Aluminium (Al) est metallum leve, argenteum album, quod tertium elementum copiosissimum in crusta Telluris tenet, post oxygenium et silicium. Attamen, propter magnam reactivitatem chemicam, numquam naturaliter in forma metallica pura invenitur. Potius, in compositis invenitur, praesertim intra bauxitem, mixturam oxidorum aluminii hydratatorum, inter quae gibbsita (Al(OH)₃), boehmita (AlO(OH)₃), et diaspora.
Processus Refinationis in Duobus Stadiis
Iter a bauxite cruda adAluminium altae puritatis implicatduo distincta processus industriales.
Primum stadium est processus Bayer, anno 1888 elaboratus. Bauxites contusa cum solutione calida natrii hydroxidi sub pressione miscetur, mineralia aluminium ferentia dissolvens, impuritatibus ut oxida ferri et silica relictis. Solutio natrii aluminatis inde orta deinde filtratur ut residuum luti rubri removeatur, crystallis aluminii hydroxidi seminatur, et ad circiter 1100°C calcinatur ut alumina pura alba, sive oxidum aluminii (Al₂O₃), producatur. Plus quam 90% aluminae mundi nunc per hanc methodum producitur.
Gradus secundus est processus Hall Héroult. Alumina punctum liquefactionis supra 2000°C habet, electrolysin directam impracticabilem reddens. Solutio in dissolvendo Al₂O₃ in cryolite liquefacta (Na₃AlF₆) consistit, quod temperaturam operationis ad circiter 950~1000°C demittit. Deinde cursus electricus per mixturam transmittitur. Aluminium liquefactum in fundo (cathodo) colligitur, dum oxygenium cum anodis carbonis coniungitur ad CO₂ formandum. Haec methodus electrolytica solus processus industrialis ad producendum aluminium primarium manet, metallum puritatis 99.5~99.8% praebens.
Quae elementa aluminium continet?
Aluminium purum ipsum ex elemento Al tantum constat, numero atomico 13 et pondere atomico circiter 26.98 g/mol. Aluminium puritatis commercialis (98.8–99.7% Al) vestigia minora ferri et silicii ut impuritates naturales continet. Attamen, pleraque...applicationes in mixturis aluminii pendent, ubi elementa specifica consulto adduntur ad proprietates mechanicas adaptandas.
In applicationibus structuralibus, series 6000 (e.g., 6061) magnesium et silicium ut elementa mixturae primaria adhibet, typice 0.8~1.2% Mg et 0.400~0.8% Si. Haec mixtura praebet aequilibrium optimum inter moderatam firmitatem, bonam soudabilitatem, et machinabilitatem superiorem.
Pro postulatis magnae firmitatis, series 7000 (e.g., 7075) zincum et cuprum ut elementa mixturae principalia incorporat, cum circiter 5.16~.1% Zn et 1.2~2.0% Cu. Temperatio T6 seriei 7075 fere duplicem firmitatem tensilem quam 6061-T6 praebet, eam materiam electam pro rebus aëronauticis et componentibus structuralibus altae efficaciae facit.
Vestigia chromii, manganesii, et titanii etiam vulgo in mixturis commercialibus adsunt, quorum unumquodque munus agit in refinatione granorum et resistentia corrosionis. Intellegere accuratam compositionem elementorum cuiusque mixturis essentiale est ad eligendam materiam aptam pro specificis requisitis machinationis vel fabricationis.
Tempus publicationis: XIII Maii, MMXXVI