Aluminium – Verwendung, Herstellung, Eigenschaften und mehr
Aluminium kennen wir vor allem als das Material, aus dem Grillfolie und Getränkedosen hergestellt werden. Fußball-Fans dürfte zudem die Verwendung im Sportreporter-Sprech als Synonym für Pfosten oder Latte geläufig sein. Weitaus weniger bekannt sein dürfte, in welchen Bereichen das universelle Leichtmetall sonst noch Verwendung findet.
So viel können wir bereits verraten: Aluminium ist viel mehr als nur ein chemisches Element. In diesem Ratgeber stellen wir Ihnen daher die vielfältigen Anwendungsgebiete von Alu und Aluminiumverbindungen ausführlich vor.
Vielfältig einsetzbar
Die Verwendung von Aluminium erfolgt in unzähligen Bereichen. Man kann daher mit Fug und Recht behaupten, dass es für einige Industriezweige der wichtigste Rohstoff überhaupt ist. Dabei ist vor allem die Bandbreite der aus Alu hergestellten Produkte beeindruckend. Von unscheinbaren Verpackungen über Grillzangen bis hin zu Raumfahrzeugen – Aluminium begegnet uns einfach beinahe überall.
Vor allem Zukunftstechnologien profitieren von den einzigartigen Eigenschaften von Aluminium und seiner unendlichen Wiederverwertbarkeit. Die daraus resultierenden Vorteile kommen unter anderem in den Bereichen Mobilität, Bauwesen und Verpackung zum Tragen. Aluminium ist zudem ein entscheidender Bestandteil von Solarzellen, Turbinen, Systemen zur Stromübertragung und Batterien.
Bauen mit Aluminium
Für Architekten ist Aluminium ein Vehikel, um der Kreativität freien Lauf zu lassen. Mit diesem Material lassen sich Strukturen schaffen, die aus Holz, Kunststoff oder Stahl nicht möglich wären. Es kommt daher nicht von ungefähr, dass heute etwa 25 Prozent der weltweiten Aluminiumproduktion später in irgendeiner Form bei der Konstruktion von Gebäuden genutzt wird.
Aluminium bietet zahlreiche Eigenschaften, die es geradezu ideal für die Verwendung im Bauwesen machen. Dazu zählen seine Langlebigkeit, der geringe Wartungsaufwand und die Möglichkeit der einfachen Installation. Durch seine Widerstandsfähigkeit gegen Witterungseinflüsse und Rostbildung ist es für die Nutzung in Außenbereichen prädestiniert. Dank seiner Leichtigkeit ist es zudem einfach zu transportieren und zu bearbeiten.
Aus diesem Grund kommt Aluminium heute gezielt bei der Errichtung von Hochhäusern zum Einsatz. Würde stattdessen Stahl verwendet, wäre das Gesamtgewicht der Gebäude deutlich höher. Es wären tiefere Fundamente vonnöten und der Bauprozess würde sich enorm verteuern. Darüber hinaus ist es einfacher, schneller und bequemer, mit leichten Strukturen zu arbeiten.
Die Mindestlebensdauer von Aluminiumkonstruktionen beträgt je nach Einsatzbereich 30 bis 100 Jahre. Innerhalb dieser Zeitspanne kann Aluminium unter allen klimatischen Bedingungen bedenkenlos verwendet werden. Es behält seine Eigenschaften in einem Temperaturbereich zwischen –80 Grad Celsius und +300 Grad Celsius.
Das wahrscheinlich erste Gebäude, bei dessen Errichtung Aluminium in großem Umfang verwendet wurde, war das Empire State Building in New York City. Das weltberühmte Hochhaus wurde 1931 fertiggestellt und war bis 1970 das höchste Gebäude der Welt. Aluminium wurde in allen Grundstrukturen des Hochhauses verwendet und auch im Innenbereich ausgiebig eingesetzt. Die Wände der Lobby bestehen zum Beispiel aus 23-karätigem Gold – und Aluminium.
