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Was ist Aluminium? Es ist ein chemisches Element, das auf der Erde natürlich vorkommt. Es ist das am häufigsten vorkommende Metall auf unserem Planeten, da es etwa 8 % der Kruste auf der Erdoberfläche ausmacht. Es ist sehr vielseitig, so dass es nach Stahl das am zweithäufigsten verwendete Metall ist, z. B. im Automobilbau und in Gebäuden. Jahrhunderte nach dem Beginn der industriellen Produktion von Aluminium ist die weltweite Nachfrage nach Aluminium rasch auf etwa 29 Millionen Tonnen pro Jahr angestiegen, von denen etwa 22 Millionen Tonnen neues Aluminium sind. Im Vergleich dazu sind 7 Millionen Tonnen wiederverwendetes Aluminium aus Altmetall. Es ist erwähnenswert, dass Aluminium zu den Metallen gehört, die in der Technik verwendet werden, da sein Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht größer ist als das von Stahl.

Eigenschaften und Vorteile von Aluminium

Die Vorteile der Verwendung von Aluminium sind mit seinen bemerkenswerten Eigenschaften verbunden:

– Korrosionsbeständigkeit

Wenn Aluminium der Luft und feuchten Bedingungen ausgesetzt wird, bildet sich eine Oxidschicht, die die Aluminiumoberfläche vor extremer Oxidation schützt. Diese sich selbst schützende Oxidschicht verleiht dem Aluminium seine Widerstandsfähigkeit gegen den Verfall und macht es sogar gegenüber der industriellen Atmosphäre, die die Verwitterung begünstigt, beständig. Durch Eloxalbehandlungen kann die Widerstandsfähigkeit der Oxidschicht auf Oberflächen weiter erhöht werden.

– Thermische und elektrische Leitfähigkeit

Aluminium leitet Wärme und Elektrizität hervorragend. Die Wärmeleitfähigkeit von Aluminium beträgt etwa 50 bis 60 Prozent derjenigen von Kupfer, was es für die Herstellung von Kochgeschirr in großem Maßstab sehr geeignet macht. Wärmeleitfähigkeit bezieht sich auf die Übertragung von einem Medium auf ein anderes; daher werden Wärmetauscher aus Aluminium in der Chemie-, Lebensmittel- und Flugzeugindustrie eingesetzt. Aluminium’s hohe Leitfähigkeit (1350) ist etwa 62 Prozent der International Annealed Copper Standard (IACS) macht es effektiv für den Einsatz und elektrische Leiter und hat etwa ein Drittel des spezifischen Gewichts von Kupfer.

– Reflexionsvermögen

Glattes Aluminium hat ein hohes Reflexionsvermögen auf dem elektromagnetischen Spektrum von den Radiowellen und in den Infrarot-und Wärmebereich. Es reflektiert etwa 80 % des Lichts und 90 % der Wärme, die auf seine Oberfläche trifft. Dieses hohe Reflexionsvermögen verleiht Aluminium ein dekoratives Aussehen und macht es zu einem wirksamen Mittel gegen Licht- und Wärmestrahlung in Anwendungen wie Bedachungen und Hitzeschilden für Kraftfahrzeuge.

– Ungiftige Eigenschaften

Die Ungiftigkeit von Aluminium wurde vor Jahrhunderten bei seiner ersten industriellen Verwendung entdeckt. Diese Eigenschaft macht es für die Verwendung in Kochutensilien geeignet, ohne schädliche Auswirkungen auf den menschlichen Körper zu haben. Es erleichtert auch die Verwendung in Folien für Lebensmittelprodukte in der verarbeitenden Industrie.

– Recyclingfähigkeit

Das Recycling von Aluminium ist unübertroffen. Vor allem gibt es einen signifikanten Unterschied in den Eigenschaften zwischen recyceltem und neuem Aluminium. Etwa 5 % der Energie, die bei der Herstellung von neuem Aluminium verbraucht wird, wird für das Recycling von Aluminium benötigt. Gegenwärtig werden etwa 60 % des Aluminiums am Ende seines Lebenszyklus recycelt.

– Veredelungsfähigkeit

Für die meisten seiner Anwendungen benötigt Aluminium keine Schutzschicht. Veredelungstechniken wie Sandstrahlen, Polieren und Drahtbürsten erfüllen die meisten Veredelungserfordernisse, und in den meisten Fällen ist die verwendete Oberflächenbeschaffenheit ausreichend, ohne dass eine weitere Veredelung erforderlich ist. Wo reines Aluminium oder ein zusätzlicher Schutz erforderlich ist, wird eine breite Palette von Oberflächenbehandlungen wie Lacke, chemische und elektrochemische Verfahren angewandt.

