Alumiini on kalliimpaa kuin kulta

Tiesitkö, että minkä tahansa alumiinituotteen, kuten profiilin, holkin, lusikan tai tarvikkeiden, hallussapito 1800-luvulla olisi jo tehnyt sinusta melko varakkaan ihmisen? Nykyään tietenkin tiedetään, että alumiini on hyvin yleistä ympäri maailmaa, mutta ennen sitä sitä arvostettiin enemmän kuin kultaa. Asia on kuitenkin se, että maankuoressa ei ole puhtaassa metallimuodossa olevaa alumiinia, vaikkakin kemiallisten yhdisteiden muodossa se muodostaa lähes 8% maankuoresta.

Muinaisina aikoina kaksoisalumiinisuoloja (silloin niitä ei kutsuttu niin) - alunaa - käytettiin laajasti erilaisten ongelmien ratkaisemiseksi, vaikka alumiinista ei sinänsä keskusteltu. Suoloissa läsnä oleva kolmenarvoinen metalli sallii alunan käytön erilaisiin tarkoituksiin, ja vielä nykyään alunaa käytetään antibakteerisessa saippualla, partavaahdon voiteissa, leivinjauheessa.

Alumium-kaliumalunaa käytettiin laajasti muinaisina aikoina peittävänä aineena ja verenvuodon pysäyttämisen välineenä. Alumiini-kaliumalunan liuos kyllästettiin puulla, mikä teki siitä palamattoman. Tunnettu historiallinen tarina todistaa, kuinka roomalainen komentaja Archelaus käski persialaisten kanssa käydyn sodan aikana levittää puolustusrakenteiden torneja alunalla, minkä vuoksi persialaiset eivät halunsa voineet sytyttää heitä, ei vain polttaa niitä.

Vasta vuonna 1807 englantilainen kemisti, fyysikko ja geologi Sir Humphry Davy aloitti puhumisen vakavasti alunan sisältämästä alumiinista. Hän totesi, että suolojen lisäksi metallissa oli myös alunaa. Humphrey Davy päätti kutsua tätä metallia "alumiiniksi", koska sana "alum" latinaksi on aluna.

Oikeudenmukaisuudessa on syytä mainita, että Ranskassa, 29 vuotta ennen Davya, kemisti Antoine Lavoisier huomautti jo kemianteoksissaan alumiinioksidista, jota hän kutsui ”agriliksi”, ja huomautti samalla, että tämä aine, voi todennäköisesti esiintyä kiinteässä muodossa, ts. metallin muodossa. Vaikka teknologisesti noina vuosina oli silti mahdotonta erottaa vahvoja happiatomeja oksidimolekyyleistä.

Ensimmäinen suuri menestys tuli vuonna 1825, kun tanskalainen fyysikko ja sähkömagneetti Hans Christian Oersted kuumensi laboratoriossaan vedetöntä alumiinikloridia (saatu kuljettamalla klooria alumiinioksidin ja kivihiilen punaisen kuumaseoksen läpi) kaliumamalgaamilla, ja päästänyt elohopean pois alumiinista , vaikka se onkin hieman epäpuhtauksien saastuttamaa, mikä kuitenkin vahvistaa Davyn perustavanlaatuisen idean.

Englantilaisen kollegan kunniaksi, joka innosti Oerstediä suorittamaan tämä koe, Oersted kutsui metallista saatua alumiinia. Oerstedia pidetään nyt ensimmäisenä tutkijana, joka sai alumiinia laboratoriossa.

Kaksi vuotta kokeen jälkeen saksalainen fyysikko ja lääkäri Friedrich Wöhler kehitti Oerstedin uuden laboratorion menetelmän alumiinin tuotantoon, parantaen Oersted-menetelmää. Wöhler onnistui saamaan alumiinia rakeijauheen muodossa kuumentamalla alumiinikloridia kaliumilla. Samalla tavalla Wöhler sai sitten berylliumia ja yttriumia.

Seuraavan 18 vuoden aikana vuoteen 1845 saakka tutkijat ovat jo tuottaneet tarpeeksi metallia tutkiakseen sen ominaisuuksia yksityiskohtaisesti. Mutta juuri Weller huomasi alumiinin epätavallisen kevyyden muihin metalleihin verrattuna.

