Was ist Aluminium? Merkmale, Eigenschaften, Vorteile

Was ist Aluminium? Es ist ein chemisches Element, das natürlich auf der Erdoberfläche vorkommt. Es ist das am häufigsten vorkommende Metall, seit es etwa 8% der Erdkruste ausmacht. Es ist sehr vielseitig und aus diesem Grund ist es derzeit das zweithäufigste verwendete Metall nach Stahl und wird in der Automobilproduktion, im Bauwesen und bei der CNC-Bearbeitung eingesetzt. In einigen Jahrzehnten seit Beginn der industriellen Produktion ist die weltweite Aluminiumnachfrage rasch auf rund 29 Millionen Tonnen pro Jahr gestiegen, wo rund 22 Millionen Tonnen unverarbeitetes Aluminium sind und 7 Millionen Tonnen aus Metallschrott recycelt werden. Es ist erwähnenswert, dass Aluminium eines der am weitesten verbreiteten Metalle im Maschinenbau ist, da es ein besseres Festigkeits-Gewichts-Verhältnis als Stahl hat.

Merkmale, Eigenschaften und Vorteile von Aluminium

Die Vorteile der Verwendung von Aluminium sind mit seinen bemerkenswerten Eigenschaften verbunden, lassen Sie sie uns sehen:

• Korrosionsbeständigkeit

Wenn Aluminium Luft und Feuchtigkeit ausgesetzt ist, bildet sich eine Oxidschicht, die die Oberfläche vor weiterer Oxidation schützt. Diese Schicht aus selbstschützendem Oxid verleiht dem Aluminium die Beständigkeit gegen Beeinträchtigung durch atmosphärische Einflüsse oder industrielle Atmosphären. Zur Verbesserung der Festigkeit der Oberflächenoxidschicht können auch Eloxalbehandlungen eingesetzt werden.

• Thermische und elektrische Leitfähigkeit

Aluminium leitet hervorragend Wärme und Strom. Die Wärmeleitfähigkeit von Aluminium beträgt etwa 50-60 Prozent der von Kupfer, was es in der Großserienfertigung von Küchengeräten sehr anwendbar macht. Die Wärmeleitfähigkeit bezieht sich auf die Übertragung von einem Medium auf ein anderes; daher werden Aluminium-Wärmetauscher in der chemischen, Lebensmittel- und Luftfahrtindustrie verwendet. Die hohe Leitfähigkeit von Aluminium (1350) beträgt etwa 62 Prozent des International Annealed Copper Standard (IACS) und macht es zu einem guten elektrischen Leiter bei einem Drittel des spezifischen Gewichts von Kupfer.

• Reflektivität

Glattes Aluminium hat eine hohe Reflektivität auf das elektromagnetische Spektrum von Radiowellen und im Infrarot- und thermischen Bereich. Es reflektiert etwa 80% des Lichts und 90% der Wärme, die auf seine Oberfläche trifft. Diese hohe Reflektivität verleiht dem Aluminium ein gutes ästhetisches Aussehen und macht es wirksam für den Einsatz gegen Licht- und Wärmestrahlung in Anwendungen wie Bedachung und Hitzeschilde für Kraftfahrzeuge.

• Unschädlichkeit

Die Unschädlichkeit von Aluminium wurde vor Jahrhunderten bei seiner ersten industriellen Verwendung entdeckt. Diese Eigenschaft macht es geeignet für den Einsatz in Küchenutensilien ohne schädliche Auswirkungen auf den menschlichen Körper. Es ermöglicht auch den Einsatz in Aluminiumgehäusen in der Lebensmittelindustrie und im täglichen Einsatz in der Küche.

• Recyclingfähigkeit

Aluminiumrecycling ist unvergleichbar. Insbesondere besteht kein signifikanter Eigenschaftsunterschied zwischen recyceltem und nativem Aluminium. Etwa 5 % der Energie, die bei der Herstellung von Neualuminium verbraucht wird, wird für die Wiederverwertung von Aluminium benötigt. Gegen Ende des Lebenszyklus werden derzeit rund 60 % des Aluminiums recycelt.

• Veredelungsmöglichkeiten

Für die meisten Anwendungen benötigt Aluminium keine Schutzbeschichtung. Im übrigen erfüllen Veredelungstechniken wie Kugelstrahlen oder Bürsten die meisten Veredelungsbedürfnisse, und in den meisten Fällen ist die verwendete Oberflächenveredelung ausreichend, ohne daß eine weitere Veredelung erforderlich ist. Wo zusätzlicher Schutz erforderlich ist, können unterschiedlichste Oberflächenbehandlungen wie Lacke oder elektrochemische Behandlungen wie Eloxierung aufgebracht werden.

