Alüminyum 101
Alüminyum Nedir?
Alüminyum (Al) atom numarası 13,
yoğunluğu 2,70 gr/cm3 olan
gümüş renkli, hafif bir metaldir.
Yeryüzünde oksijen ve silisyumdan sonra en çok bulunan element olan Alüminyum doğada saf olarak bulunmamaktadır; oksitli ve silikatlı bileşikler halinde bulunmaktadır. Alüminyum metali üretimi birincil ve ikincil üretim olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Birincil alüminyum üretimi boksit cevherlerinden elde edilmektedir. İkincil alüminyum ise hurda alüminyumun geri dönüşümü yolu ile üretilmektedir.
Alüminyum Üretimi
Dünya boksit rezervinin % 90’ı alüminyumun eldesinde, geri kalanı kimya, refrakter, aşındırıcı ve çimento sanayinde kullanılmaktadır. Alüminyum üretiminde kullanılan boksit cevheri genellikle %30-60 oranında alüminyum içermekte ve işletilebilir değerde kabul edilmektedir. Boksit madeni yatakları genellikle yüzeye yakın yerlerde oluştuğundan açık işletme ile işletilmektedir.
Boksit cevherinden saf alüminyum elde edilmesi için çeşitli yöntemler bulunmaktadır. Bu yöntemler arasında, Carl Bayer tarafından keşfedilen Bayer metodu, dünyada halen en yaygın olarak kullanılan yöntemdir. Cevherden saf alüminyum üretiminin ilk aşamasında; Bayer metodu ile boksit cevherinden alümina (Al2O3), ikinci aşamasında elektroliz yöntemi ile alüminadan saf alüminyum elde edilmektedir. Yaklaşık 4 ton boksitten; 2 ton alümina, 1 ton metal alüminyum elde edilebilmektedir.
Endüstriyel alüminyum üretimi ilk kez 1886 yılında elektroliz yönteminin kullanılmaya başlaması ile gerçekleşmiştir. İlk olarak elektrik kabloları ve ev dekorasyon ürünlerinde kullanılmaya başlayan alüminyuma, 1939-1945 dönemindeki savaş ortamında, uçak sanayinde yoğun talep olmuştur. 1960’larda alüminyum sac ve levhalar inşaat sanayinde kullanım alanı bulurken, 1970 ve 1980’lerde ise özellikle ABD’de paketleme sektörü alüminyuma büyük talep yaratmıştır. Yaşanan petrol krizleri sonrasında, daha hafif otomobillerin üretiminin yaygınlaşmasıyla, otomotiv sektöründe bakır, çelik ve dökme demirin yerini alüminyum almaya başlamıştır.
Neden Alüminyum?
Alüminyum sahip olduğu özellikler nedeniyle birçok sektörde tercih edilmektedir. En önemli özelliklerinin başında hafif bir metal olması gelmektedir. Alüminyumun özkütlesi, çeliğin özkütlesinin yaklaşık üçte birine eşittir. Hafif bir metal olması kullanıldığı alanlarda enerji tasarrufu sağlamaktadır. Bu nedenle sera gazı ve diğer çevre kirletici maddelerin emisyonunu azaltmaktadır. Alüminyumun mukavemeti diğer elementlerin eklenmesiyle arttırılmaktadır. Esnek bir metal olan alüminyum uygulamalarda tasarım esnekliği sağlamaktadır ve bu özelliği nedeniyle taşıma ve inşaat sektöründe tercih edilmektedir.
Doğal oksit film tabakasına sahip olan alüminyum, yüksek derecede korozyon direncine sahiptir. Bu özelliği farklı yüzey işlemleri ile daha da geliştirilebilmektedir. Bu özellik alüminyumun kullanılabilir yaşam ömrünü uzatmakta ve aynı zamanda bakım ihtiyacını da azaltmaktadır. Isı ve elektrik iletkenliğinin iyi olması, elektrik dağıtım ve ısı transfer sistemlerinde ve benzeri uygulamalarda tercih sebebi olmaktadır. Çok ince alüminyum folyolar da (7 μm kalınlığında) dahil olmak üzere tamamen sızdırmaz bir özelliğe sahiptir. Bu duruma ek olarak, alüminyumun kendisinin toksik olmaması ve içinde bulunan malzemelerin aromalarının ve tadının salınımına izin vermemesi nedeniyle gıda ve içecek paketlemesinde yaygın biçimde kullanılmaktadır. Tüm bu özelliklerinin yanında alüminyum geri dönüşümü kolay bir metaldir.
Geri dönüşümü için az enerji gerekmektedir ve
yeniden ergitme prosesinde oluşan metal kaybı
%3’ten daha az olmaktadır.
Alüminyum son derece
iletken bir metal olması nedeniyle
elektrik ve elektronik sektöründe
tercih edilmektedir.
Hafif, dayanıklı ve fonksiyonel olması
alüminyumu günümüzün en önemli mühendislik
malzemelerinden biri haline getiren
başlıca özelliklerdir.
Hafif, dayanıklı ve fonksiyonel olması alüminyumu günümüzün en önemli mühendislik malzemelerinden biri haline getiren başlıca özelliklerdir. Alüminyum sadece bu özellikleriyle bile kullanılmaya değer bir malzemedir. Çok geniş kullanıma sahip olan Al, yaşadığımız evlerde, kullandığımız tüm ulaşım araçlarında, her türlü kablo, her çeşit dolap, raf, tezgah ve mutfak gereçlerinde, modern ortam iç tasarımlarında, ayrıca gıda, ilaç ve kimya gibi birçok sektörde kullanılmaktadır.
Alüminyum, bina çatı ve cephe kaplamalarında, kapı, pencere ve merdiven yapımında kullanılmaktadır. Sağlamlığı yanında sahip olduğu dekoratif görünümü inşaat sektöründe zengin seçenekler sunmaktadır.
Alüminyum, en kullanışlı ambalaj malzemelerinden birisidir. Homojen yapısı, ince folyo şeklinde üretilebilmesi, hava geçirmezliği ve kolay şekillenebilmesi onu ideal bir ambalaj malzemesi yapmaktadır. En yaygın kullanıldığı alanlardan birisi de içecek kutularıdır. Dünyada kullanılan tüm içecek kutularının %80'i alüminyumdan yapılmaktadır.
Alüminyum, ulaşım sektöründe taşıt araçlarının üretiminde kullanılan en önemli malzemelerden birisidir. Alüminyum kullanımının yaklaşık % 25'i taşıt araçlarının üretimine aittir. Taşıt araçları ne kadar hafif olursa, hareket etmeleri için daha az enerjiye gerek duyulduğundan, alüminyum kullanılan taşıtlar daha az yakıt harcamaktadır. Özellikle otobüs, tren, kamyon gibi büyük araçlarda alüminyum kullanımı önemli yakıt tasarrufu sağlamaktadır. Alüminyum alaşımlarının hafifliği yanı sıra sağlamlığı uçak, gemi ve tekne yapımında kullanımını artırmaktadır.
Alüminyum son derece iletken bir metal olması nedeniyle elektrik ve elektronik sektöründe tercih edilmektedir. Yüksek voltajlı elektrik nakil hatları, yeraltı kabloları, elektrik boruları, motor bobin sarımında; ayrıca elektronik cihaz kasaları, şase, transistor soğutucuları ve veri kayıt disklerinde yaygın şekilde kullanılmaktadır.