Yhdeksän vuotta myöhemmin, nimittäin vuonna 1854, ranskalainen fyysikko ja kemisti Henri Saint-Clair Deville onnistui kehittämään paljon käytännöllisemmän menetelmän alumiinin valmistukseen. Hän käytti metallista natriumia syrjäyttämään alumiinin kaksoisnatriumkloridista ja alumiinista. Se oli menetelmä, jolla oli mahdollista saada useita kiloja puhdasta alumiinia kerrallaan. Kaksi vuotta myöhemmin Henri St. Clair Deville saa ensimmäisenä alumiinia elektrolyysillä sulaa natriumkloridi-alumiinia.

Mielenkiintoinen historiallinen tosiasia.Vuonna 1855 Napoleon III järjesti näyttelyn alumiiniharkoista. 12 pienoisharkkoa vaikutti näyttelyvieraisiin loistoonsa ollessaan erittäin kevyt.

Joten alumiinista on tullut ihanteellinen metalli korujen ja erilaisten vaatekappaleiden, kuten esimerkiksi soljen, valmistukseen, eikä se ollut pitkään ollut viimeinen museonäyttelyistä. Tämä tosiasia ravitti Henriä - alumiinin arvoa ei pitäisi rajoittaa koruihin.

Keisari, joka sponsoroi tutkijaa hänen työssään, toivoi, että alumiinista olisi mahdollista valmistaa aseita ja panssaroita, ja jopa muutama kypärä valmistettiin, ja seurauksena metallin ominaisuuksissa oli pettymys. Napoleon III määräsi käsittelemään kaiken ruokailuvälineiden valmistukseen tarkoitetun alumiinin.

Näitä ruokailuvälineitä käyttivät vain korkeammat henkilöt, mukaan lukien keisari itse, kun taas vieraille annettiin vain kultaiset lusikat ja haarukat. Noina päivinä alumiinia oli vaikeampaa saada kuin kultaa, ja sen hinta oli siksi useita kertoja korkeampi kuin kulta.

Vuonna 1886 tilanne muuttui. Alumiinin teollisen tuotannon menetelmä löydettiin elektrolyysillä. Samanaikaisen löytön, toisistaan ​​riippumatta, tekivät ranskalainen kemian insinööri Paul-Louis-Toussin Eru ja amerikkalainen Charles Martin Hall, joka on myös kemian insinööri. Tiedetään, että Hall oli aluksi erittäin yllättynyt, kun hän löysi puhtaan alumiinin plakkeja astian pohjasta.

Tähän päivään asti tämä menetelmä on keksijöidensä nimi - Hall-Eru-prosessi - alumiinioksidin liukeneminen kryoliittisulatteeseen, jota seuraa elektrolyysi kulutuskelpoisella koksilla tai grafiittianodielektrodoilla. 1900-luvulla tätä menetelmää käytettiin erittäin laajalti alumiinin teollisuustuotannossa.

Yleensä vain kaksi vuotta Hallin avaamisen jälkeen ja itävaltalaista alkuperää oleva venäläinen kemisti Karl Iosifovich Bayer ehdotti alumiinioksidin saamista bauksiitista edullisesti alumiinioksidin saamiseksi.

Alumiinin hinta laski siis viisi kertaa yhdessä yössä. Viime kädessä, jos vuonna 1852 kilogramma alumiinia oli arvoltaan 1200 dollaria, niin 1900-luvun alussa kilon arvo oli jo alle dollarin. Ja nykyään alumiinituotteet eivät yleensä ole kovin kalliita.

Saatu metalli oli hyvä kaikille paitsi teollisuudessa niin välttämättömälle lujuudelle. Mutta tämä ongelma ratkaistiin myöhemmin. Vuonna 1903 saksalainen metallurgian insinööri Alfred Wilm havaitsi, että alumiiniseoksesta, johon oli lisätty 4% kuparia sammutuksen jälkeen (sammutuslämpötila 500 ° C), ollessa huoneenlämpötilassa 4-5 vuorokautta, tulee vähitellen kovempi ja vahvempi menettämättä kanssa plastisuutta.

Vuonna 1909 Wilm haki patenttia "Menetelmä magnesiumia sisältävien alumiiniseosten parantamiseksi". Teollisuudessa he alkoivat hankkia kestävää alumiiniseosta vuonna 1911 Saksan kaupungissa Durenissa, jonka kunniaksi tätä seosta kutsuttiin "duralumiiniksi".