Čo je hliník?

Hliník je nemagnetický a výborne vedie elektrický prúd; možno ho tiež ľahko tvarovať do rôznych tvarov, čím sa zabezpečí odrazivosť svetla, ako aj ochrana pred žiarením a odolnosť proti korózii.

Hliník sa získava z bauxitovej rudy, pomenovanej podľa miesta jej objavenia v južnom Francúzsku, a tvorí približne 8 % zemskej kôry.

Je to mäkký kov

Hliník (bežne označovaný aj v severoamerickej angličtine) je prvok so symbolom Al a atómovým číslom 13. Hliník je mäkký, tvárny kov, ktorý sa dá odlievať, obrábať a lisovať. Vďaka svojej odolnosti voči korózii a nízkej hmotnosti sa dobre používa na odlievanie, obrábanie a lisovanie. Okrem toho je vďaka svojej tepelnej a elektrickej vodivosti mimoriadne vhodný. Napokon, tento nemagnetický prvok sa môže pochváliť len jedným stabilným izotopom.

Hliník, druhý najrozšírenejší kov v zemskej kôre, sa začal vyrábať vo významných komerčných množstvách len nedávno. Hliník možno nájsť v mnohých priemyselných odvetviach, ktoré vyrábajú milióny rôznych výrobkov využívajúcich hliník - od dopravných a stavebných aplikácií, kde je rozhodujúca nízka hmotnosť a pevnosť, až po spotrebné predmety dlhodobej spotreby, ako sú spotrebiče a kuchynské náčinie. Hrá dôležitú úlohu v globálnych ekonomikách ako kľúčový hospodársky zdroj.

Čistý hliník sa v prírode vyskytuje len zriedka a často sa musí kombinovať s inými prvkami, aby sa vytvorili zliatiny, ktoré majú špecifické vlastnosti. Medzi bežné legujúce kovy patria meď, horčík, mangán, kremík a cín; tieto zliatiny pomáhajú zvyšovať pevnosť a pridávajú ďalšie žiaduce vlastnosti, ako je zvariteľnosť a obrobiteľnosť.

Nízka hustota a tuhosť hliníka z neho robí ideálny ľahký kov s vynikajúcou pevnosťou v ťahu a zvariteľnosťou, ktorý je veľmi tvárny, a preto je vhodný na tvarovanie do rúrok alebo uhlov. Hliník slúži aj ako dobrý vodič elektrickej energie a tepla, pričom druhá vlastnosť je eloxovaná, aby odolávala korózii; navyše je vďaka svojej prirodzenej reflexnej povahe vhodný na osvetľovacie aplikácie alebo zrkadlá.

Ľudstvo využívalo zlúčeniny hliníka po stáročia, ale až priemyselná revolúcia umožnila, aby sa hliník stal ľahšie dostupným prvkom. Alumen, ktorý sa skladá z potašového hliníka (zlúčenina síranu hlinito-draselného), sa dlho používal ako farbivo a liek; jeho názov pochádza z latinčiny alumen (čo v latinčine znamená alkalický) sa dnes bežne používa aj na výrobu zubnej pasty a mydla; nadmerné koncentrácie však môžu výrazne poškodiť bunky a zmeniť funkciu membrán.

Je to pevný kov

Hliník je jedným z najpevnejších dostupných kovov a môže sa pochváliť neuveriteľným pomerom pevnosti a hmotnosti, ako aj dobrými hygienickými vlastnosťami a recyklačnými procesmi, ktoré umožňujú udržateľnejšie riešenia. Hliník má tiež vlastnosti odolnosti voči korózii a vodivosti, vďaka čomu je okrem iného obľúbený pri kuchynskom náradí a pouličnom osvetlení.

Hliník je mäkký a zároveň tvárny, takže sa dá ľahko formovať do zložitých štruktúr s relatívne minimálnym úsilím. Okrem toho jeho kompaktná povrchová vrstva oxidu poskytuje ochranu pred koróziou. Táto pevne viazaná vrstva navyše spôsobuje, že hliník je nerozpustný vo vode, ale stabilný na vzduchu; navyše jeho taviace a odlievacie schopnosti robia z hliníka mimoriadne ľahký netoxický materiál vhodný na mnohé použitia.

Hoci je hliník vo všeobecnosti slabší ako oceľ, stále dokáže odolať značnej sile a hmotnosti bez toho, aby sa deformoval alebo ohýbal pod tlakom. Nanešťastie však jeho mäkká povaha spôsobuje, že je náchylnejší na preliačiny, preliačiny a škrabance ako jeho oceľový náprotivok.

Čistý hliník na komerčné použitie má pevnosť v ťahu 90 MPa a môže byť ďalej zosilnený spracovaním za studena. Okrem toho jeho legovanie s prvkami, ako je meď, mangán, kremík a železo v určitých percentách, ďalej zvyšuje jeho ťažnosť, zatiaľ čo kalenie pri práci robí zliatiny ešte pevnejšími.

Hliník má atómové číslo 13 a z hľadiska výskytu na Zemi je na treťom mieste za kyslíkom a kremíkom. Hoci sa hliník nikdy nevyskytuje v prírode v kovovej forme, jeho chemické vlastnosti umožňujú vytvárať zlúčeniny, ako je napríklad hliník, ktorý sa používa v systémoch na čistenie vody. Až v roku 1825 dánsky fyzik Hans Christian Orsted úspešne vyrobil nečistú formu reakciou bezvodého chloridu hlinitého s draslíkom; neskôr v tom istom roku sa Friedrichovi Wohlerovi podarilo získať čistý kovový hliník.

