Как алюминий изменил мир

История алюминия, который перевернул наш мир.

Впервые в мире алюминий был получен в 1825 году, физиком Гансом Эрстедом. К большому сожалению старый процесс его получения был достаточно трудоемким, т.е. очень трудным и дорогостоящим, что непременно привело к тому, что металл стал в те годы самым дорогим в мире.

Даже дороже того же золота и платины. И это не смотря на то, что его запасы в те годы составляли 8 процентов от всей земной коры нашей планеты. То есть, в природе алюминий достаточно распространен. Но до тех самых пор, пока не был придуман способ получения этого металла в промышленных масштабах, стоимость алюминия была запредельной.

Но в конце концов алюминий стал одним из самых дешевых материалов в мире, и все после того, как в 1880-х годах был придуман метод массового производства этого металла. В конечном итоге, после получения самого первого алюминия в течение 50 лет стоимость его 1 килограмма (алюминия) упала с 1200 долларов США (в середине 19 века) всего до 1 доллара за 1 килограмм (цена в начале 20 века).

Технические характеристики: Cadillac CT6, его секреты и его будущее

Первый в истории промышленный способ получения алюминия изобрел Альфред Вильм, сделал он это в 1855 году. Но по своим свойствам это был еще не тот самый алюминий, который мы используем и применяем сегодня. Дело здесь вот в чем. Первый алюминий был не так крепок и продолжалось это до тех пор, пока тот же Немецкий инженер Альфред Вильм не обнаружил (не открыл) дисперсионное отвердение, которое как-раз и превращало сам алюминий в дюралюминий.

Дюралюминий имеет на атомном уровне более сильную кристаллическую решетку. В итоге этот сплав получается более твердым и прочным, чем обычный алюминий. При этом добавки в сам алюминий не меняют пластичности и легкости данного металла. Так же Вильм обнаружил, что старение дюралюминия приводит к увеличению прочности таких металлов. В окончательном итоге прочность дюралюминия, который уже прошел процесс искусственного старения, больше алюминия примерно в 4,6 - 5 раз.(!)

Кстате, Альфред изначально проводил испытания с самим дюралюминием, проведя известный в мире опыт с закаливанием (закалка стали с помощью резкого понижения температуры в масле). Но если этот самый процесс делал ту же сталь намного прочнее, то сплав из алюминия крепче от такого закаливания не становился. В итоге инженер-металлург взял и оставил после нагрева дюралюминия его остывать на воздухе в течение нескольких дней при естественной температуре.

К удивлению ученого металлурга через несколько дней металл стал значительнее прочнее. Вот таким незамысловатым способом инженер нашел способ сделать обычный алюминий крепче. Этот процесс называется -старением.

Дюралюминий был использован при создании первого в мире цельнометаллического самолета. Благодаря его прочности, легкости и твердости в мире стали появляться новые конструкции авиатехники, которая в итоге изменила все путешествия по воздуху раз и навсегда. Дело в следующем, благодаря новому прочному металлу многие инженеры и конструкторы смогли изменить существующую в те годы конструкцию самолета.

И в первую очередь за счет изменения геометрии и обтекаемости самой конструкции. В итоге наш мир увидел новые типы самолетов. Благодаря созданию обтекаемых конструкций самолетов инженеры смогли увеличить и внутреннее пространство этой авиатехники, что позволило увеличить количество пассажирских мест в салоне самолета, а также и само пространство между пассажирскими креслами в авиасалоне.

В конечном итоге дюралюминий стал самым удивительным в мире чудо-материалом. В последующем Альфред Вильм вычислил идеальную температуру старения дюралюминия и необходимое время для создания идеальной прочности его структуры.

Примечательно другое, что 13% всего мирового алюминия сегодня используется в энергетическом секторе, даже не смотря на то, что в основном (традиционно) в этой области используется медь, которая является лучшим в мире проводником электричества.

Но вот в воздушных линиях электропередач в качестве проводящего материала например, по сегодняшний день, по-прежнему используется алюминий. Правда имеется причина, чтобы проводить тот же уровень электроэнергии как делают зто медные провода, то толщина алюминиевых проводов должна быть в 1,5 раза толще медных проводов, но..,

даже в этом случае и благодаря легкости алюминия, провод, который будет толще меди даже в два раза, все-равно будет легче, а это в свою очередь существенно снижает ту нагрузку на воздушные линии ЛЭП и их опоры, которой они подвергаются. Благодаря использованию алюминия вместо медных проводов, можно позволить сегодня увеличить те расстояния между самими опорами воздушных линий электропередач (ЛЭП), а это в свою очередь снизит затраты себестоимости по их строительству.

23% мирового алюминия используется сегодня в строительстве. Например, при строительстве 102-х этажного небоскреба Эмпайр-Стейт-Билдинг (штат Манхеттен, Нью-Йорк) строители впервые в мире использовали в конструкции большое количество алюминия. Благодаря использованию алюминиевого каркаса для небоскрёба, они таким образом улучшили его коррозионную стойкость. Но главное преимущество в использовании алюминия в небоскребе, это легкость самой конструкции, и все это без ущерба прочности здания.

Также, алюминий стал идеальным материалом не только для внешней отделки зданий (особенно высотных), но и для использования его в качестве кровли.

Главным же потребителем алюминия в мире по-прежнему остается автопромышленность. Сегодня огромная доля всего ежегодно производимого алюминия потребляется самой автомобильной промышленностью. Благодаря этому материалу автопроизводители смогли облегчить конструкцию автотранспортных средств, что в свою очередь привело к снижению потребления топлива автомобилями, а также к существенному снижению попадания в атмосферу вредных веществ от выхлопных газов.

Примечательно следующее, что заменяя таким образом сталь на алюминий автопроизводители ни как не ухудшают жесткость кузова автомобиля и не снижают их безопасность. Это стало возможным благодаря новым технологиям по проектированию конструкции автотранспортных средств.

Так что, как вы видите, наш мир без массового применения алюминия во многих сферах деятельности был бы сегодня совсем иным. Алюминий уже долгие годы в сравнении с другими материалами имеет по настоящему массу преимуществ. В конечном итоге говоря, уже более-чем 100 лет у алюминия не было практически конкуренции для массового использования и применения его в нашем мире. Но недавно у алюминия все-же появился конкурент. Речь идет о композитных материалах (углеволокно). Например, армированный углеродный пластик может легко соперничать с прочностью самого алюминия, он может быть в два раза легче и к тому-же дешевле. Но эта тема совсем другой статьи.

Вот краткая история самого удивительного и интересного материала на планете в формате видео-ролика: