アルミニウム (アメリカ英語およびカナダ英語ではアルミニウム) は、記号 Al、原子番号 13 の化学元素です。アルミニウムの密度は他の一般的な金属より低く、鋼鉄の約 3 分の 1 です。酸素との親和性が高く、空気に触れると表面に酸化物の保護層を形成します。アルミニウムは、色と光を反射する優れた能力の両方において、視覚的には銀に似ています。柔らかく、非磁性で延性があります。安定同位体は 27Al です。この同位体は非常に一般的であり、アルミニウムは宇宙で 12 番目に一般的な元素となります。 26Al の放射能は放射性年代測定に使用されます。
化学的には、アルミニウムはホウ素グループの遷移後の金属です。このグループに共通していることですが、アルミニウムは主に +3 の酸化状態で化合物を形成します。アルミニウムカチオン Al3+ は小さく、高度に帯電しています。そのため、それは分極性があり、結合アルミニウムの形態は共有結合に向かう傾向があります。酸素に対する強い親和性により、アルミニウムは自然界では酸化物の形で酸素とよく結びつきます。このため、アルミニウムは地球上で主に地殻内の岩石中に存在し、マントル内ではなく、酸素とケイ素に次いで 3 番目に豊富な元素であり、遊離金属として存在することは事実上ありません。
アルミニウムの発見は、1825 年にデンマークの物理学者ハンス・クリスチャン・エルステッドによって発表されました。アルミニウムの最初の工業生産は、1856 年にフランスの化学者アンリ・エティエンヌ・サント＝クレール・ドゥヴィルによって開始されました。アルミニウムは、1886 年にフランス人技師ポール・エローとアメリカ人技師チャールズ・マーティン・ホールが独自に開発したホール・エロー法によって一般に入手しやすくなり、アルミニウムの大量生産により産業や日常生活で広く使用されるようになりました。第一次世界大戦と第二次世界大戦では、アルミニウムは航空にとって重要な戦略資源でした。 1954 年に、アルミニウムは銅を上回り、最も多く生産される非鉄金属になりました。 21 世紀には、アルミニウムの大部分は、米国、西ヨーロッパ、日本で輸送、エンジニアリング、建設、梱包に消費されました。
環境中にアルミニウム塩が蔓延しているにもかかわらず、代謝的にアルミニウム塩を使用する生物は知られていませんが、アルミニウムは植物や動物によく許容されます。これらの塩は豊富に存在するため、それらの生物学的役割の可能性には引き続き関心があり、研究が続けられています。
応用
参照: アルミニウム合金
2016 年の世界のアルミニウム生産量は 5,880 万トンでした。その量は鉄（12億3,100万トン）を除く他の金属の量を上回った[138][139]。
アルミニウムはほとんどの場合合金化されており、特に焼き戻し時の機械的特性が著しく向上します。たとえば、一般的なアルミ箔や飲料缶は、92% ～ 99% のアルミニウムの合金です。[140]主な合金剤は銅、亜鉛、マグネシウム、マンガン、シリコン (ジュラルミンなど) であり、重量で数パーセントの他の金属が含まれています。 [141]アルミニウムは、鍛造および鋳造の両方で、マンガン、シリコン、マグネシウム、銅、亜鉛などと合金化されています [142]。たとえば、Kynal ファミリの合金は、英国の化学メーカー、インペリアル ケミカル インダストリーズによって開発されました。
アルミ缶
アルミニウム金属の主な用途は次のとおりです。
輸送機器（自動車、航空機、トラック、鉄道車両、船舶、自転車、宇宙船など）。アルミニウムは密度が低いため使用されます。
包装（缶、ホイル、フレームなど）。アルミニウムが使用されるのは、アルミニウムが無毒 (下記参照)、非吸着性、耐飛散性であるためです。
建築および建設（窓、ドア、外壁、建築用ワイヤー、外装、屋根など）。スチールは安価であるため、軽さ、耐食性、または工学的特徴が重要な場合にはアルミニウムが使用されます。
電気関連用途（導体合金、モーター、発電機、変圧器、コンデンサーなど）。アルミニウムが使用される理由は、アルミニウムが比較的安価で、導電性が高く、適切な機械的強度と低密度を備え、腐食に強いためです。
調理器具から家具まで幅広い家庭用品を取り揃えております。低密度、良好な外観、製造の容易さ、耐久性がアルミニウム使用の重要な要素です。
機械および装置（加工装置、パイプ、工具）。アルミニウムは、耐食性、非発火性、機械的強度の点で使用されます。
ポータブルコンピューターケース。現在、合金化せずに使用されることはほとんどありません[144]が、アルミニウムはリサイクル可能であり、きれいなアルミニウムには市場価値が残っています。たとえば、使用済みの飲料缶 (UBC) 材料は、MacBook Air ラップトップ、Pixel 5 スマートフォン、Summit Lite スマートウォッチの電子コンポーネントを包むために使用されました。
ソーラーパネルの素材は何ですか？
ソーラーフレームの素材は6063アルミニウム合金です。
AA 6063 は、合金元素としてマグネシウムとシリコンを含むアルミニウム合金です。その組成を管理する基準は、アルミニウム協会によって維持されています。一般に優れた機械的特性を備えており、熱処理や溶接が可能です。英国のアルミニウム合金 HE9 に似ています。
6063 はアルミニウム押出材に使用される最も一般的な合金です。陽極酸化に適した非常に滑らかな表面で複雑な形状を形成できるため、窓枠、ドア枠、屋根、看板枠などの目に見える建築用途で人気があります。
化学組成
6063 の合金組成は次のとおりです: アルミニウム aioy 6063
| 構成要素 | 最小値 (重量%) | 最大値 (重量%) |
| アルミニウム(Al) | 97.50% | 99.35% |
| マグネシウム(Mg) | 0.45% | 0.90% |
| シリコン（Si） | 0.20% | 0.60% |
| 鉄(Fe) | 0 | 0.35% |
| クロム(Cr) | 0 | 0.10% |
| 銅(Cu) | 0 | 0.10% |
| マンガン(Mn) | 0 | 0.10% |
| チタン(Ti) | 0 | 0.10% |
| 亜鉛(Sn) | 0 | 0.10% |
| その他 | 0 | 合計 0.15% (各 0.05%) |
機械的特性:
6063-T5
T5 テンパー 6063 は、厚さ 13 ミリメートル (0.5 インチ) までの極限引張強さは少なくとも 140 MPa (20,000 psi)、厚さ 13 mm (0.5 インチ) からは 130 MPa (19,000 psi)、降伏強さは少なくとも 97 MPa (14,000 psi) から 13 ミリメートルまでです。 (0.5 インチ)、13 ～ 25 mm (0.5 ～ 1 インチ) で 90 MPa (13,000 psi)。伸び率は8%です。
6063-T6
T6 焼き戻し 6063 は、少なくとも 190 MPa (28,000 psi) の極限引張強度と少なくとも 160 MPa (23,000 psi) の降伏強度を備えています。 3.15 ミリメートル (0.124 インチ) 以下の厚さでは 8% 以上の伸びがあります。厚い部分では 10% の伸びがあります。
結論
6063 は、建築製作、窓やドアの枠、パイプやチューブ、アルミニウム家具に使用されます。そのため、ソーラーパネルに使用するのに適しています。
