Алуминијум (Al) је лаган, сребрнобели метал који се рангира као трећи најзаступљенији елемент у Земљиној кори, одмах после кисеоника и силицијума. Међутим, због своје високе хемијске реактивности, никада се природно не јавља у свом чистом металном облику. Уместо тога, налази се у једињењима, првенствено у руди боксита, смеши хидратисаних алуминијум оксида, укључујући гибсит (Al(OH)₃), бемит (AlO(OH)) и дијаспору.
Процес рафинирања у две фазе
Пут од сировог боксита доалуминијум високе чистоће укључуједва различита индустријска процеса.
Прва фаза је Бајеров процес, развијен 1888. године. Уситњени боксит се меша са врућим раствором натријум хидроксида под притиском, растварајући минерале који садрже алуминијум, а остављајући нечистоће попут оксида гвожђа и силицијум диоксида. Добијени раствор натријум алумината се затим филтрира да би се уклонио остатак црвеног муља, засејава кристалима алуминијум хидроксида и калцинише на приближно 1.100°C да би се добила чиста бела алуминијум оксид, или алуминијум оксид (Al₂O₃). Преко 90% светске алуминијум оксида се сада производи овом методом.
Друга фаза је Хол-Еруов процес. Алумина има тачку топљења изнад 2.000°C, што чини директну електролизу непрактичном. Решење лежи у растварању Al₂O₃ у растопљеном криолиту (Na₃AlF₆), што снижава радну температуру на око 950~1.000°C. Затим се кроз смешу пропушта електрична струја. Растопљени алуминијум се сакупља на дну (катода), док се кисеоник комбинује са угљеничним анодама и формира CO₂. Ова електролитичка метода остаје једини индустријски процес за производњу примарног алуминијума, дајући метал чистоће 99,5~99,8%.
Које елементе садржи алуминијум?
Чисти алуминијум се састоји искључиво од елемента Al, са атомским бројем 13 и атомском тежином од приближно 26,98 g/mol. Алуминијум комерцијалне чистоће (98,8–99,7% Al) садржи мање трагове гвожђа и силицијума као природне нечистоће. Међутим, већинапримене се ослањају на легуре алуминијума, где се одређени елементи намерно додају како би се прилагодила механичка својства.
За структурне примене, серија 6000 (нпр. 6061) користи магнезијум и силицијум као своје главне легирајуће елементе, обично 0,8~1,2% Mg и 0,400~0,8% Si. Ова легура нуди одличан баланс умерене чврстоће, добре заварљивости и врхунске обрадивости.
За захтеве високе чврстоће, серија 7000 (нпр. 7075) садржи цинк и бакар као главне легирајуће елементе, са приближно 5,16~0,1% Zn и 1,2~2,0% Cu. Т6 стање челика 7075 пружа скоро двоструко већу затезну чврстоћу од 6061-T6, што га чини материјалом по избору за ваздухопловство и високоперформансне структурне компоненте.
Трагови хрома, мангана и титанијума су такође уобичајено присутни у комерцијалним легурама, а сваки од њих игра улогу у префињењу зрна и отпорности на корозију. Разумевање прецизног елементарног састава сваке легуре је неопходно за избор правог материјала за специфичне захтеве машинске обраде или израде.
Време објаве: 13. мај 2026.