Ещё сто лет назад этот металл ценился буквально на вес золота и даже ещё дороже, а сегодня из него штампуют кухонную утварь и пивные банки.
Речь идёт, конечно, об алюминии, который постепенно по уровню использования в различных отраслях промышленности приближается к стали.
Алюминий – что это за металл?
Когда речь заходит об алюминии, первое, что приходит на ум – это необычайно малый вес металла. Действительно, его плотность составляет примерно 2,7 г/куб. см (для сравнения: плотность железа – 7,874 г/куб. см).
Кроме того, алюминий является самым распространённым из всех металлов и третьим по распространённости химическим элементом (первые два – кислород и кремний). На долю алюминия приходится около 8% массы земной коры.
Немного истории
Алюминий стал известен человечеству довольно поздно: лишь во второй половине XIX века немецкому химику Веллеру удалось выделить чистый металл из хлорида алюминия, разогрев его смесь с калием до высокой температуры. Но ещё очень долго приобрести хотя бы небольшой кусочек серебристого металла могли себе позволить лишь очень состоятельные люди и богатые музеи, так как цена килограмма алюминия превышала стоимость равного количества золота.
Достаточно вспомнить богатый подарок, который сделали британские ученые знаменитому создателю периодической таблицы Д.И. Менделееву. Они преподнесли великому русскому химику лабораторные весы, изготовленные из алюминия и золота.
Как получают алюминий?
Основной трудностью в получении алюминия из руды являлась необходимость нагревать её до очень высокой температуры, превышающей 1900 градусов Цельсия. Длительное время, вплоть до ХХ столетия, металл не представлял никакого интереса для промышленности, несмотря на все свои замечательные качества, так как промышленное производство оставалось невероятно дорогим и сложным. Лишь после того, как были введены в действие мощные промышленные электростанции, началась эра массового использования алюминия.
Метод электролиза, требующий значительного расхода электроэнергии, был практически одновременно предложен двумя изобретателями – французом П. Эру и американцем Ч. Холлом – ещё в 1886 году. С некоторыми изменениями он используется в алюминиевой промышленности и сегодня. Измельчённую руду растворяют в расплавленном криолите, после чего подвергают расплав электролизу при помощи графитовых или коксовых электродов.
Для получения одной тонны металла необходимо затратить примерно 15 МВт*ч электроэнергии. Много ли это? Примерно столько же электричества расходует многоэтажный стоквартирный дом за месяц. Поэтому алюминиевые комбинаты всегда располагают вблизи крупных электростанций, чаще всего возле ГЭС или АЭС.
Свойства алюминия
Достаточно высокая сложность производства алюминия с лихвой окупается его великолепными свойствами:
- лёгким весом, почти в три раза меньшим, чем у стали, благодаря чему снижается весовая нагрузка при изготовлении из него различных конструкций;
- превосходной пластичностью, позволяющей простой штамповкой формовать из листового металла изделия сложной формы;
- устойчивостью к коррозии благодаря тончайшей оксидной плёнке, защищающей его поверхность от окисления;
- великолепной электропроводностью, позволяющей изготавливать из него лёгкие и дешёвые провода;
- отличной ковкостью, лёгкостью обработки любыми способами, причём как в нагретом, так и в холодном состоянии;
- способностью образовывать сплавы со многими металлами;
- отсутствием намагничивания.
Детали и элементы различных механизмов, профилированная и штампованная продукция, многочисленная кухонная утварь и предметы быта, медицинские изделия, бытовая техника и многое другое изготавливается сегодня из алюминия. Впрочем, металл очень редко используется в чистом виде, так как его сплавы с другими металлами, как правило, обладают гораздо более ценными и нужными свойствами.
Даже небольшое количество другого металла существенно изменяет свойства алюминия. Сегодня он широко используется в строительстве, электронной промышленности, электротехнике, авиации, автомобилестроении, энергетике, пищепроме, машиностроении и в ряде других, не менее важных отраслей.