In der Mitte des 20. Jahrhunderts wurde Aluminium beim Bau von hohen Gebäuden und Brücken immer beliebter. Fensterrahmen, Paneele, gewölbte Dächer und andere weitgespannte Konstruktionen wurden zunehmend aus Aluminium gefertigt. Heute wird es für Treppen, Fenster- und Türrahmen, Dächer, Verkleidungen und vieles andere mehr verwendet. Zudem wird versucht, mit aus Aluminium gefertigten Klimaanlagen und Sonnenschutz-Installationen dem Klimawandel zu trotzen.
Transport- und Verkehrswesen
Aluminium hat sich als erstklassiges Material im Transport- und Verkehrswesen etabliert. Aufgrund seiner hohen Festigkeit, geringen Dichte und anderen vorteilhaften Eigenschaften werden Komponenten aus Aluminium heute in großem Maße in der Fertigung verwendet. Es wird insbesondere in Flugzeugen, Waggons, Pkws und Schiffen verbaut.
In der Luftfahrt begann die Nutzung von Aluminium beim Bau der legendären Zeppelin-Luftschiffe. Nur durch Aluminium konnte die zum Einsatz kommende Leichtbauweise realisiert werden. Heutzutage bestehen 80 Prozent der modernen Flugzeugkomponenten aus Aluminiumlegierungen, die besonders leicht und korrosionsbeständig sind.
In der Automobilbranche hat Aluminium in den letzten Jahrzehnten ebenfalls an Bedeutung gewonnen. Aluminium wird vor allem für die Fertigung von Karosserien und Chassis genutzt. Das Material ist sehr gut in der Lage, Aufprallkräfte (etwa bei einem Unfall) zu absorbieren und kann so die Sicherheit der Fahrzeuginsassen erhöhen. Bei Nutzfahrzeugen wie Lastwagen trägt das geringe Gewicht von Aluminium zu einer höheren Transportkapazität und Kraftstoffeffizienz bei.
Im Schiffbau wird auf Aluminium gesetzt, weil es langlebig, leicht und vielseitig einsetzbar ist. Diese Eigenschaften sorgen für höhere Geschwindigkeiten, eine bessere Kraftstoffeffizienz und größere Nutzlasten. Durch die Möglichkeiten, die sich beim Design ergeben, lässt sich zudem die Steuerbarkeit von Ozeanriesen verbessern. Seine Recyclingfähigkeit ist ein weiterer Grund, weshalb Konstrukteure vermehrt Aluminium nutzen.
Aluminiumteile werden auch in der Bahnindustrie in einem großen Ausmaß verwendet. Das Material bietet eine vergleichbare Stärke wie Stahl bei einem Drittel des Gewichts und eignet sich daher hervorragend für den Transport von Passagieren und Fracht. Hersteller von Schienenfahrzeugen nutzen Aluminium in beinahe allen Bereichen, es kommt aber insbesondere bei Güterzügen zum Einsatz.
Maschinenbau und Elektrotechnik
Bereits seit Jahrzehnten wird Aluminium als Leiterwerkstoff in fast allen Bereichen der Technik eingesetzt. Neben dem reinen Aluminium sind auch einige seiner Legierungen hervorragende Leiter, die strukturelle Festigkeit mit einer mehr als akzeptablen Leitfähigkeit verbinden. Deshalb kommt das Leichtmetall für zahlreiche Anwendungsfälle infrage, bei denen elektrische Leitfähigkeit und mechanische Eigenschaften gleichermaßen wichtig sind.
Der Maschinenbau gehört zu den Industriezweigen, in denen die unterschiedlichen Festigkeiten von Materialien eine große Rolle spielen. Aluminium findet daher Verwendung in der Herstellung von Präzisionskomponenten, Gehäusen und Strukturen. Millionen Maschinen und Anlagen basieren auf solchen Teilen. Darüber hinaus ermöglicht die exzellente Formbarkeit von Aluminium die Schaffung komplexer und maßgeschneiderter Designs, die den hohen Anforderungen im Maschinen- und Anlagenbau gerecht werden.
Ein noch eher experimenteller Anwendungsfall ist die Aluminium-Luft-Batterie, die Strom durch die Reaktion von Luftsauerstoff mit Aluminium erzeugt. Sie verfügt zwar über eine der höchsten Energiedichten aller Batterien, eine kommerzielle Nutzung gelang bislang aber nicht. Bislang wird diese nicht wiederaufladbare Primärzelle vor allem im militärischen Bereich eingesetzt. Um etwa auch für den Antrieb von E-Autos genutzt werden zu können, müssten zunächst noch verschiedene technische Probleme gelöst werden.
