Aluminiu este cel mai raspandit metal in scoarta tereatrǎ, iar printre elemente ocupǎ locul al treilea in urma oxigenului si siliciului. Datoritǎ activitǎtii sale chimice mari, se gǎseste in naturǎ numai sub formǎ de compusi. Impreunǎ cu oxigenul si siliciul formeazǎ 82,58% din scoarta terestrǎ.
Aluminiul este cunoscut inca din antichitate si era utilizat de cǎtre greci si romani. Denumirea de aluminiu vine de la latinescul "alumen" care este folosit pentru a denumi substante astringente.
Primele incercari de separare ale aluminiului dateazǎ din anul 1810 si apartin fizicianului englez Davy , care a efectuat electroliza hidroxidului de aluminiu usor umezit, dispus intr-o atmosferǎ de hidrogen, intr-o pila Volta, folosind in calitate de anod platina, iar in calitate de catod, o sarmǎ de fier. In urma acestui proces s-a obtinut un aliaj Al-Fe, din care insǎ nu s-a reusit sǎ se separe aluminiu.
Prima datǎ aluminiu a fost descoperit in anul 1827 de un chimist german Wohler care a obtinut primele 30g de aluminiu sub formǎ de bobite.
In anul 1854 Saint-Claire-Deville, a folosit metoda lui Wohler pentru obtinerea industriala a aluminiului, inlocuind potasiul cu sodiu, iar clorura de aluminiu, instabilǎ si higroscopicǎ, cu clorurǎ dublǎ de aluminiu si sodiu.
La sfarsitul secolului al XIX-lea, metoda lui Saint -Claire-Deville a fost inlocuitǎ, fiind aplicat procedeul de extragere a aluminiului prin electroliza aluminei dizolvatǎ in criolitǎ topitǎ, procedeu aplicat si in prezent in metalurgia acestui metal.
1810 - Davy obtine aliajul fier-aluminiu pe cale electroliticǎ;
1821 - Berthie descoperǎ bauxita;
1824 - Oersted obtine in stare elementarǎ metalul;
1827 -Wohler produce aluminiu sub formǎ de pulbere prin reducerea cu potasiu a clorurii sale;
1854 - Sainte-Claire-Deville toarnǎ primul lingou de aluminiu;
1886 - Herault si Hall descoperǎ si breveteaza procedeul de electrolizǎ a aluminei dizolvate in criolitǎ topitǎ;
1890 - Bayer descoperǎ procedeul de fabricare a aluminei prin atacul bauxitei cu solutii de sodǎ causticǎ;
1903 - Odam realizeazǎ sudarea autogenǎ a aluminiului cu ajutorul fluxurilor;
1905 - Betts stabileste principiile rafinarii electromagnetice a aluminiului;
1905 - Claessen demonstreaza posibilitatile de imbunatatire a proprietatilor aliajelor de aluminiu prin cǎlire;
1906 - Wilm aplicǎ aluminiului aliajul tip duralumin tratamentul termic de cǎlire si imbǎtranire;
1911 - De Saint-Martin determinǎ principiile de bazǎ ale anodizǎrii aluminiului si aliajelor sale;
1920 - Pacz imbunǎtǎteste proprietatile aliajelor de aluminiu-siliciu prin modificarea cu sodiu;
1920 - Hoopes - elaborarea aluminiului de inaltǎ puritate;
1926 - Soderberg introduce la electroliza anozi continui;
1932 - Gadeau aplicǎ pe scarǎ industrialǎ tehnologia de rafinare electroliticǎ;
1938 - aparitia unor publicatii despre proprietatile aluminiului ultra pur.
Principalul minereu din care se extrage aluminiul este bauxita, contine aproximativ 60% aluminiu.
Bauxita se gaseste in muntii Bihorului, Grecia, Turcia si in Ungaria.
Principalele elemente de aliaje sunt, Mg, siliciu, cupru, Mn.
In naturǎ se gaseste numai sub formǎ de combinatii intr-un numǎr foarte mare de minerale ce contin oxizi, silicati. Cateva dintre mineralele ce contin aluminiu sunt: bauxita Al2O3*nH2O, corindonul Al2O3, hidrargilitul Al(OH)3, ortoclazul K(AlSiO8), albitul Na(AlSi3O8), anortitul Ca(Al2Si2O8), alaunitul KAl(SO4)2*2Al(OH)3, nelelinul Na(AlSiO4), criolitul Na3(AlF6).
Industrial aluminiul se obtine aproape in intregime prin descompunerea electroliticǎ a aluminei pure dizolvate intr-o topiturǎ de criolit cu adaus de fluorurǎ de calciu. Prin electrolizǎ se obtine "aluminiul tehnic primar" numit si "aluminiu tehnic pur" care contine de la 0,2% la 1% impuritati metalice (Fe, Si, Ca, Ti, Na) si nemetalice (alumina, electrolit, carbura de aluminiu, gaze). In tara noastra sunt standardizate urmatoarele marci de aluminiu tehnic pur: Al 99,8, Al 99,7, Al 99,6, Al 99,5, Al 99,4, Al 99 si AIE.
"Aluminiul de inaltǎ puritate" se obtine din aluminiul tehnic filtrat, spǎlat cu gaz sau degresat, prin rafinarea electroliticǎ cu anod solubil in sǎruri topite cunoscute sub numele de rafinare in trei straturi. Acest aluminiu contine de la 0,05% la 0,1% impuritǎti, in tara noastrǎ fiind stabilizate trei marci Al 99,99, Al 99,95 si Al 99,90.
"Aluminiul extra pur" se obtine prin topirea zonarǎ, distilarea halogenurilor inferioare sau electroliza compusilor organici ai aluminiului de inalta puritate, gradul de puritate putand ajunge panǎ la 99,999995%.
Proprietati fizice si caracteristicile mecanice
Proprietatile fizice si caracteristicile mecanice ale diferitelor sorturi de aluminiu sunt influentate de prezenta impuritatilor. Cele mai frecvente impuritati din aluminiu sunt fierul si siliciul, elemente care se pot gasi panǎ la 0,5-0,6% fiecare. Fierul este practic insolubil in aluminiu, formand cu acesta eutecticul Al-Al3Fe care contine doar 7% Al3Fe (1,7%Fe). Ca urmare aluminiul impurificat cu fier prezintǎ un aspect microscopic format din cristale poliedrice de aluminiu si precipitate aciculare de Al3Fe. Eutecticul din sistemul Al-Si se formeazǎ la 11,7% Si Si este alcǎtuit din solutie solidǎ α si siliciu. Dacǎ in acelasi timp sunt prezente simultan fierul si siliciul, se formeazǎ douǎ faze noi: faza α(Fe3SiAl3) si faza β (FeSiAl5), care nu existǎ in aliaje binare. Acesti compusi, situati in mod obisnuit la limitele cristalelor de aluminiu micsoreazǎ mult plasticitatea acestuia.
