Das vielseitige Metall: Die Wunder des Aluminiums erforschen

Einführung

Beim letzten Mal haben wir über rostfreien Stahl gesprochen. Es ist an der Zeit, ein anderes wichtiges Metall im Leben der Menschen zu erwähnen. Das ist Aluminium. Wenn ich von Aluminium spreche, ist es für Sie sicher nichts Neues. Heutzutage ist dieses Metall überall. Es ist in den Getränkedosen, die Sie trinken, in den Smartphones, die Sie täglich benutzen, und es ist sogar um die Flugzeuge gewickelt, die über uns hinwegfliegen. Dieses „weiße“ Metall hat seit seiner Entdeckung Industrie und Alltag still und leise revolutioniert. Aber was macht Aluminium so außergewöhnlich und unverzichtbar? Lassen Sie uns in seine Geschichte eintauchen, um zu erforschen, wie es entsteht und warum es im Leben der Menschen immer wichtiger wird.

Was ist Aluminium?

Eine mühsame Geschichte, die es zu erschließen gilt

Die Geschichte des Aluminiums ist eine Geschichte menschlicher Erfindungsgabe. Laut Wikipedia (Aluminium – Wikipedia) wurde die Entdeckung von Aluminium 1825 vom dänischen Physiker Hans Christian Ørsted bekannt gegeben. 1856 entwickelte der französische Chemiker Henri Étienne Sainte-Claire Deville die industrielle Produktion dieses Metalls. Die Produktion dieser Art von Metall ist jedoch immer noch mühsam und auf die Technologie beschränkt. Daher galt es als Edelmetall – wertvoller als Gold! Napoleon III. reservierte beispielsweise Aluminiumbesteck für königliche Gäste. Obwohl es das am häufigsten vorkommende Metall in der Erdkruste ist (sogar häufiger als Eisen!), wurde es erst 1886 in größerem Umfang im Leben der Menschen verwendet. In diesem Jahr entwickelten Paul Héroult und Charles Martin Hall die Massenproduktion von Aluminium auf der Grundlage der Ergebnisse von Henri Étienne Sainte-Claire Deville. Seitdem ist Aluminium zu einem bekannten Material für alle geworden und hat seinen Platz in der Geschichte eingenommen.

Ein weiches und leichtes Metall

Aluminium, in der Chemie mit dem Symbol Al gekennzeichnet, ist eigentlich eine Art Metall mit einem silbernen Aussehen. Da es eine starke Affinität zu Sauerstoff hat, bildet sich an seiner Oberfläche eine schützende Oxidschicht, wenn es der Luft ausgesetzt ist. Dies ist der Grund, warum jedes Mal, wenn wir ein Aluminiumblech oder -stück nehmen, eine Art weißes Zeug um sie herum zu sehen ist, was zu dem allgemein bekannten weißen Aussehen des Metalls führt. Aber wenn wir ein poliertes Aluminium ohne die weiße Schicht herausnehmen, zeigt das Metall seine wahre Farbe. Diese selbstschützende Schicht bietet dem Metall einen natürlichen Schutz vor Korrosion, selbst in salzigen oder sauren Umgebungen. Außerdem ist das Metall relativ leicht und besitzt eine gute Dehnbarkeit. Außerdem ist es im Vergleich zu Eisen oder anderen gängigen Metallen relativ weich, da es nur eine Mohs-Härte von 2,75 hat (zum Vergleich: Eisen hat eine Härte von 4,5). Dies liegt hauptsächlich daran, dass seine kristalline Struktur, FCC, weniger stabil ist als die HCP, wodurch Metall, das in dieser Struktur aufgebaut ist, leicht verändert werden kann. Diese besondere Struktur verleiht dem Metall auch einen relativ niedrigen Schmelzpunkt. Aufgrund dieser Eigenschaften haben Menschen eine Art Legierung entwickelt: eine Aluminiumlegierung, um die Härte zu erhöhen und den Schmelzpunkt zu erhöhen.

Diese Legierung ist eine Mischung aus Aluminium und Legierungselementen. Die typischen Legierungselemente sind Kupfer, Magnesium, Mangan, Silizium, Zinn, Nickel und Zink. Menschen fügen verschiedene Legierungselemente hinzu, um unterschiedliche Eigenschaften zu erzielen. Da die meisten der hinzugefügten Legierungselemente die Eigenschaft hoher Steifigkeit und hohen Schmelzpunktes besitzen, verleihen sie der Legierung diese Eigenschaften. Die Legierung verbessert einige angeborene Mängel des Aluminiums, während sie dessen Vorteile beibehält, sodass sie in der Industrie häufiger verwendet wird als das reine Metall. Eine der nützlichsten Eigenschaften, die die Legierung von der ursprünglichen übernimmt, ist die gute Dehnbarkeit. Diese Eigenschaft in Kombination mit dem geringen Gewicht bildet eine solide Grundlage für die Vielseitigkeit von Aluminiumlegierungen in verschiedenen Branchen.