• Festigkeit

Reines Aluminium für den gewerblichen Einsatz hat eine Zugfestigkeit von 90 MPa, was es sehr nützlich für Strukturmaterialien macht. Durch Prozesse wie Kaltwalzen kann es noch stärker gemacht werden. Eine weitere Erhöhung des Widerstandes wird durch Bindung mit Elementen wie Kupfer, Mangan und Silicium in gemessenen Prozentsätzen erreicht. Aluminiumlegierungen sind viel stärker und können durch Wärmebehandlung weiter verfestigt werden.

• Hohes Gewichts-/Festigkeitsverhältnis

Das Gewichts-/Festigkeitsverhältnis von Aluminium ist viel höher als das von Baustahl. Diese Eigenschaft macht es geeignet für die Gestaltung und den Bau von robusten und leichten Strukturen mit vielen Vorteilen für bewegliche Strukturen, wie Schiffe, Fahrzeuge und Flugzeuge.

• Einfache Herstellung

Die einfache Herstellung von Aluminium ist eines der wichtigsten Merkmale. Aluminium kann in der gewünschten Dicke hergestellt werden, bis es dünner ist als ein Blatt Papier oder in sehr dünnen Drähten; Aluminiumbleche, die rollgeformt, bedruckt und gezogen werden können. Im Wesentlichen trägt die Geschwindigkeit und Leichtigkeit, mit der Aluminium verarbeitet wird, wesentlich zu den niedrigen Produktionskosten bei. Aluminium-Metall kann leicht gedreht, gefräst und mit hoher Geschwindigkeit gerieben werden.

• Dehnbar und verformbar

Aluminium ist verformbar, das bedeutet, dass es aus feinen Fäden hergestellt werden kann, ohne zu brechen. Seine Dehnbarkeit ist jedoch geringer als die von Kupfer. Aluminium hat auch eine niedrige Dichte und einen niedrigen Schmelzpunkt. Dank seiner Flexibilität kann es auf unterschiedliche Weise geschmolzen werden, um die gewünschten Produkte wie Bleche, Bleche, Rohre und Stangen herzustellen.

• Festigkeit bei niedrigen Temperaturen

Aluminium und seine Legierungen haben sich als bei niedrigen Temperaturen einsetzbar erwiesen. Im Gegensatz zu anderen Metallen wie Stahl, die bei niedrigen Temperaturen spröde werden, werden Aluminium und seine Legierungen stärker. Nicht nur der Widerstand steigt bei niedrigen Temperaturen, sondern auch der Widerstand gegen Zug und Stoß. Darüber hinaus nimmt auch die Korrosionsbeständigkeit von Aluminium unter diesen Bedingungen zu, so dass es für den Einsatz in kalten Bereichen geeignet ist.

• Wasserdicht und geruchlos

Aluminium, auch wenn es als 0,007 mm Folie laminiert ist, ist ausreichend wasserdicht und gibt keinen Geruch oder Geschmack ab.

• Nichtmagnetisch

Aluminium zieht keine Magnete an und diese Funktion macht es ideal zum Abschirmen von Antennen und Computerplatten.

• Schall- und Stoßdämpfung

Aluminium ist ein guter Schalldämpfer und dies macht es ideal für den Bau von Dachdecken und Stoßdämpfern in Autos. Der Aluminiumschaum, seine Porosität, die Zusammensetzung des Materials, die Dicke und verschiedene Behandlungsarten machen ihn weiterhin schall- und stoßfest.

Quellen und weiterführende Literatur:

Aluminium Alloy - General Information - Introduction to Aluminium and its alloys. Aalco.co.uk. Retrieved 27 May 2020, from http://www.aalco.co.uk/datasheets/Aluminium-Alloy_Introduction-to-Aluminium-and-its-alloys_9.ashx.

Asminternational.org. (2020). Key Characteristics of Aluminum. Asminternational.org. Retrieved 27 May 2020, from https://www.asminternational.org/documents/10192/3456792/06787G_Sample.pdf/c4151917-99fc-46e8-a310-d5578d0af160.

DJUKANOVIC, G. (2016). Aluminium alloys in shipbuilding – a fast growing trend. Aluminiuminsider.com. Retrieved 27 May 2020, from https://aluminiuminsider.com/aluminium-alloys-in-shipbuilding-a-fast-growing-trend/.