Alumiini
10 faktaa alumiinista
Alumiini on yksi maankuoren yleisimmistä alkuaineista. Runsautensa lisäksi sillä on lukuisia erinomaisia ominaisuuksia (kuten keveys, lujuus sekä korroosionkestävyys), jotka tekevät siitä suositun teollisuusmateriaalin. Alumiinia käytetäänkin laajasti erilaisiin sovelluksiin ja rakenteisiin maailmanlaajuisesti. Seuraavaksi 10 faktaa tästä laajalle levinneestä metallista.
1. Alumiini on alkuaineiden jaksollisen järjestelmän kolmanteen jaksoon ja 13. ryhmään kuuluva metalli. Sitä on 8,8 prosenttia maankuoresta, jossa se on kolmanneksi yleisin alkuaine (hapen ja piin jälkeen) ja samalla yleisin metalli.
2. Verrattuna esim. kupariin, jota ihminen on käyttänyt vuodesta 5000 eKr., alumiini on verrattain ”nuori” metalli – puhtaan alumiinin valmistusprosessi keksittiin vasta vajaa 200 vuotta sitten. Tanskalainen H C Ørsted onnistui ensimmäisenä eristämään puhtaan alumiinin vuonna 1825. Vuosikymmeniä myöhemmin, 1880-luvulla kehitettiin muita menetelmiä alumiinin uuttamiseksi, jotka varmistivat puhtaan metallin uuttamisen suurempina määrinä. Ennen näiden menetelmien kehitystä alumiinin eristys oli erittäin vaikeaa, ja siten myös erittäin kallista. Esimerkiksi Napoleonilla oli alumiinista valmistettuja astioita, joita käytettiin vain silloin, kun hienoimmat vieraat kävivät hänen luonaan – toisten täytyi tyytyä kultaisiin astioihin. Nykyään alumiini on laajalti käytetty materiaali, ja suurin osa maailman alumiiniresursseista rikastetaan punertavasta kivibauksiitista elektrolyyttimenetelmillä. Vuonna 2020 alumiinin maailmanlaajuisen kokonaiskulutuksen arvioidaan olevan 62,5 miljoonaa tonnia.
3. Statista.com -sivuston mukaan vuonna 2019 noin puolet kaikesta rikastetusta alumiinista käytettiin rakennus- ja kuljetusteollisuuteen.
4. Alumiinin merkittävimpiä ominaisuuksia ovat:
Keveys (alumiini painaa vain kolmanneksen teräksestä)
Hyvä sähkönjohtavuus
Korkea lämmönjohtavuus
Hyvä korroosionkestävyys
Suuri mekaaninen lujuus suhteessa painoon
5. Erilaiset alumiiniseokset valmistetaan yhdistämällä puhdasta alumiinia pienempiin määriin muita metalleja, jolloin syntyy uusia ominaisuuksia, jotka ovat ominaisia yksittäisille seoksille. Esimerkiksi 2xxx-sarjassa, johon on ensisijaisesti lisätty kuparia, on erittäin suuri lujuus, mutta alhainen korroosionkestävyys. 6xxx-sarja, johon on lisätty magnesiumia ja piitä, on hyvin muovattava, ja osa seoksista määritellään tyypillisesti "meriveden kestäviksi". On erittäin tärkeää olla tietoinen siitä, että yksittäisten seosten välillä on suuria eroja.
6. Alumiini on erinomaisen kierrätettävä materiaali: sitä voidaan kierrättää loputtomiin erittäin pienellä energiankulutuksella. Kun alumiini sulatetaan uudelleen, saavutetaan 95 prosentin energiansäästö verrattuna alumiinin uuttamisen energiankulutukseen. Koska alumiinin ominaisuudet eivät muutu uudelleen sulatuksen aikana, on mahdollista luoda tuotteita uudelleen suhteessa 1: 1 - esim. ikkunaprofiilit. Kierrätyksen ansiosta noin 75 % kaikesta koskaan tuotetusta alumiinista on edelleen käytössä (esim. rakentamisen, merenkulun ja offshore-rakenteiden ja kuljetusteollisuuden käyössä).
7. Raa’an alumiinin joutuessa kosketuksiin hapen kanssa, alumiinin pinnalle syntyy ohut oksidikerros. Tämä oksidikerros on erittäin vahva ja tarjoaa optimaalisen suojan alumiinille ympäristöissä, joiden pH-arvo on 4-8. Oksidikerroksensa ansiosta alumiinilla sanotaan olevan korkea korroosionkestävyys sekä happamissa että ei-emäksisissä ympäristöissä.
8. Raakametallina alumiinilla on hopeanhohtoinen harmaa väri, johon kehittyy matta pinta, joka voidaan kiillottaa kiilloksi. Pintakäsittelyn avulla pinnan visuaalista ilmettä ja/tai ominaisuuksia voidaan muuttaa: yleisimmin käytettyjä pintakäsittelyjä ovat anodisointi ja maalaus. Sekä anodisointi että maalaaminen voivat muuttaa alumiinin estetiikkaa ja samalla lisätä korroosionkestävyyttä. Riippuen materiaalin sovelluksesta, ympäristöstä ,esteettisen ilmeen vaatimuksista sekä syövyttävistä olosuhteista, materiaalin pintakäsittely voi olla tarpeen, joskaan ei aina.
9. Alumiinia on mahdollista jalostaa ja muotoilla lukemattomiin muotoihin. Materiaalia on saatavana kaikissa muodoissa aina suulakepuristetuista profiileista valssattuihin levyihin. Alumiinia voidaan työstää, taivuttaa, lävistää, kääntää, jyrsiä ja hitsata materiaalin käyttötarkoituksesta riippuen. Tämä tarjoaa suuren suunnitteluvapauden, mikä on erityinen etu räätälöityjen profiilimallien kehittämisessä, jossa lopputuloksen on oltava tarkan yksityiskohtaista pienillä toleransseilla.
10. Alumiinia hyödynnetään lähestulkoon kaikessa, aina elintarvikepakkauksista rakennusten ja kulkuneuvojen elektronisiin komponentteihin. Alumiini onkin nykyaikaisen yhteiskunnan välttämätön rakennuspalikka, jonka monet erinomaiset ominaisuudet mahdollistavat innovatiivisten, kestävien sekä kierrätettävien ratkaisujen luomisen.