Vad är aluminium?

Aluminium är icke-magnetiskt och en utmärkt ledare av elektricitet; det kan också lätt formas till många olika former, vilket ger ljusreflektion samt skydd mot strålning och korrosionsbeständighet.

Aluminium utvinns ur malmen bauxit, uppkallad efter platsen där den upptäcktes i södra Frankrike, och utgör cirka 8 procent av jordskorpan.

Det är en mjuk metall

Aluminium (även allmänt kallat aluminium på nordamerikansk engelska) är ett grundämne med symbolen Al och atomnummer 13. Aluminium är en mjuk, formbar metall som kan gjutas, bearbetas och extruderas. På grund av dess korrosionsbeständighet och låga vikt är den väl lämpad för många användningsområden genom gjutning, maskinbearbetning och strängpressning. Dessutom gör dess termiska och elektriska ledningsförmåga den särskilt lämplig. Slutligen har detta icke-magnetiska grundämne endast en stabil isotop.

Aluminium, den näst vanligaste metallen på jordskorpan, har först nyligen börjat produceras kommersiellt i betydande mängder i kommersiella kvantiteter. Aluminium finns i många branscher som tillverkar miljontals olika produkter med hjälp av aluminium - från transport- och byggnadsapplikationer där låg vikt och styrka är avgörande, till varaktiga konsumentvaror som apparater och köksredskap. Det spelar en viktig roll i globala ekonomier som en viktig ekonomisk resurs.

Ren aluminium finns sällan i naturen och måste ofta kombineras med andra element för att bilda legeringar som har specifika egenskaper. Vanliga legeringsmetaller är koppar, magnesium, mangan, kisel och tenn; dessa legeringar bidrar till att förbättra hållfastheten och ger andra önskvärda egenskaper som svetsbarhet och maskinbearbetbarhet.

Aluminiums låga densitet och styvhet gör det till en idealisk lättviktsmetall med enastående draghållfasthet och svetsbarhet, och det är mycket formbart, vilket gör det lämpligt för formning till rör eller vinklar. Aluminium fungerar också som en bra ledare av elektricitet och värme, med den senare egenskapen anodiserad för att motstå korrosion; plus dess naturliga reflekterande natur gör den lämplig för belysningsapplikationer eller speglar.

Människan har använt aluminiumföreningar i århundraden, men det var inte förrän den industriella revolutionen som aluminium blev mer lättillgängligt som ett grundämne i sig. Alumen, som består av kaliumalun (en aluminiumkaliumsulfatförening), har länge använts som färgfixeringsmedel och läkemedel; dess namn härstammar från latin alumen (som betyder alkalisk på latin) används också i stor utsträckning idag för tandkräm och tvålproduktion; dock kan alltför höga koncentrationer skada celler och förändra membranfunktionen avsevärt.

Det är en stark metall

Aluminium är en av de starkaste metallerna som finns och har ett otroligt förhållande mellan styrka och vikt, liksom goda hygienegenskaper och återvinningsprocesser som gör det till mer hållbara lösningar. Aluminium har också korrosionsbeständighet och ledningsförmåga, vilket gör det populärt i bland annat köksredskap och gatubelysning.

Aluminium är både mjukt och formbart, vilket gör att det lätt kan formas till komplexa strukturer med relativt liten ansträngning. Det kompakta ytoxidskiktet ger dessutom skydd mot korrosion. Dessutom gör detta tätt bundna skikt aluminium olösligt i vatten men stabilt i luft; plus dess smält-gjutningsförmåga gör aluminium till ett extremt lätt, icke-toxiskt material som är lämpligt för många användningsområden.

Även om aluminium i allmänhet är svagare än stål, kan det ändå motstå avsevärd kraft och vikt utan att vridas eller böjas under tryck. Tyvärr gör dock dess mjuka natur det mottagligt för bucklor, bucklor och repor lättare än dess motsvarighet i stål.

Ren aluminium för kommersiella tillämpningar har en draghållfasthet på 90 MPa och kan förstärkas ytterligare genom kallbearbetning. Legering med element som koppar, mangan, kisel och järn i specifika procenttal ökar dessutom duktiliteten ytterligare medan arbetshärdning gör legeringarna ännu starkare.

Aluminium har atomnummer 13 och kommer på tredje plats på jorden efter syre och kisel när det gäller förekomst. Aluminium förekommer aldrig naturligt i sin metalliska form, men dess kemiska egenskaper gör att det kan bilda föreningar som alun, som används i vattenreningssystem. Inte förrän 1825 lyckades den danske fysikern Hans Christian Orsted framställa en oren form genom att låta vattenfri aluminiumklorid reagera med kalium; senare samma år lyckades Friedrich Wohler utvinna ren aluminiummetall.

Det är en lättmetall

Aluminium är ett av de vanligaste grundämnena på jorden och förekommer naturligt i stenar och vegetation över både landmassor och vattendrag. Även om aluminium aldrig förekommer i rent tillstånd i naturen, eftersom det lätt kombineras med syre och andra element för att bilda föreningar, vilket gör denna metall mycket mjuk, duktil, korrosionsbeständig, lätt, elektriskt ledande icke-järnmetall med en av de högsta elektriska ledningsförmågorna som finns för tillverkning av tunna plåtar och folier.

Aluminiums låga vikt och formbarhet gör det till ett mångsidigt konstruktionsmaterial, eftersom det kan användas i både bärande och icke-bärande konstruktioner. Dessutom gör dess formbarhet att det ofta väljs för flygplan, bilkarosser, fasadbeklädnad och tak, kastruller och stekpannor samt konsumentprodukter som kastruller och stekpannor. Aluminiumlegeringar kan också ge unika egenskaper som skräddarsys specifikt för vissa applikationer.

Vid aluminiumtillverkning används normalt Bayer-processen, där bauxitsten krossas och besprutas med vatten, vilket avlägsnar ler- och kiselpartiklar innan den torkas i ugn och blandas med soda och krossad kalk för att bilda aluminiumoxid.

Bauxit är en riklig och kostnadseffektiv råvara för aluminiumproduktion, men smältningsprocessen kräver energiintensiva processer som släpper ut växthusgaser. Därför är de flesta globala smältverk belägna i länder med gott om elektricitet; många aluminiumsmältverk har också byggts vid sjöstränder för att fånga upp havsvatten och använda det i sina processer för att minska utsläppen samtidigt som effektiviteten förbättras.

Aluminium är en silvervit metall som ingår i grupp 13 i det periodiska systemet, utgör en tredjedel av jordskorpan och är det tredje vanligaste grundämnet efter syre och kisel. Även om aluminium förekommer naturligt som metall i rent tillstånd, bildar dess närvaro ofta mineraler som bauxit. Aluminium är en av de tre mest förekommande icke-järnmetallerna globalt och det tredje vanligaste grundämnet.

Det är en korrosionsbeständig metall

Aluminium har många önskvärda egenskaper och användningsområden inom industrin. Det är tre gånger lättare än järn med ett ökat förhållande mellan styrka och vikt samtidigt som det är flexibelt, hållbart, korrosionsbeständigt, icke magnetiserbart och har utmärkta elektriska ledningsförmåga - för att inte tala om en av de billigaste metallerna som finns kommersiellt tillgängliga! Aluminiums mångsidighet gör att det används till behållare, matlagningsredskap, dryckesburkar, flygplanskroppar och bilkarosser bland mycket annat.

Aluminiummetall kan korrodera när den utsätts för fientliga miljöer, och vätejoner hjälper till i processen genom att reagera med syremolekyler och bilda aluminiumoxid. Denna reaktion är dock reversibel och ytan förblir stabil om inte vätekoncentrationen i lösningen överskrider vissa tröskelnivåer; då börjar sprickkorrosionen och aluminiumhydroxid fälls ut ur lösningen och börjar korrodera av sig självt - så kallad sprickkorrosion.

Aluminium kan utsättas för korrosion under olika miljöförhållanden, bland annat i sura, alkaliska och kloridhaltiga lösningar. Korrosionen börjar vanligen snabbt i sprickor innan den löses upp i en elektrolyt och bildar vattenlöslig aluminiumhydroxid; denna form av korrosion är särskilt vanlig i marina miljöer med höga kloridkoncentrationer.

Enhetlig korrosion uppstår i produkter som kontinuerligt utsätts för starka sura eller alkaliska miljöer, eller när deras ytor repas eller skadas och exponerar det underliggande materialet för elektrolyter; denna typ av korrosion leder ofta till gropfrätning eller exfolieringskorrosion (en mellangranulär korrosionsform).

Aluminium finns i rikliga mängder i jordskorpan, men förekommer aldrig ensamt i naturen. Istället förekommer det i kombination med andra grundämnen som antingen kaliumaluminiumsulfat (KAl(SO4)212H2O) eller som bauxit; den senare är rödbruna bergarter som innehåller blandningar av aluminiumhydroxider och -oxider som utvinns ur marken och bearbetas med Bayer-processen innan de raffineras ytterligare till rent aluminium för användning i olika applikationer.