Kas yra aliuminis?

Aliuminis yra nemagnetinis ir puikus elektros laidininkas; jį taip pat galima lengvai formuoti į įvairias formas, todėl jis atspindi šviesą, apsaugo nuo radiacijos ir yra atsparus korozijai.

Aliuminis išgaunamas iš boksito rūdos, pavadintos pagal jos atradimo vietą Pietų Prancūzijoje, ir sudaro apie 8 proc. Žemės plutos.

Tai minkštas metalas

Aliuminis (taip pat paprastai vadinamas Šiaurės Amerikos anglų kalba) yra elementas, kurio simbolis yra Al, o atominis skaičius - 13. Aliuminis yra minkštas, plastiškas metalas, kurį galima lieti, apdirbti ir išspausti. Dėl atsparumo korozijai ir nedidelio svorio jis puikiai tinka liejimui, apdirbimui staklėmis ir ekstruzijai, todėl jį galima naudoti įvairiais tikslais. Be to, dėl savo šiluminio ir elektrinio laidumo jis yra ypač tinkamas. Galiausiai šis nemagnetinis elementas pasižymi tik vienu stabiliu izotopu.

Aliuminis, antras pagal paplitimą Žemės plutoje metalas, tik neseniai pradėtas gaminti dideliais komerciniais kiekiais. Aliuminio galima rasti daugybėje pramonės šakų, kuriose gaminami milijonai įvairių produktų, kuriems naudojamas aliuminis - nuo transporto ir statybų, kur labai svarbus mažas svoris ir tvirtumas, iki ilgalaikio vartojimo prekių, tokių kaip prietaisai ir maisto ruošimo indai. Jis atlieka svarbų vaidmenį pasaulio ekonomikoje kaip pagrindinis ekonominis išteklius.

Gryno aliuminio gamtoje randama retai, todėl dažnai jis turi būti derinamas su kitais elementais, kad būtų suformuoti lydiniai, pasižymintys specifinėmis savybėmis. Dažniausiai pasitaikantys lydiniai yra varis, magnis, manganas, silicis ir alavas; šie lydiniai padeda padidinti stiprumą ir suteikia kitų pageidaujamų savybių, pavyzdžiui, suvirinamumą ir apdirbamumą.

Dėl mažo tankio ir standumo aliuminis yra idealus lengvasis metalas, pasižymintis išskirtiniu atsparumu tempimui ir suvirinamumu, be to, yra labai plastiškas, todėl tinka formuoti vamzdžius ar kampuočius. Aliuminis taip pat gerai praleidžia elektrą ir šilumą, o pastaroji savybė anoduota, kad būtų atspari korozijai; be to, dėl savo natūralaus atspindžio jis tinka apšvietimui ar veidrodžiams.

Žmonija aliuminio junginius naudojo šimtmečius, tačiau tik pramonės revoliucijos metu aliuminis tapo lengviau prieinamas kaip atskiras elementas. Aliuminis, sudarytas iš kalio aliuminio (aliuminio kalio sulfato junginio), nuo seno buvo naudojamas kaip dažų fiksatorius ir vaistas; jo pavadinimas kilęs iš lotynų kalbos alumenas (lotynų kalba reiškia šarmas) šiandien taip pat plačiai naudojamas dantų pastos ir muilo gamyboje; tačiau per didelė koncentracija gali pažeisti ląsteles ir labai pakeisti membranų funkciją.

Tai stiprus metalas

Aliuminis yra vienas tvirčiausių metalų, pasižymintis neįtikėtinu tvirtumo ir svorio santykiu, taip pat geromis higienos savybėmis ir perdirbimo procesais, dėl kurių jis yra tvaresnis. Aliuminis taip pat pasižymi atsparumu korozijai ir laidumo savybėmis, todėl jis populiarus virtuvės reikmenyse ir gatvių apšvietime, be kita ko, naudojamas ir kitose srityse.

Aliuminis yra ir minkštas, ir plastiškas, todėl jį galima lengvai formuoti į sudėtingas struktūras, įdedant palyginti nedaug pastangų. Be to, jo kompaktiškas paviršiaus oksido sluoksnis apsaugo nuo korozijos. Be to, dėl šio tvirtai surišto sluoksnio aliuminis netirpsta vandenyje, tačiau yra stabilus ore; be to, dėl savo lydymosi ir liejimo gebėjimų aliuminis yra itin lengva netoksiška medžiaga, tinkama daugeliui paskirčių.

Nors aliuminis paprastai yra silpnesnis už plieną, jis vis tiek gali atlaikyti didelę jėgą ir svorį, nesikraipydamas ir nelinkdamas nuo spaudimo. Deja, tačiau dėl savo minkštos prigimties jis lengviau nei jo plieninis atitikmuo pasiduoda įlenkimams, įskilimams ir įbrėžimams.

Komercinės paskirties gryno aliuminio tempimo stipris yra 90 MPa, o šaltuoju apdirbimu jį galima dar labiau sustiprinti. Be to, aliuminio lydiniai su tokiais elementais kaip varis, manganas, silicis ir geležis tam tikrais procentais dar labiau padidina jo tąsumą, o grūdinimas dar labiau sustiprina lydinius.

Aliuminio atominis skaičius yra 13, o pagal paplitimą Žemėje jis užima trečią vietą po deguonies ir silicio. Nors natūraliai niekada nepasitaiko metalinės formos, dėl cheminių savybių aliuminis gali sudaryti junginius, pavyzdžiui, aliuminį, kuris naudojamas vandens valymo sistemose. Tik 1825 m. danų fizikas Hansas Kristianas Orstedas, reaguodamas bevandenį aliuminio chloridą su kaliu, sėkmingai pagamino jo grynąją formą; vėliau tais pačiais metais Frydrichas Vohleris (Friedrich Wohler) sėkmingai išgavo gryną aliuminio metalą.