Je to ľahký kov

Hliník je jedným z najrozšírenejších prvkov na Zemi, ktorý sa prirodzene vyskytuje v horninách a vegetácii na pevninách aj vo vodných plochách. Hoci sa hliník v prírode nikdy nevyskytuje v čistom stave, pretože sa ľahko spája s kyslíkom a inými prvkami za vzniku zlúčenín, čo z tohto kovu robí veľmi mäkký, tvárny, korózii odolný, ľahký, elektricky vodivý neželezný kov s jednou z najvyšších dostupných hodnôt elektrickej vodivosti na výrobu tenkých plechov a fólií.

Nízka hmotnosť a tvárnosť hliníka z neho robia univerzálny konštrukčný materiál, pretože ho možno použiť v nosných aj nenosných konštrukciách. Okrem toho sa vďaka svojej tvarovateľnosti s obľubou používa na výrobu lietadiel, karosérií automobilov, obkladov a strešných krytín, hrncov a panvíc, ako aj spotrebných výrobkov, napríklad hrncov a panvíc. Hliníkové zliatiny môžu tiež poskytovať jedinečné vlastnosti prispôsobené špeciálne pre určité aplikácie.

Pri výrobe hliníka sa zvyčajne používa Bayerov proces, pri ktorom sa rozdrvená bauxitová hornina rozdrví a postrieka vodou, čím sa odstráni íl a častice oxidu kremičitého, a potom sa vysuší v peci a zmieša s uhličitanom sodným a rozdrveným vápnom na vznik oxidu hlinitého.

Bauxit je hojná a nákladovo efektívna surovina na výrobu hliníka, ale proces tavenia si vyžaduje energeticky náročné operácie, pri ktorých sa uvoľňujú skleníkové plyny. Preto sa väčšina svetových taviarní nachádza v krajinách s dostatkom elektrickej energie; mnohé hlinikárne boli tiež postavené na brehoch jazier, aby sa v nich zachytávala morská voda, ktorá sa využíva v procesoch s cieľom znížiť emisie a zároveň zvýšiť účinnosť.

Hliník je striebornobiely kov z 13. skupiny periodickej tabuľky prvkov, ktorý tvorí tretinu hmotnosti zemskej kôry a je tretím najrozšírenejším prvkom po kyslíku a kremíku. Hoci sa hliník v prírode vyskytuje ako kov v čistom stave, jeho prítomnosť často tvoria minerály, ako je bauxit. Hliník je jedným z troch celosvetovo najrozšírenejších neželezných kovov a tretím najrozšírenejším prvkom.

Je to kov odolný voči korózii

Hliník má mnoho žiaducich vlastností a aplikácií v priemysle. Je trikrát ľahší ako železo so zvýšeným pomerom pevnosti a hmotnosti, pričom zostáva pružný, odolný, odolný voči korózii, nemagnetizuje a má vynikajúce vlastnosti elektrickej vodivosti - nehovoriac o jednom z najlacnejších komerčne dostupných kovov! Vďaka svojej všestrannosti sa hliník okrem iného používa na výrobu nádob, kuchynského náčinia, nápojových plechoviek, trupov lietadiel a karosérií automobilov.

Kovový hliník môže pri vystavení nepriaznivému prostrediu korodovať, pričom vodíkové ióny napomáhajú tomuto procesu reakciou s molekulami kyslíka za vzniku oxidu hlinitého. Táto reakcia je však vratná a povrch zostane stabilný, pokiaľ koncentrácia vodíka v roztoku neprekročí určité prahové hodnoty; vtedy sa začne štrbinová korózia a hydroxid hlinitý sa vyzráža z roztoku a začne koróziu sám od seba - tzv. štrbinová korózia.

Hliník môže podliehať korózii v rôznych podmienkach prostredia vrátane kyslých, alkalických a chloridových roztokov. Korózia sa zvyčajne začína rýchlo v trhlinách alebo prasklinách pred rozpustením v elektrolyte za vzniku hydroxidu hlinitého rozpustného vo vode; táto forma korózie je obzvlášť rozšírená v morskom prostredí s vysokou koncentráciou chloridov.

K rovnomernej korózii dochádza u výrobkov, ktoré sú trvalo vystavené silne kyslému alebo zásaditému prostrediu, alebo keď je ich povrch poškriabaný alebo obitý a základný materiál je vystavený pôsobeniu elektrolytov; tento typ korózie často vedie k bodovej korózii alebo exfoliácii (forma medzizrnovej korózie).

Hliník sa hojne vyskytuje v celej zemskej kôre, ale v prírode sa nikdy nevyskytuje samostatne. Namiesto toho sa vyskytuje v kombinácii s inými prvkami buď ako síran draselno-hlinitý (KAl(SO4)212H2O), alebo ako bauxity; tie sú červenohnedé horniny obsahujúce zmesi hydroxidov a oxidov hliníka, ktoré sa ťažia zo zeme a spracúvajú Bayerovým procesom pred ďalšou rafináciou na čistý hliník na použitie v rôznych aplikáciách.