TARİHÇESİ
Friedrich Wöhler'in alüminyumu, 1827'de susuz alüminyum klorürü potasyum ile karıştırarak ayrıştıran ilk kişi olduğu bilinirse de o tarihten iki sene kadar önce Danimarkalı bir fizikçi ve kimyacı olan Hans Christian Øersted tarafından saf olmayan bir formda üretilmiştir. Dolayısıyla kimya literatüründe Øersted'in adı alüminyumu bulan kişi olarak geçer. Fransız Henri Saint-Claire Deville, 1846'da Wöhler'in metodunu daha pahalı olan potasyum yerine sodyum kullanarak geliştirmiştir.
Amerikalı Charles Martin Hall 1886'da, alüminyumun elektrolitik bir işlemle eldesine ilişkin bir patent başvurusunda bulunmuş, aynı yıl Hall'un bu buluşundan tamamen habersiz olmak üzere Fransız Paul Héroult da aynı tekniği Avrupa'da geliştirmiştir. Bu nedenle iki bilim adamının adı verilen Hall-Heroult işlemi, günümüzde alüminyumun cevherinden eldesinde bütün dünyada kullanılan temel yöntemdir.
Amerikalı Charles Martin Hall 1886'da, alüminyumun elektrolitik bir işlemle eldesine ilişkin bir patent başvurusunda bulunmuş, aynı yıl Hall'un bu buluşundan tamamen habersiz olmak üzere Fransız Paul Héroult da aynı tekniği Avrupa'da geliştirmiştir. Bu nedenle iki bilim adamının adı verilen Hall-Heroult işlemi, günümüzde alüminyumun cevherinden eldesinde bütün dünyada kullanılan temel yöntemdir.
TEMEL ÖZELLİKLERİ
| Atom Numarası: | 13 |
| Element Serisi: | Metaller |
| Grup, Periyot, Blok: | 13, 3, p |
| Atom Ağırlığı: | 26,9815386(8) g/mol |
| Elektron Dizilimi: | Ne 3s2 3p1 |
| Enerji Seviyesi Başına Elektronlar: | 2, 8, 3 |
FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ
| Maddenin Hali: | Katı |
| Yoğunluk: | 2,70 g/cm³ |
| Sıvı Haldeki Yoğunluğu: | 2,375 g/cm³ |
| Ergime Noktası: | 933,47 °K (660,32 °C) |
| Kaynama Noktası: | 2792 °K (2519 °C) |
| Ergime Isısı: | 10,71 kJ/mol |
| Buharlaşma Isısı: | 294,0 kJ/mol |
| Isı Kapasitesi: | 24,2 J/(mol•K) |
ATOM ÖZELLİKLERİ
| Kristal Yapısı: | Yüzey merkezli kübik |
| Yükseltgenme Seviyeleri: | (3+) (amfoter oksit) |
| Elektronegatifliği: | 1,61 Pauling ölçeği |
| İyonlaşma Enerjisi: | 577,5 kJ/mol |
| Atom Yarıçapı: | 143 pm |
| Atom Yarıçapı (hes.): | 118 pm |
| Kovalent Yarıçapı: | 118 pm |
DİĞER ÖZELLİKLERİ
| Elektrik Direnci: | 26,50 nΩ•m (20°C'de) |
| Isıl İletkenlik: | 237 W/(m•K) |
| Isıl Genleşme: | 23,1 µm/(m•K) (25°C'de) |
| Ses Hızı: | 5000 m/s (20 °C'de) |
| Mohs Sertliği: | 2,75 |
| Vickers Sertliği: | 167 MPa |
| Brinell Sertliği: | 245 MPa |
ALAŞIMLARI
Alüminyum alaşımlarının mekanik, fiziksel ve kimyasal özellikleri alaşım elementlerine ve mikroyapısına bağlı olarak değişir. Alüminyuma katılan en önemli alaşım elementleri bakır, mangan, silisyum, magnezyum ve çinkodur.
Alüminyum alaşımları dövme ve döküm alaşımları olarak iki gruba ayrılır. Dövme alaşımlarının, plastik deformasyon kabiliyeti iyi olup kolayca şekillendirilebilirler. Alüminyum dövme ve döküm alaşımlarının büyük bir kısmına ısıl işlem uygulanabilmektedir.
Amerikan alüminyum birliğine göre, alüminyum dövme alaşımları dört harfle sınıflandırılmaktadır. Bu sınıflandırma şu şekildedir:
1XXX: Saf Alüminyum: Genellikle elektrik ve kimya endüstrisinde kullanılmaktadır.
2XXX: Al-Cu Alaşımları: Esas alaşım elementi bakırdır. Başta magnezyum olmak üzere diğer alaşım elementleri de bulunabilir, yüksek mukavemet istenen havacılık sektöründe yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.
