Mit der Veröffentlichung zu dem silberweißen, relativ weichen Aluminium, also sehr gut verformbaren Leichtmetall, und seinen Legierungen, die jedem heutzutage unentbehrlich sind, verfolgt der Autor das Ziel, dieses Nichteisenmetall, welches neben dem Kupfer den bedeutendsten Platz unter den metallischen Werkstoffen einnimmt, dem Leser näher zu bringen. Er erfährt aus dem Exkurs auch, Aluminium ist ein relativ unedles Metall mit einer dünnen, sich sekundenschnell bildenden und vor weiterer Korrosion schützenden Oxidschicht, welches es viel unempfindlicher als Eisen macht, aber sehr gerne mit Sauerstoff reagiert und sich somit besonders gut als Reduktionsmittel eignet. Darüber hinaus wird auch auf die metallphysikalischen Besonderheiten des Aluminiums, wie niedrigen Schmelzpunkt, sehr gute elektrische Leitfähigkeit, gute Wärmeleitfähigkeit und die bei einer Erwärmung über 600°C auftretende granuläre Struktur, die sich nach dem Abkühlen in Körner, Grieß oder Pulver zerteilen lässt, eingegangen. Bezüglich der Aluminiumherstellung aus Bauxit wird genannt, sie erfolgt in zwei Schritten, nämlich das Erz wird zunächst von Verunreinigungen gereinigt, so dass man reine Tonerde, Aluminiumoxid, erhält und Aluminium anschließend mittels Schmelzflusselektrolyse gewinnt. Außerdem erfährt der Leser Einsatzmöglichkeiten für das Reinaluminium und die Aluminiumlegierungen, dabei eingebunden sind Angaben, daß diese Materialien überaus gut geeignet sind als fliegendes Metall, also als Luftfahrtwerkstoffe. Und nicht zuletzt wird dem Leser nicht nur eine Chronologie zum Aluminiumeinsatz von den Anfängen bis zur Gegenwart näher gebracht, sondern auch das, daß Aluminium ein Metall mit kurzer Geschichte, aber mit großer Zukunft ist und dies mittels eines Resümees von Anders Ochel.
Inhaltsverzeichnis
Vorwort.
Aluminium – ein Metall mit kurzer Geschichte, aber mit großer Zukunft.
Reinaluminium.
Aluminiumlegierungen.
Summarium.
Vom Bauxit zum Aluminium - Ein Resümee nach Anders Ochel.
Geschichte des Aluminiums.
Allgemeine Informationen zum Aluminium.
Gewinnung des reinen Oxids Bayer-Verfahren (Nasser Aufschluss).
Gewinnung des reinen Oxids (Trockener Aufschluss).
Schmelzflusselektrolyse.
Verwendung von Aluminium.
Umweltaspekte.
Härteskala nach Mohs.
Chronologie zum Aluminiumeinsatz von den Anfängen bis zur Gegenwart.
Vita des Autors.
Veröffentlichungen des Autors.
Abstract.
Zielsetzung und Themenbereiche
Die vorliegende Arbeit verfolgt das Ziel, das Leichtmetall Aluminium sowie dessen Legierungen in seiner historischen Entwicklung und technologischen Bedeutung umfassend darzustellen. Dabei wird insbesondere auf die industrielle Gewinnung, die spezifischen Werkstoffeigenschaften und den zentralen Einsatz als "fliegendes Metall" in der Luftfahrt eingegangen.
- Historische Entwicklung der Aluminiumgewinnung und -verarbeitung
- Chemische und metallphysikalische Eigenschaften von Reinaluminium und Legierungen
- Technologische Prozesse zur Gewinnung (Bayer-Verfahren und Schmelzflusselektrolyse)
- Bedeutung von Aluminium als Konstruktionswerkstoff in der Luftfahrt
- Ökonomische und ökologische Aspekte der weltweiten Aluminiumproduktion
Auszug aus dem Buch
Aluminium – ein Metall mit kurzer Geschichte, aber mit großer Zukunft.
Aluminium als Metall rein darzustellen gelang erst vor 185 Jahren, obwohl die Menschen einige seiner Verbindungen, zum Beispiel Tone, die hauptsächlich aus Al2O3 bestehen, sowie Alaune, eine Gruppe von chemischen Verbindungen, die sich aus Wasser und zwei verschiedenartigen Salzen zusammensetzt, beispielsweise Kaliumalaun mit der chemischen Formel K2SO4·Al2(SO4)3 · 24 H2O bereits seit dem Altertum benutzen.
Wie dieses ausgewählte Mineral zeigt, kommt das metallische Element in Form von Sauerstoffverbindungen in der Natur vor; wobei es sich um Oxide der Form Al2O3 handelt, wie auch um die Hydroxide Al(OH)3, z. B. Hydrargillit, bzw. AlO(OH), z. B. Diaspor.
