があるため、耐荷重構造にも非耐荷重構造にも利用でき、汎用性の高い建築材料である。さらに、その成形性の高さから、航空機、自動車のボディ、サイディングや屋根材、鍋やフライパンのような消費者向け製品にもよく選ばれています。アルミニウム合金はまた、特定の用途に特化した独自の特性を提供することもできます。

ボーキサイト岩石を粉砕し、水を噴霧して粘土とシリカ粒子を除去した後、窯で乾燥させ、ソーダ灰と砕いた石灰と混合してアルミナを形成する。

ボーキサイトは、アルミニウム生産のための豊富でコスト効率のよい原料であるが、製錬プロセスには温室効果ガスを放出するエネルギー集約的な作業が必要である。そのため、世界のほとんどの製錬所は、電力が豊富な国に立地している。また、多くのアルミニウム製錬所は湖岸に建設され、効率を高めながら排出量を削減するために、海水を回収して工程に使用している。

アルミニウムは周期表第13族に属する銀白色の金属で、地殻の3分の1の質量を占め、酸素とケイ素に次いで3番目に多い元素である。アルミニウムは純粋な状態では金属として天然に存在するが、その存在はしばしばボーキサイトのような鉱物を形成する。アルミニウムは、世界的に最も普及している3つの非鉄金属の1つであり、3番目に豊富な元素である。

耐食性金属である。

アルミニウムは、産業界において多くの望ましい特性と用途を持っています。柔軟性、耐久性、耐食性、非磁性、優れた導電性を保ちながら、鉄よりも3倍軽く、強度対重量比が向上しています！アルミニウムの多用途性により、容器、調理器具、飲料缶、航空機の機体、自動車のボディなど、さまざまなものに使用されている。

水素イオンが酸素分子と反応して酸化アルミニウムを形成し、腐食プロセスを助けます。しかし、この反応は可逆的であり、溶液中の水素濃度がある閾値を超えない限り、表面は安定したままである。その時点で隙間腐食が始まり、水酸化アルミニウムが溶液から析出し、自ら腐食を始める-隙間腐食として知られている。

アルミニウムは、酸性、アルカリ性、塩化物溶液を含む様々な環境条件下で腐食を受ける可能性があります。腐食は通常、電解液に溶解して水溶性の水酸化アルミニウムを形成する前に、隙間や亀裂から急速に始まります。この形態の腐食は、特に塩化物濃度の高い海洋環境で多く見られます。

均一腐食は、強酸性または強アルカリ性の環境に継続的に曝される製品や、表面に傷や打痕があり、下地材料が電解液に曝される場合に発生する。この種の腐食は、孔食や剥離腐食（粒界腐食の一形態）を引き起こすことが多い。

アルミニウムは地殻全体に豊富に存在するが、自然界に単独で存在することはない。後者は、地中から採掘されたアルミニウムの水酸化物と酸化物の混合物を含む赤褐色の岩石であり、様々な用途に使用される純粋なアルミニウムに精製される前に、バイエル法で処理される。