Verpackungen
Aluminium ist in der Lage, so ziemlich jede denkbare Form anzunehmen. In Kombination mit seinen schützenden Eigenschaften wird es dadurch zum wohl vielseitigsten Verpackungsmaterial, das es gibt. Der Umstand, dass Folien, Aluminiumdosen und andere Aluminiumverpackungen vollständig recycelt und unendlich oft wiederverwendet werden können, trägt zu seiner Beliebtheit bei.
Jeder von uns kennt Aluminiumfolien, die auf den Grill gelegt oder mit denen Lebensmittel warmgehalten werden. Die vielseitige Folie hat aber noch andere Einsatzzwecke. Das liegt vor allem daran, dass sie eine vollständige Barriere gegen Licht, Sauerstoff, Feuchtigkeit und Bakterien bildet. Aus diesem Grund wird Alufolie in großem Umfang für Lebensmittelverpackungen verwendet.
Es gibt darüber hinaus aber noch viele Anwendungsfälle im Verpackungssektor. Zum Beispiel kommen Aluminiumbeschichtungen in Snackbeuteln, Getränkekartons, Süßwarenverpackungen und im pharmazeutischen Bereich zum Einsatz. Aluminiumfolie wird zudem zur Herstellung von aseptischen Verpackungen genutzt. Diese Art der Umhüllung ermöglicht die Lagerung von verderblichen Waren ohne Kühlung.
Sport und Freizeit
Wie bereits in der Einleitung kurz angeschnitten, ist die Ära der eckigen Holzpfosten lange vorbei. Fußballtore sind heutzutage vorwiegend aus Aluminium gefertigt. Die Leichtigkeit des Metalls wird gerne auch für spezielle Fahrräder, Skistöcke, Equipment für Bergsteiger oder Netzaufhängungen genutzt.
Auch Baseballschläger werden aus Aluminium hergestellt. Im Vergleich mit ihren Holz-Pendants bieten sie einige Vorteile: sie verschleißen langsamer, sind in der Regel günstiger und geben dem Spieler eine bessere Kontrolle beim Schlagen. In der weltweit besten Profiliga MLB (Major League Baseball) in Kanada und den Vereinigten Staaten kommen sie allerdings nicht zum Einsatz. Dort darf wie in den Anfangstagen des Sports ausschließlich mit Schlägern aus Massivholz gespielt werden.
Im Wassersport spielt Aluminium ebenfalls eine entscheidende Rolle. Kanus, Kajaks, Ruderboote und kleine Segelboote werden oft aus Aluminium hergestellt. Das besonders leichte Material bietet nicht nur ausreichend Widerstandsfähigkeit gegenüber den Elementen, sondern auch eine hohe Beständigkeit gegen Korrosion. Diese Eigenschaften machen Aluminium ideal für den Einsatz in Süß- und Salzwasser.
Darüber hinaus wird Aluminium auch auf vielfältige Weise im Freizeitbereich genutzt. Vor allem die Camping-Industrie wäre ohne das Leichtmetall ziemlich aufgeschmissen. Klappbare Tische und Stühle, Camping-Geschirr, Taschenlampen oder die zum Befestigen von Zelten benötigten Heringe – all diese Gegenstände sind häufig aus Alu gefertigt.
Vorkommen, Herkunft und Geschichte
Bereits lange vor der heute üblichen Produktion von Aluminium stieß die Menschheit auf dieses chemische Element. Der römische Wissenschaftler Plinius der Ältere beschreibt im Werk "Naturalis Historia" einen Handwerker des 1. Jahrhunderts, der Kaiser Tiberius einen Becher aus einem unbekannten Metall zeigte. Dieses sah zwar wie Silber aus, war dafür aber deutlich zu leicht.
Überliefert ist auch, dass aluminiumbasiertes Alaun schon in der Antike genutzt wurde. Da Holz durch die Behandlung mit einer Alaunlösung praktisch flammenbeständig wird, konnten so Holzbefestigungen vor Brandangriffen geschützt werden.