Tai lengvasis metalas

Aliuminis yra vienas iš gausiausiai Žemėje paplitusių elementų, natūraliai aptinkamas uolienose ir augmenijoje tiek sausumoje, tiek vandens telkiniuose. Nors gamtoje aliuminio niekada nebūna gryno, nes jis lengvai jungiasi su deguonimi ir kitais elementais į junginius, todėl šis metalas yra labai minkštas, plastiškas, atsparus korozijai, lengvas, elektrai laidus spalvotasis metalas, turintis vieną didžiausių elektrinio laidumo rodiklių, iš kurio galima gaminti plonus lakštus ir plėveles.

Dėl nedidelio svorio ir plastiškumo aliuminis yra universali statybinė medžiaga, nes jį galima naudoti tiek laikančiose, tiek nelaikančiose konstrukcijose. Be to, dėl savo plastiškumo jis populiariai pasirenkamas lėktuvų, automobilių kėbulų, dailylenčių ir stogų dangų, puodų ir keptuvių, taip pat plataus vartojimo gaminių, pvz., puodų ir keptuvių, gamybai. Aliuminio lydiniai taip pat gali pasižymėti unikaliomis savybėmis, specialiai pritaikytomis tam tikroms reikmėms.

Aliuminiui gaminti paprastai naudojamas Bayerio procesas, kai susmulkinta boksito uoliena susmulkinama ir apipurškiama vandeniu, kuris pašalina molio ir silicio dioksido daleles, o po to džiovinama krosnyje ir sumaišoma su kalcinuota soda ir susmulkintomis kalkėmis, kad susidarytų aliuminio oksidas.

Boksitas yra gausi ir ekonomiškai efektyvi aliuminio gamybos žaliava, tačiau lydymo procesas reikalauja daug energijos reikalaujančių operacijų, kurių metu išsiskiria šiltnamio efektą sukeliančios dujos. Todėl dauguma pasaulio lydymo gamyklų yra šalyse, kuriose gausu elektros energijos; daugelis aliuminio lydymo gamyklų taip pat buvo pastatytos ežerų pakrantėse, kad būtų galima surinkti jūros vandenį ir naudoti jį procesams, siekiant sumažinti išmetamųjų teršalų kiekį ir padidinti efektyvumą.

Aliuminis yra sidabriškai baltas periodinės lentelės 13 grupės metalas, pagal masę sudarantis trečdalį Žemės plutos ir trečias pagal paplitimą elementas po deguonies ir silicio. Nors aliuminis natūraliai pasitaiko gryno metalo pavidalu, dažnai iš jo susidaro mineralai, pavyzdžiui, boksitas. Aliuminis yra vienas iš trijų labiausiai paplitusių spalvotųjų metalų pasaulyje ir trečias pagal paplitimą elementas.

Tai korozijai atsparus metalas

Aliuminis pasižymi daugybe pageidaujamų savybių ir pritaikymo pramonėje galimybių. Jis tris kartus lengvesnis už geležį, jo tvirtumo ir svorio santykis didesnis, o kartu išlieka lankstus, patvarus, atsparus korozijai, nemagnetinantis, pasižymi puikiomis elektros laidumo savybėmis - jau nekalbant apie vieną pigiausių komercinių metalų! Dėl savo universalumo aliuminis naudojamas konteineriams, maisto ruošimo indams, gėrimų skardinėms, lėktuvų fiuzeliažams ir automobilių kėbulams gaminti.

Aliuminio metalas, veikiamas nepalankios aplinkos, gali koroduoti, o vandenilio jonai, reaguodami su deguonies molekulėmis ir sudarydami aliuminio oksidą, padeda šiam procesui. Tačiau ši reakcija yra grįžtamoji ir paviršius išlieka stabilus, kol vandenilio koncentracija tirpale neviršija tam tikros ribos; tuomet prasideda plyšinė korozija ir aliuminio hidroksidas iš tirpalo iškrenta į nuosėdas ir pradeda savaiminę koroziją - vadinamąją plyšinę koroziją.

Aliuminis gali būti veikiamas korozijos įvairiomis aplinkos sąlygomis, įskaitant rūgščių, šarmų ir chloridų tirpalus. Korozija paprastai greitai prasideda plyšiuose ar įtrūkimuose, o po to ištirpsta elektrolite ir susidaro vandenyje tirpus aliuminio hidroksidas; ši korozijos forma ypač paplitusi jūrinėje aplinkoje, kurioje didelė chloridų koncentracija.

Vienalytė korozija vyksta gaminiuose, kuriuos nuolat veikia stipri rūgštinė ar šarminė aplinka arba kai jų paviršius yra subraižomas ar įbrėžiamas, o pagrindinę medžiagą veikia elektrolitai; tokio tipo korozija dažnai sukelia taškinę koroziją arba eksfoliacinę koroziją (tarpgranulinės korozijos forma).

Aliuminio gausiai randama visoje Žemės plutoje, tačiau gamtoje jo niekada nebūna vieno. Vietoj to jis egzistuoja kartu su kitais elementais kaip kalio aliuminio sulfatas (KAl(SO4)212H2O) arba kaip boksitai; pastarieji yra rausvai rudos spalvos uolienos, kuriose yra aliuminio hidroksidų ir oksidų mišinių, išgaunamų iš žemės ir apdorojamų naudojant Bayerio procesą, o po to toliau perdirbamų į gryną aliuminį, naudojamą įvairioms reikmėms.