3XXX: Al-Mn Alaşımları: Esas alaşım elementi mangandır. Boru, sıvı tankları ve mimari uygulamalarda kullanılmaktadır.
4XXX: Al-Si Alaşımları: Esas alaşım elementi silisyumdur. Termal genleşme katsayısı düşük, aşınma direnci ve korozyon dayanımı yüksek alaşımlardır. Kaynaklı yapılarda, levha üretiminde, otomobil parçaları üretiminde kullanılmaktadır.
5XXX: Al-Mg Alaşımları: Esas alaşım elementi magnezyumdur. Magnezyum oranı arttıkça sertlik ve mukavemet artar fakat süneklik azalır. Denizel korozyona karşı direnci yüksek olduğundan, bu ortamda çalışacak yapıların imalatında kullanılmaktadır.
6XXX: Al-Mg-Si Alaşımları: Esas alaşım elementleri magnezyum ve silisyumdur. Şekillendirilme kabiliyeti yüksek olan bu alaşımlar özellikle ekstrüzyon ile üretilen parçaların imalatında sıklıkla kullanılır.
7XXX: Al-Zn Alaşımlar: Bakır esas alaşım elementi olup, magnezyum, krom ve zirkonyum ilave alaşım elementleridir. 7XXX serisi, alüminyum alaşımlarının en yüksek mukavemete sahip olanıdır. Uçak parçaları yapımı ve diğer yüksek dayanım istenen yerlerde kullanılır.
8XXX: Al-Li Alaşımları: Esas alaşım elementi lityum olup, kalay eklentiside yapılabilmektedir. Özellikle uçak ve uzay yapılarında kullanılmaya başlanan bu malzeme, iyi yorulma direnci ve iyi tokluk özelliklerine sahiptir. Fakat diğer Al alaşımları ile karşılaştırıldığında üretim maliyetleri yüksektir.
Alüminyum alaşımları dövme ve döküm alaşımları olarak iki gruba ayrılır. Dövme alaşımlarının, plastik deformasyon kabiliyeti iyi olup kolayca şekillendirilebilirler. Alüminyum dövme ve döküm alaşımlarının büyük bir kısmına ısıl işlem uygulanabilmektedir.
Amerikan alüminyum birliğine göre, alüminyum dövme alaşımları dört harfle sınıflandırılmaktadır. Bu sınıflandırma şu şekildedir:
1XXX: Saf Alüminyum: Genellikle elektrik ve kimya endüstrisinde kullanılmaktadır.
2XXX: Al-Cu Alaşımları: Esas alaşım elementi bakırdır. Başta magnezyum olmak üzere diğer alaşım elementleri de bulunabilir, yüksek mukavemet istenen havacılık sektöründe yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.
3XXX: Al-Mn Alaşımları: Esas alaşım elementi mangandır. Boru, sıvı tankları ve mimari uygulamalarda kullanılmaktadır.
4XXX: Al-Si Alaşımları: Esas alaşım elementi silisyumdur. Termal genleşme katsayısı düşük, aşınma direnci ve korozyon dayanımı yüksek alaşımlardır. Kaynaklı yapılarda, levha üretiminde, otomobil parçaları üretiminde kullanılmaktadır.
5XXX: Al-Mg Alaşımları: Esas alaşım elementi magnezyumdur. Magnezyum oranı arttıkça sertlik ve mukavemet artar fakat süneklik azalır. Denizel korozyona karşı direnci yüksek olduğundan, bu ortamda çalışacak yapıların imalatında kullanılmaktadır.
6XXX: Al-Mg-Si Alaşımları: Esas alaşım elementleri magnezyum ve silisyumdur. Şekillendirilme kabiliyeti yüksek olan bu alaşımlar özellikle ekstrüzyon ile üretilen parçaların imalatında sıklıkla kullanılır.
7XXX: Al-Zn Alaşımlar: Bakır esas alaşım elementi olup, magnezyum, krom ve zirkonyum ilave alaşım elementleridir. 7XXX serisi, alüminyum alaşımlarının en yüksek mukavemete sahip olanıdır. Uçak parçaları yapımı ve diğer yüksek dayanım istenen yerlerde kullanılır.
8XXX: Al-Li Alaşımları: Esas alaşım elementi lityum olup, kalay eklentiside yapılabilmektedir. Özellikle uçak ve uzay yapılarında kullanılmaya başlanan bu malzeme, iyi yorulma direnci ve iyi tokluk özelliklerine sahiptir. Fakat diğer Al alaşımları ile karşılaştırıldığında üretim maliyetleri yüksektir.
