aluminium

Aluminium er blant dei 8 vanlegaste elementa på jorda og utgjer mellom 1,4 og 1,6 prosent av jordas samla masse. Aluminium utgjer 8,2 prosent av jordskorpa, det er berre oksygen og silisium som utgjer meir.

Med unntak av nokre sjeldne førekomstar av metallisk aluminium nær einskilde vulkanar, finst aluminium i naturen berre som ionet Al³⁺ i silikater og som aluminiumoksid eller hydroksid i nokre mineral.

Nesten all metallisk aluminium som nyttast framstillast av bauxitt, som er lett tilgjengeleg mange stader. I 2022 var verdsproduksjonen av aluminium og bauxitt rekna til høvesvis 69 og 380 millionar tonn.

Aluminium er eit typisk lettmetall. Det kan òg lett formast og blir omarbeidd ved valsing, pressing, ekstrudering, trekking og trykking. Det lèt seg til dømes valse eller hamre til foliar med ei tjukn på berre 0,001 mm. Det eignar seg dessutan godt til framstilling av støypegods. For mange bruksmåtar har aluminium likevel ikkje tilstrekkeleg styrke, men styrken kan forbetrast vesentleg ved legering med andre metall. Aluminiumlegeringar blir stadig sterkare. Ved å erstatte stål med aluminium har bilar og syklar vorte vesentleg lettare, og drivstofforbruket har vorte mindre.

Den elektriske leidningsevna til aluminium er nesten to tredelar av koparens. Dette, saman med tettleiken på berre 2,7 g/cm³ og den låge prisen, gjer at aluminium (ofte med ein stålkjerne) blir brukt i elektriske kraftleidningar der tyngda speler ei vesentleg rolle i tillegg til leidningsevna.

Aluminium korroderer ikkje i luft, fordi metallet på overflata blir dekt av ein tynn, samanhengande, fastsitjande og gjennomsiktig oksidfilm (ved alminneleg temperatur er det 0,01 mm tjukt) som vernar metallet mot oksidasjon. Ved eloksering kan oksidfilmen forsterkast.

Aluminium blir angripen av sterke syrer og basar, men det vernande laget av aluminiumoksid gjer det motstandsdyktig både i kaldt og varmt vatn og mot svake syrer ved alminnelege temperaturar. Når aluminium blir angripen av sterke syrer og basar, blir det oksidert av oksoniumioner i vatn. Uventa baseangrep har skjedd når aluminium har komme i kontakt med det sterkt basiske porevatnet i alminneleg betong, og eksplosjonsulykker har mellom anna oppstått når betongrestar i båtar med lagertankar i aluminium har vorte fuktig.

I dei kjemiske sambanda sine opptrer aluminium som det treverdig kationet Al³⁺. Sidan aluminium ikkje har d- eller f-elektroner, er Al³⁺-ionet i vatn fargelaust. Dette gjeld òg for aluminiumsambindingar, viss det ikkje inngår andre kation eller anion som gir opphav til farge. Mange aluminiumsambindingar, som alun, inneheld krystallvatn og dannar store, velutvikla krystallar ved inndamping.

Når aluminium blir framstilt med bauxitt som råstoff, blir bauxitten først gjort om til reint aluminiumoksid (alumina) i bayerprosessen. Frå aluminiumoksidet blir aluminium framstilt i ein vidareutvikla Hall–Héroult-prosess.

Produksjon av aluminium starta tidleg i Noreg, slik det òg skjedde i andre land med rikeleg tilgang på billig vasskraft. Allereie i 1908 vart det første aluminiumverket sett i gang i Stongfjorden i Sunnfjord, og i 1909 ved A/S Vigelands Brug i Vennesla.

