- Alihankkijat
- Alumiinituotteet
- Armatuurit
- Dieselmoottorit ja kaasuturbiinit
- Elektroniikka ja sulautetut järjestelmät
- Jousenvalmistajat
- Kojeistot
- Kulkuneuvot
- Lukot ja helat
- Lämpökäsittely ja takomot
- Maatalouskoneet
- Metallintyöstökoneet
- Nosto- ja siirtolaitteet
- Ohutlevytuotteet
- Perävaunut ja päällirakenteet
- Pintakäsittely
- Polttokennot
- Pumput
- Puuntyöstökoneet
- Rakennuskonevalmistajat
- Teollisuusovet
- Teollisuusputkistot ja -asennukset
- Teräspalo-ovet
- Tietotekniikka
- Tuotanto- ja palveluverkosto
- Tuulivoima-alan toimittajat
- Työvälineiden valmistajat
- Valaisinvalmistajat
- Voimansiirto
- Ydinenergia
- Kilpailulainsäädäntö
- Toimialaryhmät-etusivu
Alumiini materiaalina
Historia
Alumiini materiaalina löydettiin jo 160 vuotta sitten. Alumiinin tuotantoa on ollut vasta 100 vuotta. Kasvu on ollut räjähdysmäistä ja nykyisin alumiinia tuotetaan jo enemmän kuin muita ferrometalleihin kuulumattomia metalleja yhteensä.
Maapallon kuorikerroksen alumiinipitoisuus on noin 8 prosenttia. Vaikka alumiinia on maaperässämme runsaasti, Etelä-Pohjanmaan nk. alunamailla jopa 11 %, ei sitä esiinny luonnossa puhtaana metallina – vaan metallioksidina yleensä saveen, silttiin tai kiveen sitoutuneena. Lisäksi merkittävä osa alumiinista on sitoutuneena mm. kasvillisuuteen.
Ihmiskunnan historiassa alumiiniyhdisteitä on käytetty mm. ruukkujen valmistuksessa (saven sisältämä alumiini). Lisäksi Lähi-idän sivilisaatiot käyttivät eri alumiinisuoloja mm. värjäys- ja lääkeaineina. Alumiinia käytetään vieläkin lääkeainekäytössä esimerkiksi ruuansulatuslääkkeinä ja hammastahnoissa.
Alumiinin ’löytäminen’
Vuonna 1807 englantilainen kemisti Sir Humphrey Davy (kuvassa vasemmalla) määritti alumiinisuolan ominaisuuksiensa perusteella ja kutsui sitä nimellä alumium, jossa ”alum” on tuntematon metalli ja –ium pääte sen suola. Davy yritti onnistumatta valmistaa alumiinia alumiinioksidin ja potaskan (puutuhkasta valmistettu kaliumhydroksidi) elektrolyysin avulla. Myöhemmät sukupolvet muuttivat nimen muotoon ”aluminium”, joka on paremmin ja miellyttävämmin äännettävä.
Vuonna 1825 Davyn työn jalanjäljissä tanskalainen fyysikko H.C. Oersted onnistui tuottamaan ensimmäiset alumiinihiukkaset (grammat) kuumentamalla kaliumhydroksidiamalgaamia ja alumiinioksidia.
Vuonna 1845 saksalainen Friedrich Wöhler määritti useita alumiinin ominaisuuksia, mm. sen merkillepantavan keveyden. Vuonna 1886 ranskalainen Henry Sainte-Claire Deville kehitti tuotantomenetelmän, joka mahdollisti alumiinin teollisen tuotannon pienessä mittakaavassa. Prosessia kopioitiin ympäri Euroopan ja viimeinkin alumiinia oli mahdollista tuottaa kilogrammoja, mikä oli merkittävä askel teollisen tuotannon kehittymiselle ja vei alumiinin laboratorioista tehtaisiin.
Varsinainen teollinen tuotantotapa kehitettiin samanaikaisesti sekä Yhdysvalloissa Charles Martinin toimesta, että Ranskassa Paul Lois Toussaint Hèroult’n toimesta. Molemmat jalostivat alumiinioksidia kryoliitista ja alumiinia aluminioksidista sulatuselektrolyysin avulla. Prosessia kutsutaan keksijöidensä perusteella Hall-Héroutin menetelmäksi (kuvassa alla).
