Aluminium

Aluminium, Symbol Al: chemisches Element der Kernladungszahl 13; Atommasse 26,98154; Wertigkeit +3; F 660°C; Kp 2467°C; Leichtmetall (Dichte 2,70 g/cm3). Aluminium tritt in der Natur nur chemisch gebunden auf, insbesondere in gesteinsbildenden Silikaten (Feldspat, Glimmer) und deren Verwitterungsprodukten (Kaolin, Ton, Lehm). Für die technische Herstellung wichtig ist Bauxit, hauptsächlich A1(0H)5. Aluminium ist das häufigste Metall und zugleich das dritthäufigste Element der Erdrinde. Aluminium ist silberweiß; es steht in der Leitfähigkeit für Elektrizität (63%) und Wärme (59%) dem Kupfer verhältnismäßig nahe. Da es weich und sehr dehnbar ist, kann es durch Walzen zu Aluminiumfolien (bis 0,004 mm dünn) verarbeitet werden. Aluminium reagiert leicht mit Säuren zu Aluminiumsalzen, mit Laugen zu Aluminaten. Die langzeitige Einatmung von staubförmigem Aluminium, Aluminiumoxid oder Aluminiumphosphat kann zur Fibröse der Lungen fuhren. Da Aluminium sich an der Luft mit einer dichten Oxidschicht überzieht, die durch anodische Oxydation (Aloxydieren, Eloxieren) verstärkt werden kann, wird es rein und legiert vielfältig als Werkstoff (besonders in Elektrotechnik und Flugzeugbau) eingesetzt. Gewinnung. Die heutige Gewinnung geht meist vom Bauxit aus, der gebrochen, gemahlen und getrocknet wird. Mit Natronlauge unter hohem Druck (Bayerverfahren) beziehungsweise mit Soda im Drehrohrofen (Loewig-Verfahren) gewinnt man aus ihm Natriumaluminat. Aus der Aluminat Lösung wird Aluminiumhydroxid ausgefällt. Dieses wird im Drehrohrofen bei hohen Temperaturen in Aluminiumoxid umgewandelt, dass in geschmolzenem Kryolith aufgelöst und der Schmelzflusselektrolyse zugeführt wird. Dabei fällt Hüttenaluminium an, aus dem durch Umschmelzen Reinaluminium hergestellt wird. Durch ein spezielles Elektrolyseverfahren (Dreischichtenelektrolyse) kann Reinstaluminium gewonnen werden. Legierungen. Aluminiumlegierungen enthalten meist mehr als 90% Aluminium. Wichtigste Knet Legierungen sind die aushärtbaren Legierungen von AlCuMg (zum Beispiel Duralumin), die korrosionsbeständigen von AlMg (zum Beispiel Hydronalium) und die warm festen von AlCuNi. Wichtigste Guss Legierungen sind von AlSi (zum Beispiel Silimin), eventuell mit Zusätzen von Kupfer und beziehungsweise oder Magnesium, sowie von AlMg (zum Beispiel Guss-Hydronalium). Für spezielle Legierungen werden auch Zusätze von Zink, Kobalt, Eisen, Titan, Chrom, Blei unter anderem verwendet. Geschichte. Aluminium wurde 1824 von H. Orsted entdeckt und 1827 von F. Wöhler rein dargestellt; die erste technische Produktion erfolgte 1854 durch H. E. Sainte-Claire Deville.

Aluminieren: Aufbringen von Aluminiumschichten auf andere Metalle, vorwiegend Eisenmetalle, als Oberflächenschutz. Die Aluminiumschichten werden durch Tauchen in geschmolzenes Aluminium, Metallspritzen, Aufdampfen im Vakuum, Aufsintem oder (seltener) durch elektrolytische Abscheidung hergestellt. Aluminierte Teile vereinigen die Beständigkeit des Aluminiums gegen Umwelteinflüsse mit den mechanischen Eigenschaften des Grundwerkstoffes.

Aluminiumbronze: Kupfer-Aluminium-Legierung, die sehr widerstandsfähig gegen Chemikalien ist und als Münzmetall verwendet wird; auch Aluminium Pulver für Anstriche wird als Aluminiumbronze bezeichnet. Siehe auch Metallpigmente.

Aluminiumorganische Verbindungen: organische chemische Verbindungen mit einer Aluminium-Kohlenstoff-Bindung, zum Beispiel Triethylaluminium (Aluminiumtriethyl), A1(C2H5)3, eine selbstentzündliche, mit Wasser explosionsartig reagierende Flüssigkeit. Einige aluminiumorganische Verbindungen werden als Katalysatoren bei der stereospezifischen Polymerisation verwendet.

Aluminiumverbindungen: Stoffe, die Aluminium chemisch gebunden enthalten, zum Beispiel in den Aluminiumsalzen als Kation, in den Aluminaten als komplexe Anionen. Aluminium Chlorid, A1C13, ist eine farblose, hygroskopische Substanz, die an feuchter Luft Nebel bildet und bei 183 °C sublimiert. Aluminiumhydroxid, Al(OH)3, in der Technik auch als Tonerde Hydrat bezeichnet, ein weißes, wasserunlösliches Pulver, ist (neben Aluminiumoxidhydroxid, AIO(OH)) Hauptbestandteil des Bauxits. Aluminiumhydroxid ist amphoter; es bildet mit Säuren Aluminiumsalze (zum Beispiel Aluminiumnitrat, mit Basen (zum Beispiel Natriumhydroxid) Aluminate (zum Beispiel Natriumaluminat, Na(Al(OH)a)) und geht beim Glühen in das Oxid über. Aluminiumoxid (Tonerde), kommt als Korund (mit Beimengungen als Rubin, Saphir und Schmirgel) in der Natur vor und wird seiner Härte wegen (Härtegrad 9 nach Mohs) als Schleifmittel (Korund, Schmirgel) und Lager- und Schmuckstein (Rubin, Saphir) verwendet. Aluminium Oxid wird technisch aus Bauxit gewonnen, ist Zwischenprodukt bei der Aluminiumerzeugung und Bestandteil wichtiger technischer Katalysatoren. Aluminiumsulfat, A12(SO4)3-18HjO, ist farblos, leicht wasserlöslich und wird zur Trinkwasseraufbereitung sowie in der Färberei, Gerberei und Papier Herstellung verwendet. Aluminiumsulfid, A12S3, entsteht beim Zünden eines Gemischs von Aluminium und Schwefel unter starker Lichtentwicklung; es reagiert mit Wasser heftig unter Bildung von Schwefelwasserstoff. Siehe auch Azetate.