– Festigkeit

Reines Aluminium für den kommerziellen Gebrauch hat eine Zugfestigkeit von 90 MPa, was es sehr nützlich für Strukturmaterialien macht. Durch Bearbeitungsverfahren wie das Kaltwalzen wird es noch fester. Eine weitere Steigerung der Festigkeit wird durch die Legierung mit Elementen wie Kupfer, Mangan und Silizium in bestimmten Anteilen erreicht. Legierungen sind viel fester und können durch Wärmebehandlung weiter verstärkt werden.

– Hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht

Das Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht ist bei Aluminium viel höher als bei Baustahl. Diese Eigenschaft macht es geeignet für die Konstruktion und den Bau von starken und leichten Strukturen mit vielen Vorteilen für Strukturen, die sich bewegen, wie Schiffe, Fahrzeuge und Flugzeuge.

– Einfache Herstellung

Die einfache Herstellung von Aluminium ist eine seiner wichtigsten Eigenschaften aufgrund seiner geringeren Verarbeitbarkeit mit allen Gussmethoden. Aluminium kann in der gewünschten Dicke hergestellt werden, von Folien, die dünner als Papier sind, über Aluminiumdrähte, die gewalzt werden können, bis hin zu Aluminiumblechen, die rollgeformt, gestanzt und gezogen werden können. Die schnelle und einfache Bearbeitung von Aluminium trägt wesentlich zu den niedrigen Kosten bei der Herstellung von Aluminiumteilen bei. Aluminiummetall kann mit hoher Geschwindigkeit gedreht, gefräst und gebohrt werden, wozu Maschinen in Verbindung mit seiner flexiblen Beschaffenheit in der Lage sind.

– Duktilität

Aluminium ist verformbar, was bedeutet, dass es zu Drähten gezogen werden kann, ohne zu brechen. Allerdings ist seine Dehnbarkeit geringer als die von Kupfer. Aluminium hat außerdem eine niedrige Dichte und einen niedrigen Schmelzpunkt. In geschmolzener Form kann Aluminium aufgrund seiner Flexibilität auf verschiedene Weise gegossen werden, um die gewünschten Produkte wie Bleche, Folien, Rohre und Stangen herzustellen.

– Festigkeit bei niedrigen Temperaturen

Aluminium und seine Legierungen haben sich bei kalten Temperaturen als nützlich erwiesen. Im Gegensatz zu anderen Metallen wie Stahl, die bei niedrigen Temperaturen spröde werden, werden Aluminium und seine Legierungen stärker. Nicht nur die Festigkeit nimmt bei niedrigen Temperaturen zu, sondern auch die Zug-, Streck- und Schlagfestigkeit. Darüber hinaus erhöht sich die Korrosionsbeständigkeit von Aluminium unter diesen Bedingungen, so dass es für den Einsatz in Kälte- und Eisregionen geeignet ist, ohne dass es zu einer beschleunigten Zersetzung aufgrund von Feuchtigkeit kommt.

– Undurchlässig und geruchsneutral

Aluminium ist, selbst wenn es wie eine Folie gewalzt wird, mit einer Dicke von 0,007 mm ausreichend undurchlässig und gibt weder Geruch noch Geschmack ab. Es ist außerdem ungiftig und eignet sich aufgrund seiner geruchlosen und undurchlässigen Eigenschaften ideal für die Verpackung von Produkten wie Arzneimitteln und Lebensmitteln.

– Nicht magnetisch

Aluminium zieht keine Magnete an und wird daher in der Laiensprache als paramagnetisch bezeichnet. Diese Eigenschaft macht es ideal für die Abschirmung von Antennen und Computerplatten.

– Schall- und Stoßdämpfung

Aluminium ist ein guter Schallabsorber, was es ideal für die Konstruktion von Dachdecken und Stoßdämpfern in Autos macht. Aluminiumschaum, seine Porosität, Materialzusammensetzung, Dicke und verschiedene Behandlungsarten machen es durchlässig für Schall und Stöße.

Quellen und weiterführende Literatur

Aluminiumlegierung – Allgemeine Informationen – Einführung in Aluminium und seine Legierungen. Aalco.co.uk. Abgerufen am 27. Mai 2020, von http://www.aalco.co.uk/datasheets/Aluminium-Alloy_Introduction-to-Aluminium-and-its-alloys_9.ashx.

Asminternational.org. (2020). Key Characteristics of Aluminum. Asminternational.org. Abgerufen am 27. Mai 2020, von https://www.asminternational.org/documents/10192/3456792/06787G_Sample.pdf/c4151917-99fc-46e8-a310-d5578d0af160.

DJUKANOVIC, G. (2016). Aluminiumlegierungen im Schiffbau – ein schnell wachsender Trend. Aluminiuminsider.com. Abgerufen am 27. Mai 2020, von https://aluminiuminsider.com/aluminium-alloys-in-shipbuilding-a-fast-growing-trend/.