Vain kaksi vuotta Hall-Héroult prosessin kehittämisen jälkeen vuonna 1888 itävaltainen Karl Bayer kehitti menetelmän valmistaa alumiinioksidia bauksiitista (bauksiittisavesta). Tämä keksintö oli viimeinen este alumiinin teollisen tuotannon tieltä ja aiheuttikin 80 % alumiinin kilohinnan pudotuksen vuoteen 1890 mennessä. Alumiini oli nyt viimeinkin todellinen teollisesti tuotettava materiaali.
Alumiinin kehittyminen
Vaikka alumiinin keksiminen, tuotantomenetelmät sekä ensimmäiset teolliset sovellutukset ajoittuvat 19. vuosisadalle, ensimmäiset taloudellisesti merkittävät sovellutukset sijoittuvat 20. vuosisadalle. Ensimmäiset sovellutukset olivat lähinnä pronssin, kuparin tai messingin korvaavia sovellutuksia. Maailman alumiinituotanto on kasvanut kilogrammasta 22 miljoonaan tonniin ajanjaksolla 1888 – 1998.
Alumiini materiaalina
Alumiinin keveys, lujuus, korroosion kestävyys, kierrätettävyys, kulutuskestävyys, sitkeys, sähkön- ja lämmönjohtavuus tekevät siitä ainutlaatuisen materiaalin käytettäväksi lukuisissa monipuolisissa sovellutuksissa. Ilman alumiinia lentokoneet olisivat puuta ja junat edelleenkin terästä. Kotona emme voi edes sytyttää valoja, lämmittää ruokaa tai säilöä elintarvikkeita käyttämättä yhtä tai useampaa alumiinitekniikan sovellutusta.
Fyysisesti, kemiallisesti ja mekaanisesti alumiini on metalli, kuten teräs, kupari, sinkki lyijy tai titaani. Se voidaan sulattaa, valaa, muokata, työstää aivan kuten em. metallit. Itse asiassa useat em. menetelmät ovat samoja kuin teräksellä.
Mikä alumiinissa on erikoista?
Keveys
Alumiini on erittäin kevyt metalli, jonka ominaispaino on 2,7 kg/dm3, eli noin kolmannes teräksen ominaispainosta. Esimerkiksi alumiinia käyttämällä ajoneuvon paino ja polttoaineenkulutus pienenee samanaikaisesti kasvattaen kuljetuskapasiteettia. Erilaisia alumiiniyhdisteitä hyväksikäyttäen sovellutuskohtaiset lujuusominaisuudet voidaan ottaa huomioon.
Hyvä korroosionkestävyys
Alumiini kehittää reagoidessaan hapen ja veden kanssa metallin pintaa suojaavan oksidipinnan. Oksidi on erittäin kova ja hyvin kulutusta kestävä alumiinin suola, jota käytetään myös korkealujuusterästen työstämiseen.
Sähkön- ja lämmönjohtavuus
Alumiini johtaa hyvin sähköä ja erinomaisesti lämpöä. Sähkönjohtavuus kupariin verrattuna on painoon suhteutettuna kaksinkertainen, mikä on tehnyt alumiinista yleisimmin käytetyn johdinmateriaalin esimerkiksi siirtolinjoissa.
Hyvä heijastavuus
Alumiini heijasta niin näkyvää valoa kuin lämpöä, mikä yhdistettynä sen painoon tekee siitä erinomaisen sovellutuksen niin satelliittien lämpösuojiin kuin kuvassa esitettyyn peitteeseen.
Hyvä sitkeys
Alumiini on sitkeytensä puolesta hyvin muokattavissa oleva materiaali, jota voidaan käsitellä sekä sulassa että kiinteässä tilassa useilla eri tavoilla.
Tiiviys
Alumiinifoliota käytetään useissa elintarviketeollisuuden pakkauksissa sen ilman läpäisemättömyyden vuoksi. Metalli sinänsä ei ole toksinen ja siitä ei vapaudu ainesosia, mikä tekee siitä ideaalisen pakkausmateriaalin elintarvikkeille ja lääkkeille.
Kierrätettävyys
Alumiini on täysin kierrätettävä materiaali, jonka kierrätys on teknisesti ja taloudellisesti kannattavaa. Suomessa ei ole alumiinin primäärituotantolaitosta. Kaikki Suomessa käytettävä alumiini on tuotua tai kierrätettyä.
Lähde: EAA