Nach den Kreuzzügen wurde Alaun ein internationales Handelsgut, insbesondere für die europäische Textilindustrie. Ab dem 16. Jahrhundert wurde Alaun schließlich in ganz Europa auf vielfältige Weise kommerziell verwendet – in der Lederindustrie, zur Papierherstellung und in verschiedenen Gebieten der Medizin.
Aluminium ist das häufigste Metall und das dritthäufigste Element in der Erdkruste. Rund 8 Prozent bestehen aus diesem Nichteisenmetall. In der Natur findet man es aber nur sehr selten in ungebundener Form vor. In der Regel ist Aluminium in Mineralien wie Bauxit und Kryolith enthalten. Dabei handelt es sich um zersetzte Kalk- und Silikatgesteine.
Der Weg zum stabilen Metall im 19. Jahrhundert
Der englische Chemiker Humphry Davy wies 1808 nach, dass sich Aluminium aus Tonerde durch elektrolytische Reduktion herstellen lässt. Er schlug auch den Namen "Aluminium" vor – als Ableitung von "Alumen", dem lateinischen Begriff für Alaun. Als Entdecker des Aluminiums gilt allerdings der dänische Universal-Wissenschaftler Hans Christian Ørsted. Ihm gelang es im Jahr 1824 erstmals, reines Aluminium durch eine Reaktion von Aluminiumchlorid mit Kaliumamalgam darzustellen.
Die elektrolytische Herstellung und Kommerzialisierung von Aluminium begann in den 1850er Jahren. Eine frühe industrielle Produktion entwickelte sich aufgrund technischer Herausforderungen jedoch erst später. Dazu trug unter anderem die Erfindung des Dynamos durch Siemens maßgeblich bei.
Die ersten praktikablen Methoden zur Aluminiumherstellung mittels Elektrolyse wurden 1886 von den Ingenieuren Paul Héroult und Charles Martin Hall unabhängig voneinander entwickelt. Der sogenannte Hall-Héroult-Prozess wird in einer modifizierten Form noch heute zur Aluminiumgewinnung genutzt. Durch ihn wurde die Herstellung von großen Mengen Aluminium und eine enorme Kostensenkung möglich.
Im Jahr 1888 entwickelte Carl Josef Bayer das später nach ihm benannte Bayer-Verfahren zur Gewinnung von hochreinem Aluminiumoxid in Pulverform. Daraufhin stieg die Produktion von Aluminium rapide an, während die Preise im gleichen Maße fielen. Im Laufe der nächsten zehn Jahre erhöhte sich so die weltweite Produktionsmenge erstmals auf über 4.000 Tonnen. Die elektrolytische Aluminiumproduktion erwies sich als überlegen und führte zur Aufgabe anderer Methoden.
Der Durchbruch im 20. Jahrhundert
Die Verwendung von Aluminium erlebte im späten 19. und frühen 20. Jahrhundert einen ersten Höhepunkt. Der starke Aufschwung zeigte sich vor allem in der Herstellung von Kochgeschirr, Brillengestellen und anderen Alltagsgegenständen. Auch Juweliere nutzten das Leichtmetall gerne für ihre Produkte.
Die Entdeckung erster Aluminiumlegierungen verbesserte die Härte und Festigkeit des Metalls. Es fand daraufhin breite Verwendung in der Luftfahrtindustrie, im Schiffbau und im Bauwesen. Während des Ersten und Zweiten Weltkriegs war Aluminium aufgrund seiner strategischen Bedeutung für Flugzeuge und andere militärische Anwendungen äußerst gefragt.
Gleichzeitig gewann das Recycling von Aluminium an Bedeutung, insbesondere während und nach Kriegen.
Im weiteren Verlauf des Jahrhunderts fand sich Aluminium in immer mehr technischen Gerätschaften wieder. Unter anderem setzten die Raumfahrtindustrie und die Automobilbranche auf die einzigartigen Eigenschaften des Leichtmetalls. Heute ist Aluminium eines der am häufigsten produzierten Nichteisenmetalle mit vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten. Die weltweite Produktion erreichte 2018 einen Höchststand.