Ein grünes Metall

Im Vergleich zu weit verbreitetem Kunststoff, der schwer zu recyceln ist und für dessen Selbstabbau die Natur mehr als 300 Jahre benötigt, lässt sich Aluminium viel einfacher recyceln. Laut Daten von Aluminum Recycling wurden 2006 fast 30 % der Aluminiumprodukte aus wiederverwendeten Produkten hergestellt. Heutzutage setzen Unternehmen wie Tesla verstärkt auf Aluminium für die Rahmen von Elektrofahrzeugen, um Gewicht zu sparen und die Reichweite der Batterien zu erhöhen. Außerdem wird China, das weltweit die größte Nachfrage nach Aluminiumressourcen hat, im Jahr 2023 eine Recyclingquote von 80,33 % erreichen. Infolgedessen ist die Recyclingquote dank der unermüdlichen Bemühungen der Beteiligten weitaus höher.

Im Vergleich zu den 2000er Jahren steigt jedoch auch die Nachfrage nach dem Metall in den 2020er Jahren stark an. Laut der Studie von Takuma, Keisuke & Kenichi (2021) steigt die Nachfrage nach Aluminium zusammen mit anderen gängigen Metallen erheblich an. Daher sollten wir die Recyclingrate des Metalls weiter erhöhen oder den Recyclingprozess optimieren, um die Energieeinsparung zu steigern. Laut der Studie von Cui & Roven (2010). Heutzutage kann Aluminium auf einige alte Arten recycelt werden, wie z. B. durch Umschmelzen und anschließende Veredelung. Aber neue Wege wie das Festkörperrecycling unter Verwendung von Kompression und Extrusion bei Raumtemperatur oder mäßiger Temperatur können im Vergleich zu den alten viel Energie einsparen. Obwohl wir große Erfolge bei der Wiederverwertung dieses Metalls erzielt haben, sollten wir daher weiterhin das vollständige Recycling von Ressourcen und die Ökologisierung des Recyclings fördern.

Vielseitigkeit von Aluminium

Leicht und dennoch stark

Im Vergleich zu Stahl hat Aluminium nur ein Drittel der Dichte. Es ist jedoch überraschend fest und eignet sich daher ideal für Branchen, in denen das Gewicht eine Rolle spielt. Wenn man von Branchen spricht, in denen das Gewicht eine Rolle spielt, muss einem als Erstes die Luftfahrtindustrie in den Sinn kommen. Tatsächlich verwenden Flugzeughersteller wie Boeing oder Airbus dieses Material für den Bau ihrer Produkte, aber heutzutage wenden sich die Hersteller Verbundwerkstoffen mit Kohlefaser als Hauptrohstoff zu. So werden beispielsweise beim neuen A350-1000 Verbundwerkstoffe als Hauptmaterial für die Außenhaut des Flugzeugs verwendet, aber für die Rumpfrahmen von Flugzeugen wird immer noch die Aluminium-Lithium-Legierung als Hauptmaterial verwendet, da diese Legierung gegenüber anderen Materialien überwiegt. Darüber hinaus ist auch die Automobilindustrie ein großer Fan dieser Legierung. Neu eingeführte Elektrofahrzeuge setzen häufig auf Aluminium, um das hohe Gewicht der Batterie auszugleichen und die Reichweite ihrer Produkte zu erhöhen.

Leitfähigkeit: Strom für die Welt

Aluminium ist auch ein Superstar bei der Energieübertragung. Obwohl seine Leitfähigkeit nur 60 % der von Kupfer beträgt, das als Hauptmaterial für elektrische Kabel verwendet wird. Aber angesichts des niedrigen Preises von Aluminium und seiner guten Duktilität ist Aluminiumdraht eine gute Alternative zu Kupferdraht für den Stromtransport über große Entfernungen. In naher Zukunft könnten Aluminiumleitungen in Schaltkreisen weit verbreitet sein. Einige Unternehmen für erneuerbare Energien nutzen dieses Material auch zur Herstellung von Solarmodulrahmen und Windturbinenkomponenten. Außerdem könnte Aluminium in Zukunft auch als Supraleiter fungieren. Wissenschaftler der USC haben in diesem Material Supraleiter gefunden, die bei relativ hohen Temperaturen funktionieren können.

Was kann unsere Firma Ihnen bieten?

Wir, Shanghai Kaitao, sind ein Unternehmen, das sich seit mehr als 25 Jahren der Verarbeitung von Aluminium und seinen Legierungen widmet. Wir haben mit einem der besten Metallhersteller der Welt zusammengearbeitet, sodass die Qualität des Rohmaterials unserer Produkte garantiert ist. Außerdem verfügen wir über fortschrittliche CNC-Maschinen, Blechbearbeitungsmaschinen und Druckgussmaschinen, um das Material besser verarbeiten zu können. Wir haben eine Reihe von Qualitätskontrollverfahren, um die optische Qualität unserer Produkte sicherzustellen. Wir besitzen auch Qualitätskontrollmaschinen, um die Qualität der Produkte erneut zu überprüfen, darunter Oberflächenrauheitsprüfgeräte, Salzsprühtestgeräte und Spannungsprüfgeräte. Daher sind Bedenken hinsichtlich der Qualität unserer Produkte überflüssig. Wir haben mit einer Vielzahl von Branchen auf der ganzen Welt zusammengearbeitet, darunter die Automobilindustrie und die Industrie für wissenschaftliche Instrumente. Zu unseren Produkten gehören die meisten Produkte aus Aluminium, darunter Teleskopkörper, Querlenker, Aluminiumbremsen und vieles mehr. Wir werden jeden Kunden mit unserer besten Qualität bedienen. Wir hoffen, dass wir mit Ihnen zusammenarbeiten können und Ihnen eine hervorragende Erfahrung bieten können.