Hva er aluminium?

Aluminium er ikke-magnetisk og en utmerket elektrisk leder; det kan dessuten lett formes til mange forskjellige former, noe som gir både lysrefleksjon, beskyttelse mot stråling og korrosjonsbestandighet.

Aluminium utvinnes fra bauksittmalm, som har fått navnet sitt etter stedet der det ble oppdaget i Sør-Frankrike, og utgjør omtrent 8 prosent av jordskorpen.

Det er et mykt metall

Aluminium (også kjent under dette navnet i nordamerikansk engelsk) er et grunnstoff med symbolet Al og atomnummer 13. Aluminium er et mykt, duktilt metall som kan støpes, bearbeides og ekstruderes. Takket være sin korrosjonsbestandighet og lave vekt er det svært egnet til mange bruksområder innen støping, maskinering og ekstrudering. Videre gjør dets termiske og elektriske ledningsevne det spesielt egnet. Til slutt har dette ikke-magnetiske grunnstoffet bare én stabil isotop.

Aluminium, det nest mest utbredte metallet i jordskorpen, har først nylig blitt produsert i betydelige mengder for kommersielle formål. Aluminium finnes i en rekke bransjer som fremstiller millioner av ulike produkter med aluminium – fra transport- og byggebransjen, der lav vekt og høy styrke er avgjørende, til varige forbruksvarer som hvitevarer og kjøkkenutstyr. Det spiller en avgjørende rolle i verdensøkonomien som en viktig økonomisk ressurs.

Rent aluminium forekommer sjelden i naturen og må ofte kombineres med andre grunnstoffer for å danne legeringer med bestemte egenskaper. Vanlige legeringsmetaller er blant annet kobber, magnesium, mangan, silisium og tinn; disse legeringene bidrar til å øke styrken og gir også andre ønskelige egenskaper, som sveise- og bearbeidbarhet.

Aluminiums lave tetthet og stivhet gjør det til et ideelt lettmetall med enestående strekkfasthet og sveisbarhet, og det er svært duktilt; dette gjør det egnet til å formes til rør eller vinkelprofiler. Aluminium er også en god leder av elektrisitet og varme, og den sistnevnte egenskapen gjør at det, når det er anodisert, motstår korrosjon; i tillegg gjør dets naturlige refleksjonsevne det egnet til belysningsformål eller som speil.

Menneskeheten har brukt aluminiumforbindelser i århundrer, men det var først under den industrielle revolusjonen at aluminium ble lettere tilgjengelig som et element i seg selv. Alumen, som består av kaliumalum (en aluminium-kaliumsulfatforbindelse), har lenge vært brukt som fargestofffiksativ og medisin; navnet stammer fra det latinske ordet alumen (som betyr alkalisk på latin) og brukes også i dag i stor utstrekning til produksjon av tannkrem og såpe; imidlertid kan for høye konsentrasjoner skade celler og endre membranfunksjonen betydelig.

Det er et sterkt metall

Aluminium er et av de sterkeste metallene som finnes, og har et utrolig styrke-vekt-forhold, i tillegg til gode hygieniske egenskaper og gjenvinningsprosesser som gjør det til en mer bærekraftig løsning. Aluminium har også korrosjonsbestandighet og gode ledningsevneegenskaper, noe som gjør det populært blant annet til kjøkkenutstyr og gatelys.

Aluminium er både mykt og smidig, slik at det lett kan formes til komplekse strukturer med relativt liten innsats. Dessuten gir det kompakte oksidlaget på overflaten beskyttelse mot korrosjon. Videre gjør dette tettbundne laget at aluminium er uoppløselig i vann, men likevel stabilt i luft; i tillegg gjør dets smelte- og støpeegenskaper aluminium til et ekstremt lett og giftfritt materiale som egner seg til mange bruksområder.

Selv om aluminium generelt sett er svakere enn stål, tåler det likevel betydelig kraft og vekt uten å bli skjevt eller bøyd under trykk. Dessverre gjør dets myke beskaffenhet det imidlertid mer utsatt for bulker, hakk og riper enn stål.

Rent aluminium til kommersielle formål har en strekkfasthet på 90 MPa og kan styrkes ytterligere gjennom kaldbearbeiding. Videre øker legering med elementer som kobber, mangan, silisium og jern i bestemte andeler materialets duktilitet ytterligere, mens arbeidsherding gjør legeringene enda sterkere.

Aluminium har atomnummer 13 og er det tredje vanligste grunnstoffet på jorden, etter oksygen og silisium. Selv om aluminium aldri forekommer naturlig i metallisk form, gjør dets kjemiske egenskaper at det kan danne forbindelser som for eksempel alun, som brukes i vannrensingsanlegg. Først i 1825 lyktes den danske fysikeren Hans Christian Ørsted i å fremstille en uren form ved å la vannfritt aluminiumklorid reagere med kalium; senere samme år lyktes Friedrich Wöhler i å utvinne rent aluminiumsmetall.