Über die Verwendung der Alaune als Feuerschutzanstrich bzw. Beizmittel für die Färberei berichtet schon Plinius der Ältere (23-79) in der von ihm im 1. Jahrhundert unserer Zeitrechnung verfassten „Naturalis historia“. Auch der Name Aluminium kommt von „alumen“ – der lateinischen Bezeichnung für Alaun.
Daß das Metallaluminium dem Menschen (möglicherweise) erst während der industriellen darstellbar und im Zeitraum der sich entwickelnden Fabrikproduktion gewinnbar wurde, beruht auf der Schwierigkeit der Trennung dieses Elements von Sauerstoff. Infolge dieser hohen Affinität zum Sauerstoff kommt Aluminium in der Natur nicht metallisch rein, d. h. gediegen, wie Gold, Silber, vereinzelt Kupfer sowie ab und an Meteoriteneisen, vor.
Zusammenfassung der Kapitel
Aluminium – ein Metall mit kurzer Geschichte, aber mit großer Zukunft.: Dieses Kapitel beleuchtet die historische Entdeckung und die chemischen Grundlagen des Aluminiums sowie seine Häufigkeit in der Erdkruste.
Reinaluminium.: Hier werden die physikalischen Eigenschaften, die Korrosionsbeständigkeit und die spezifische Eignung von Reinaluminium für technische Anwendungen erläutert.
Aluminiumlegierungen.: Dieses Kapitel behandelt die verschiedenen Legierungssysteme, ihre Klassifizierung in knet- und gussfähige Legierungen sowie die Mechanismen der Festigkeitssteigerung.
Summarium.: Eine zusammenfassende Betrachtung der globalen Produktionsstrukturen, Energieanforderungen und der wichtigsten Abnehmermärkte für Aluminium.
Vom Bauxit zum Aluminium - Ein Resümee nach Anders Ochel.: Eine detaillierte Übersicht der Prozessschritte von der Rohstoffgewinnung über das Bayer-Verfahren bis hin zur Schmelzflusselektrolyse.
Schlüsselwörter
Aluminium, Leichtmetall, Luftfahrtwerkstoff, Bauxit, Schmelzflusselektrolyse, Bayer-Verfahren, Aluminiumlegierungen, Korrosionsbeständigkeit, Metallurgie, Industriegeschichte, Werkstoffkunde, Reinaluminium, Aluminiumoxid, Energiekosten, Recycling.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Publikation primär?
Die Arbeit behandelt die Entwicklung, Herstellung und Anwendung von Aluminium als einem der bedeutendsten technischen Nichteisenmetalle der modernen Zeit.
Welche zentralen Themenfelder deckt das Werk ab?
Zu den Schwerpunkten gehören die metallgeschichtliche Entwicklung, die industrielle Rohstoffgewinnung aus Bauxit, die Legierungstechnik sowie der Einsatz des Materials in der Luftfahrt.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist es, dem Leser ein fundiertes Verständnis über die Eigenschaften, die Gewinnungsverfahren und die zukünftige Relevanz des Werkstoffs Aluminium zu vermitteln.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Der Autor nutzt eine historisch-technische Analyse, ergänzt durch eine Zusammenstellung aktueller Produktionsdaten und werkstofftechnischer Spezifikationen.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in eine theoretische Einführung zum Element, detaillierte Beschreibungen der chemischen Herstellungsverfahren und eine spezifische Betrachtung der Aluminiumwerkstoffe für die Luftfahrtindustrie.
Welche Schlüsselbegriffe sind charakteristisch?
Typische Begriffe sind Aluminium, Luftfahrtwerkstoff, Schmelzflusselektrolyse, Bauxit, Legierungssysteme und Industriegeschichte.
Warum gilt Aluminium als "fliegendes Metall"?
Aufgrund seiner geringen Dichte bei gleichzeitig hoher Festigkeit, insbesondere in Form von speziellen Legierungen, ermöglicht Aluminium eine signifikante Gewichtsreduktion bei Fluggeräten.
Welche Rolle spielt die Korrosionsbeständigkeit bei der Verwendung?
Aluminium bildet an der Atmosphäre eine natürliche, dichte Oxidschicht, die das darunterliegende Material schützt und es so gegenüber Umwelteinflüssen widerstandsfähiger macht als viele andere Metalle.
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- Dipl.-Ing. (FH), Dipl.-Ing., Dr.-Ing. Wolfgang Piersig (Author), 2009, Aluminium - ein Metall mit kurzer Geschichte, aber mit großer Zukunft, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/142299
