Der Werkstoff Aluminium
Aluminium wurde zu Beginn des 19. Jahrhunderts entdeckt, gehört aber nach Stahl heute zu den wichtigsten Gebrauchsmetallen unserer Zeit. Wieso das so ist, erfahren Sie in diesem Beitrag!
Eigenschaften von Aluminium
Leicht
Mit 2,7 g/cm3 ist Aluminium nur etwa 1/3 so schwer wie Eisen.
Fest
Hochfeste Aluminiumlegierungen erreichen die Festigkeit von hochwertigem Baustahl.
Beständig
Seine natürliche, dichte Oxidhaut schützt Aluminium gegen Witterungseinflüsse.
Stromleitend
Ein leitwertgleicher Aluminiumquerschnitt beträgt das 1,6-fache des entsprechenden Kupferdurchschnittes, bringt jedoch gleichzeitig eine Gewichtsersparnis von 50 %.
Wärmeleitend
Die Wärmeleitfähigkeit von Aluminium ist mit 2,03 W/cm . K hervorragend, weshalb es auch für Kochgeschirre, Sonnenkollektoren, Kühlelemente, Bremsscheiben, usw. in grossem Rahmen eingesetzt wird.
Rückstrahlend
Aluminium ist ein guter Reflektor für Wärme, Licht und elektromagnetische Wellen.
Unmagnetisch
Selbst Eisenbeimengungen wirken sich kaum aus, da das Eisen im Aluminium stets in paramagnetischer Phase (FeAl3) vorliegt.
Ungiftig
Sowohl das Metall als auch seine Salze sind ungiftig.
Duktil / gut verformbar
Aluminium kann nach allen gebräuchlichen Verfahren spanlos und spangebend umgeformt werden.
Dekorativ
Durch Oberflächenbehandlungsverfahren verschiedenster Art kann Aluminium und mit Aluminium vielseitig dekorativ gestaltet werden.
Geschichte des Aluminiums
1807 | Sir Humphry Davy
Erkennung des eigenständigen chemischen Elements und Benennung zu Aluminium
1825 | Hans Christian Oersted
Erstmalige Herstellung von reinem Aluminium
1827 | Friedrich Wöhler
Herstellung von grösseren Aluminiumklumpen und Bestimmung wichtigster Aluminiumeigenschaften
1854 | Henri-Etienne Sainte-Claire Deville
Erste Erarbeitung eines brauchbaren Verfahrens zur Aluminiumgewinnung
1855 | Pariser Weltausstellung
Grosses Interesse an den Aluminiumbarren «Silber aus Lehm»
1866 | Werner von Siemens
Erfindung der Dynamomaschine und die daraus folgende elektrische Energie
1886 | Hall-Héroult-Prozess
Elektrolyseverfahren zur technischen Herstellung von Aluminium
1887 | Bayer-Verfahren
Verwandlung von Bauxit in reines Aluminiumoxid
1894 | Weltweite Aluminiumproduktion
Jahresproduktion über 1’000 Tonnen
2020 | Weltweite Aluminiumproduktion
Jahresproduktion über 65 Mio. Tonnen
Gewinnung von Aluminium
Das Ursprungsmaterial von Aluminium ist Bauxit. Die bekannten Bauxitreserven der Erde betragen rund 55-75 Mrd. Tonnen und befinden sich vorwiegend in Ozeanien, Südamerika/Karibik, Asien und Afrika.
Jährlicher Bauxitabbau im Regenwald beträgt 2 km2. Die Tagbauflächen werden anschliessend mit der zuvor entfernten Erde wieder zugedeckt und neu aufgeforstet.
Herstellung von Aluminium
In der Herstellung des Aluminiums wird grundsätzlich zwischen den Verfahrensmethoden Block- und Formgiessen unterschieden.
Nachfolgend entstehen durch Warm- oder Kaltwalzen Platten, Bleche, Bänder und Folien. Durch das Strangpressen können Profile, Rohre und Stangen hergestellt werden. Formgussstücke werden mit dem Sandguss, Kokillenguss oder Druckguss produziert. Abschliessend kann das Aluminium-Halbfabrikat mit einer Oberflächenbehandlung veredelt werden.
Verwendung und Bedarf von Aluminium
20er-Jahre
Verstärkter Einsatz in Flugzeugen
30er-Jahre
Beginnender grösserer Einsatz in der Architektur
40er-Jahre
Kriegsbedingte Expansion in die Rüstungsindustrie
50er-Jahre
Fassadenverkleidungen, Automobilkolben
60er-Jahre
Einführung der Alu-Getränkedose
70er-Jahre
Markteinführung von Verbundplatten aus grosstechnischer Produktion (ALUCOBOND®) sowie Aufnahme des Aluminiumhandels an der Leichtmetallbörse.
80er-Jahre
Hundertjähriges Jubiläum der Aluminiumindustrie
Heute
Der Verbrauch an Aluminium ist über Jahrzehnte hinweg um einiges schneller gestiegen als die industrielle Produktion, da immer wieder neue Anwendungsgebiete erschlossen wurden.
Aluminiumrecycling
Zur Deckung des weltweiten Aluminiumbedarfs und Unterstützung des Umweltschutzes ist die Wiedergewinnung von Aluminium von zentraler Bedeutung. Zudem bewahrt das Recyceln von Aluminium die natürlichen Rohstoffe wie Bauxit und verbraucht bis zu 95 % weniger Energie, im Vergleich zur Gewinnung von Primäraluminium.
Um das sogenannte Sekundäraluminium überhaupt erst zu ermöglichen, wird Altschrott gesammelt und an entsprechende Altmetallhändler geliefert. Anschliessend werden spezielle Schmelz- und Reinigungsverfahren angewendet, um die Zusammensetzung und Verunreinigung des Altschrotts zu beseitigen. Einen Qualitätsunterschied zum Primäraluminium entsteht dabei nicht.
Fazit
Aluminium wird auch in Zukunft ein nichtwegzudenkendes Material bleiben und weiter an Bedeutung gewinnen.
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