Det er et lettmetall

Aluminium er et av de mest utbredte grunnstoffene på jorden, og forekommer naturlig i bergarter og vegetasjon både på land og i vann. Selv om aluminium aldri forekommer i ren form i naturen, da det lett danner forbindelser med oksygen og andre grunnstoffer, er dette metallet svært mykt, formbart, korrosjonsbestandig, lett og elektrisk ledende. Det er et ikke-jernholdig metall med en av de høyeste verdiene for elektrisk ledningsevne som finnes, noe som gjør det ideelt for produksjon av tynne plater og folier.

Aluminiumets lave vekt og smidighet gjør det til et allsidig byggemateriale, ettersom det kan brukes både i bærende og ikke-bærende konstruksjoner. I tillegg gjør dets formbarhet det til et populært valg for fly, bilkarosserier, fasader og tak, kokekar samt forbrukerprodukter som kokekar. Aluminiumslegeringer kan også gi unike egenskaper som er spesielt tilpasset bestemte bruksområder.

I aluminiumsproduksjonen benyttes vanligvis Bayer-prosessen, der knust bauksitt knuses ytterligere og sprøytes med vann, noe som fjerner leire- og silisiumdioksidpartikler før massen ovntørkes og blandes med natriumkarbonat og knust kalk for å danne aluminiumoksid.

Bauxitt er en rikelig tilgjengelig og kostnadseffektiv råvare for aluminiumsproduksjon, men smelteprosessen krever energiintensive operasjoner som medfører utslipp av klimagasser. Derfor ligger de fleste smelteverkene i verden i land med rikelig tilgang på elektrisitet; mange aluminiumsmelteverk er også bygget ved innsjøer for å kunne hente sjøvann til bruk i prosessene, med sikte på å redusere utslippene og samtidig øke effektiviteten.

Aluminium er et sølvhvitt metall i gruppe 13 i det periodiske systemet, og utgjør en tredjedel av jordskorpen målt i masse. Det er det tredje mest vanlige grunnstoffet etter oksygen og silisium. Selv om aluminium forekommer naturlig som metall i ren form, inngår det ofte i mineraler som bauksitt. Aluminium er et av de tre mest utbredte ikke-jernholdige metallene globalt og det tredje mest vanlige grunnstoffet.

Det er et korrosjonsbestandig metall

Aluminium har mange attraktive egenskaper og bruksområder i industrien. Det er tre ganger lettere enn jern og har et høyere styrke-vekt-forhold, samtidig som det er fleksibelt, holdbart, korrosjonsbestandig, ikke-magnetiserbart og har utmerkede elektriske ledningsevneegenskaper – for ikke å nevne at det er et av de rimeligste metallene som finnes på markedet! Takket være sin allsidighet brukes aluminium blant annet til beholdere, kjøkkenutstyr, drikkevarebokser, flyskrog og bilkarosserier.

Aluminiummetall kan korrodere når det utsettes for ugunstige miljøer, og hydrogenioner bidrar til prosessen ved å reagere med oksygenmolekyler og danne aluminiumoksid. Denne reaksjonen er imidlertid reversibel, og overflaten vil forbli stabil så lenge hydrogenkonsentrasjonen i løsningen ikke overstiger visse terskelverdier; når dette skjer, oppstår spaltkorrosjon, og aluminiumhydroksid faller ut av løsningen og begynner å korrodere av seg selv – kjent som spaltkorrosjon.

Aluminium kan utsettes for korrosjon under ulike miljøforhold, blant annet i sure, alkaliske og kloridholdige løsninger. Korrosjonen starter vanligvis raskt i sprekker eller revner, før materialet oppløses i en elektrolytt og danner vannløselig aluminiumhydroksid; denne formen for korrosjon er særlig utbredt i marine miljøer med høye kloridkonsentrasjoner.

Jevn korrosjon oppstår i produkter som kontinuerlig utsettes for sterkt sure eller alkaliske miljøer, eller når overflatene deres får riper eller skader som fører til at det underliggende materialet blir utsatt for elektrolytter; denne typen korrosjon fører ofte til gropkorrosjon eller avskallingskorrosjon (en form for intergranulær korrosjon).

Aluminium finnes i store mengder i hele jordskorpen, men forekommer aldri alene i naturen. I stedet finnes det i forbindelse med andre grunnstoffer, enten som kaliumaluminiumsulfat (KAl(SO₄)₂·12H₂O) eller som bauksitt; sistnevnte er rødbrune bergarter som inneholder blandinger av aluminiumhydroksider og -oksider, som utvinnes fra bakken og bearbeides ved hjelp av Bayer-prosessen før de videreforedles til rent aluminium for bruk i ulike anvendelser.