Aluminium og aluminiumlegeringar blir brukt i transport- og kommunikasjonsmiddel (bilar, bussar, jernbane- og sporvogner, fly, skip og så vidare), i bygningsindustrien til tak- og veggkledning og berande profilar, og til innreiingar og dekorative formål. I form av foliar blir aluminium nytta som emballasjemateriale (tubar, boksar, kapslar, lokk, innpakningsmateriale), som tråd til elektriske leidningar og kablar, og som plater til framstilling av eit utal av bruksgjenstandar, hushalds- og kjøkkenutstyr, kar og behaldarar til bruk i næringsmiddelfabrikkar, meieri, bryggjeri og så vidare.

Aluminiumpulveret si brennbarheit blir nytta ved aluminotermisk framstilling av metall og ved sveising etter termittmetoden. Termitt er ei blanding av aluminiumpulver og jernoksid. Ved påtenning reagerer aluminium med jernoksidet under danning av jern, og samtidig blir det utvikla så sterk varme at jernet smeltar. På same prinsipp byggjer aluminotermisk framstilling av metall som krom, mangan, vanadium med fleire. Brannbomber inneheld òg termitt i blanding med andre brennbare stoff. Aluminium blir dessutan nytta i fyrverkeri-industrien og i aluminiumsmåling.

Aluminium er tillatt som fargestoff i kakepynt, men er langt på vei erstatta av sølv. Aluminium har E-nummer E 173.

International Resource Panel, eit ekspertpanel oppretta av FN, rekta i 2010 mengda aluminium i bruk i verda til 80 kg per innbyggjar.

Sjølv om aluminium er det metallet som det finst mest av i jordskorpa, har bruken av aluminium som metall ei kort historie samanlikna med andre metall.

Dei første vesle korna av metallisk aluminium vart framstilt først i 1825 av Hans Christian Ørsted. Han varma aluminiumklorid opp med kaliumamalgam, og det aluminiumamalgamet som vart danna, vart spalta ved destillasjon i kvikksølv og aluminium. Ørsted trudde ikkje på grunnstoff, og var på den tida meir oppteken av å ha funne ein samanheng mellom magnetisme og elektrisitet, så då Friedrich Wöhler kom på besøk, overlét han til Wöhler å følgje opp. Det gjorde han ved å bruke kalium som reduksjonsmiddel. Dessverre har det ført til at Wöhler av nokon har vorte tilskrivne æra for å vere den første som framstilte aluminium.

Neste steg i utviklinga av framstilling av aluminium kjem frå den franske kjemikaren Henri Sainte-Claire-Deville. Ved å redusere natriumaluminiumklorid med natrium framstilte han i 1854 den første kompakte blokka av aluminiumar, og i 1855 vart denne aluminiumen vist som ein av dei store sensasjonane på verdsutstillinga i Paris. Då var det nye metallet meir verd enn gull. Det var derfor i sanning ei kosteleg gåve keisar Napoleon 3. fekk då han fekk overrekt eit middagsservise i aluminium. Berre heidersgjestene ved dei store gallamiddagane fekk maten servert på aluminiumstallerkenar. Resten av gjestene måtte nøye seg med gulltallerkenar.

Fram til 1890 var berre 200 tonn aluminium framstilt etter Devilles metode. Større kvanta vart først tilgjengeleg etter 1886 då Hall–Héroult-prosessen vart utvikla.

Noreg utvikla seg i løpet av 80 år til den største aluminiumsprodusenten i verda. Produksjonen er basert på dei store vasskraftressursane som finst i Noreg. Det første aluminiumsverket blei etablert i Stongfjorden i Sunnfjord i 1906. I 1963 bestemte Norsk Hydro seg for å gå inn i norsk aluminiumsindustri.

I fordøyingssystemet hindrar aluminium opptak av fluorid, fosfat, kalsium og jern. I blodet kan aluminium føre til alvorlege nevrologiske symptom. EU-reglar set grenseverdi 200 μg/dm³ for aluminium i vatn. Bruk av aluminiumkokekar og liknande er rekna som heilt ufarleg i denne samanhengen.

Produksjon gitt i 1000 tonn

• aluminater
• aluminiumlegeringar
• bauxitt
• Hall–Héroult-prosessen
• Norsk Hydro
• grunnstoff
• metall
• periodesystemet