Gewinnung und Herstellung von Aluminium
Die Herstellung von Aluminium erfolgt hauptsächlich durch das Kryolith-Tonerde-Verfahren, welches auch als Hall-Héroult-Prozess bekannt ist. Vor diesem komplexen Vorgang steht allerdings die Gewinnung von Aluminiumoxid. Dieses weiße, auch Alumina genannte Pulver stammt in der Regel aus dem Aluminiumerz Bauxit.
Bauxit wird im Tagebau gewonnen, indem der Oberboden und der Abraum mit Bulldozern und Schürfwagen abgetragen werden. Der Oberboden wird in der Regel zwischengelagert und nach Abschluss der Abbaumaßnahmen zur Renaturierung des Gebiets verwendet. Um mit dem gewonnenen Bauxiterz Aluminiumoxid herzustellen, kommt das Bayer-Verfahren zur Anwendung.
Bauxit besteht aus hydratisierten Aluminiumoxiden und Verbindungen anderer Elemente wie Eisen. Die Bedingungen für die Extraktion des Aluminiumoxids hängen vom Aluminiumanteil und den Verunreinigungen ab. Beim Bayer-Verfahren wird das gemahlene Bauxiterz zusammen mit Natronlauge in einem Druckbehälter auf eine Temperatur von 150 bis 200 Grad Celcius erhitzt. In Folge dieses Extraktionsprozesses wird Aluminium aufgrund der hohen Temperaturen als Natriummetaaluminat gelöst.
Nach einer Abkühlphase wird aus der verdünnten Natriummetaaluminat-Lauge im nächsten Schritt reines Aluminiumhydroxid ausgefällt. Durch Zugabe von Wasser kann in einem Kristallisationsprozess schließlich festes Aluminiumhydroxid erzeugt werden. Dieses Material wird in Drehrohröfen bei Temperaturen von 1200 bis 1300 Grad Celsius gebrannt, wodurch Aluminiumoxid entsteht.
Im Kryolith-Tonerde-Verfahren wird dieses Alumina in einem kohlebefeuerten Stahltopf in einem geschmolzenen Kryolithbad aufgelöst. Anschließend werden Kohlenstoffanoden in das Bad eingetaucht und ein elektrischer Strom durch die Mischung geleitet. Dieser Schritt bewirkt, dass Sauerstoffatome von der Alumina getrennt werden und reines geschmolzenes Aluminium am Boden des Topfes zurückbleibt.
Das geschmolzene Aluminium kann danach für verschiedene Anwendungen weiterverarbeitet werden. Durch den Hall-Héroult-Prozess konnte die Energieintensität der Aluminiumherstellung reduziert und die Umweltauswirkungen in beträchtlichem Maße verringert werden. Das Verfahren ermöglicht dabei nicht nur die Produktion von reinem Aluminium. Es kann auch für die Herstellung verschiedener Aluminiumlegierungen mit spezifischen Eigenschaften genutzt werden.
Primäraluminium
Als Primäraluminium wird die Erzeugung von neuem Aluminium bezeichnet. Es wird aus Bauxit gewonnen, einem häufigen Erz in der obersten Bodenschicht tropischer und subtropischer Regionen. Das Bauxiterz wird durch das Bayer-Verfahren chemisch behandelt, um Alumina, eine Aluminiumoxidverbindung, zu produzieren.
Die eigentliche Herstellung erfolgt anschließend durch den Hall-Héroult-Prozess. Dadurch entsteht reines Aluminium in flüssiger Form, das zu Barren gegossen wird. Primäraluminium wird zum Beispiel in der Raumfahrttechnik, im Bauwesen oder der Elektro- und Verpackungsindustrie eingesetzt.
Sekundäraluminium
Der Begriff Sekundäraluminium bezieht sich auf recyceltes Aluminium, das aus verschiedenen Formen von Aluminiumschrott stammt. Dazu zählen typischerweise Produktionsreste, Abfälle und veraltete Produkte. Der Prozess beginnt mit der Extraktion von Aluminium aus Abfallströmen, um es für das Recycling vorzubereiten. Den höchsten Wert besitzt dabei sortiertes Aluminium mit einer gleichbleibenden Legierung.
Neue Technologien wie Spektroskopie und Farbsortierung haben für eine Verbesserung der Schrott-Qualität gesorgt. Das Ausgangsmaterial wird bei etwa 400 Grad Celsius in einem Schmelzofen verflüssigt. Dabei werden weitere Metalle hinzugefügt, um die richtige Legierung für das gewünschte Endprodukt zu erzielen.
Da Aluminium seine Eigenschaften beim Recycling weitestgehend behält, kann es mehrfach verwendet werden. Das schont die Umwelt und spart Kosten.
Aluminium-Eigenschaften
Aluminium ist ein metallähnliches Element, das sowohl metallische als auch nichtmetallische Eigenschaften aufweist. Es zählt zur Familie der Bor- und Kohlenstoffverbindungen. Obwohl Aluminium eines der am häufigsten vorkommenden Elemente auf der Erde ist, kommt es in reiner Form kaum vor. Für die kommerzielle Nutzung muss es daher mittels Produktionsprozess aus Bauxiterz gewonnen werden.
Das chemische Element zählt im Periodensystem zur dritten Hauptgruppe und zudem zur 13. IUPAC-Gruppe. Die sogenannte Borgruppe war früher als Gruppe der Erdmetalle bekannt. Aluminium wird das Elementsymbol Al und die Ordnungszahl 13 zugeordnet.
In der folgenden Tabelle finden Sie die wichtigsten Eigenschaften Aluminiums in einer übersichtlichen Auflistung:
Struktur und Dichte
Die Dichte von Aluminium beträgt lediglich 2,6989 g/cm, was ungefähr einem Drittel der Dichte von Stahl entspricht. Selbst die Dichte von Aluminiumlegierungen weicht nur Prozentpunkte von diesem Wert ab. Aluminium zählt damit zu den typischen Leichtmetallen. Vor allem sein äußerst geringes Gewicht macht Alu als Roh- und Werkstoff so populär.
Mechanische Eigenschaften
Die mechanischen Eigenschaften von Aluminium sind denen anderer Materialien wie Stahl oder Titan unterlegen. Sein äußerst geringes Gewicht garantiert allerdings zwangsläufig Gewichtseinsparungen bei der Herstellung von Komponenten.
Aluminium gilt im Allgemeinen als vergleichsweise weich und zäh. Die Elastizität von Aluminium ist ziemlich niedrig, das Metall absorbiert aber Energie bei elastischer Verformung.
Durch das Verschmelzen mit Kupfer, Magnesium, Silizium, Mangan oder Zink können die mechanischen Eigenschaften von Aluminium verbessert werden. Die dabei entstehenden Produkte werden als Aluminiumlegierungen bezeichnet. So hat reines Aluminium zum Beispiel eine Zugfestigkeit von 60 bis 95 MPa, bei Legierungen kann sie bis zu 700 MPa erreichen.
Thermische Eigenschaften
Die Wärmeleitfähigkeit von Aluminium ist etwa dreimal so hoch wie die von Stahl. Diese Eigenschaft macht Aluminium zu einem wichtigen Ausgangsmaterial bei der Herstellung von Kühl- und Heizgeräten (zum Beispiel Wärmetauscher). Da Aluminium gleichzeitig auch ungiftig ist, wird es zudem in großem Umfang für Kochutensilien und Küchengeräte verwendet.
Aluminium hat einen Schmelzpunkt von 660 Grad Celsius und einen Siedepunkt von 2519 Grad Celsius. Diese für ein Metall vergleichsweise niedrigen Temperaturen sorgen dafür, dass sich Aluminium gut für die Formgebung per Gusstechnik eignet. Die dabei entstehenden Teile und Komponenten werden häufig von der Automobil- und der Raumfahrtindustrie verbaut.
Elektrische Eigenschaften
Reines Aluminium und einige seiner Legierungen haben eine sehr hohe elektrische Leitfähigkeit, die nur von Metallen wie Gold, Silber und Kupfer übertroffen wird. Vor allem aufgrund seines vergleichsweise günstigen Preises ist Kupfer daher inzwischen auch als Leiter-Material sehr gefragt.
In Kombination mit Kupfer hat Aluminium eine ausreichend hohe Leitfähigkeit, um als elektrischer Leiter verwendet zu werden. Dafür wird entweder ein mit Kupfer beschichteter Aludraht (kupferkaschiertes Aluminium) oder eine Aluminium-Kupfer-Legierung genutzt. Obwohl die Leitfähigkeit in beiden Fällen geringer als Kupfer ist, können die Leiter auf Aluminium-Basis viel mehr Strom leiten als Kupfer mit dem gleichen Gewicht.
Chemische Eigenschaften
Aluminium ist an der Luft stabil und beständig gegen Korrosion durch Meerwasser, viele wässrige Lösungen und andere chemische Mittel. Diese Eigenschaft ist auf den Schutz des Metalls durch eine undurchdringliche Oxidschicht zurückzuführen, die dem Metall auch sein charakteristisches, silbergraues Aussehen verleiht. Bei einer Reinheit von mehr als 99,95 Prozent kann es den Angriffen der meisten Säuren widerstehen. Die Oxidschicht löst sich allerdings in alkalischen Lösungen auf und die Korrosion erfolgt schnell.
FAQ
Selbst der ausführlichste Artikel kann nicht alle Fragen zu diesem faszinierenden Metall klären. In dieser FAQ-Sektion versuchen wir dennoch, besonders häufig gestellte zu beantworten.
Wo ist Aluminium verbaut?
Das Leichtmetall kommt in unzähligen Alltagsgegenständen, Fahrzeugen und technischen Geräten zum Einsatz. Besonders bekannt dürfte die Nutzung als Material in der Automobilproduktion und in der Luft- und Raumfahrt sein. Aber auch als Baumaterial in Form von Alu-Profilen, elektrischen Leitern oder Haushaltstechnik steckt jede Menge Aluminium.
Was macht Aluminium so besonders?
Die Eigenschaften von Aluminium sind in der Tat ziemlich speziell. Es hat eine geringe Dichte, eine hohe Wärmeleitfähigkeit und eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit. Das äußerst leichte Metall ist nicht magnetisch, ungiftig und bildet keine Funken. Außerdem lässt es sich leicht gießen, bearbeiten, schmieden und formen.
Welche drei Eigenschaften machen Aluminium zu einem begehrten Werkstoff?
Aluminium hat viele positive Eigenschaften, die das Leichtmetall zu einem sehr attraktiven Werkstoff machen. Von diesen würden Experten vermutlich sein äußerst geringes Gewicht, seine hohe Korrosionsbeständigkeit und die gute Recyclingfähigkeit am häufigsten nennen.
Wie kann man Aluminium verarbeiten?
Beginnend bei der Gewinnung von Bauxit, über die Umwandlung von Tonerde bis hin zum gesamten Elektrolyseverfahren: Der Herstellungsprozess von Aluminium ist ein äußerst komplexer Vorgang. Als Endprodukt liegt reines Aluminium vor, das von der Industrie auf unzähligen Wegen weiterverarbeitet werden kann.
Fazit: Aluminium – ein vielseitiger Werkstoff mit (geringem) Gewicht
Wir kennen es aus unserem Privatleben als silbrig glänzendes Material, aus dem Einweg-Grills, Getränke- und Konservendosen sowie die Schalen von Tiefkühlgerichten bestehen. Neben dieser alltäglichen Nutzung findet Aluminium aber auch zahlreiche Anwendungsfälle im Hightech-Bereich – darunter fallen etwa die Anwendung von Aluminium in der Elektrotechnik als elektrischer Leiter oder die Nutzung im Flugzeug-Bau.
Die seltene Kombination aus geringem Gewicht und hoher Festigkeit macht Aluminium zu einem unverzichtbaren Baustein moderner Konstruktionen und Technologien. Seine vielseitigen Eigenschaften ermöglichen es, kreative Lösungen für eine breite Palette von Anwendungen zu finden. Geschätzt werden vor allem die Wärmeleitfähigkeit, die einfache Formbarkeit und die Korrosionsbeständigkeit des Metalls.
Obwohl es in der Natur weit verbreitet ist, erfordert die Gewinnung und Herstellung von Aluminium einen komplexen Prozess. Auf der anderen Seite zeichnet sich das gewonnene Material durch seine hohe Energieeffizienz und Recyclingfähigkeit aus. Auch aus diesen Gründen gilt Aluminium als einer der wichtigsten Werkstoffe unserer Zeit.