알루미늄(또는 미국 영어와 캐나다 영어에서는 알루미늄)은 기호 Al과 원자 번호 13을 갖는 화학 원소입니다. 알루미늄은 다른 일반적인 금속보다 밀도가 낮으며 강철의 약 1/3입니다. 산소에 대한 친화력이 커서 공기에 노출되면 표면에 산화물 보호층을 형성합니다. 알루미늄은 색상과 빛을 반사하는 뛰어난 능력 모두에서 시각적으로 은과 유사합니다. 부드럽고 비자성이며 연성이 있습니다. 그것은 하나의 안정 동위원소인 27Al을 가지고 있습니다. 이 동위원소는 매우 흔하여 알루미늄을 우주에서 12번째로 흔한 원소로 만듭니다. 26Al의 방사능은 방사성 연대 측정에 사용됩니다.
화학적으로 알루미늄은 붕소족의 전이후 금속입니다. 그룹에서 흔히 볼 수 있듯이 알루미늄은 주로 +3 산화 상태에서 화합물을 형성합니다. 알루미늄 양이온 Al3+은 작고 전하량이 높습니다. 따라서 이는 극성을 띠고 알루미늄 결합 형태는 공유성을 향하는 경향이 있습니다. 산소에 대한 강한 친화력으로 인해 알루미늄은 산화물 형태로 자연계 산소와 공통적으로 연관됩니다. 이러한 이유로 알루미늄은 지구상에서 주로 지각의 암석에서 발견됩니다. 맨틀에서가 아니라 산소와 규소 다음으로 세 번째로 풍부한 원소이며 사실상 자유 금속으로는 결코 발견되지 않습니다.
알루미늄의 발견은 1825년 덴마크 물리학자 Hans Christian Ørsted에 의해 발표되었습니다. 최초의 알루미늄 산업 생산은 1856년 프랑스 화학자 Henri Étienne Sainte-Claire Deville에 의해 시작되었습니다. 1886년 프랑스 엔지니어 Paul Héroult와 미국 엔지니어 Charles Martin Hall이 독립적으로 개발한 Hall-Héroult 공정을 통해 알루미늄은 대중에게 훨씬 더 많이 공개되었으며, 알루미늄의 대량 생산으로 인해 산업 및 일상 생활에서 광범위하게 사용되었습니다. 제1차 세계대전과 제2차 세계대전에서 알루미늄은 항공 산업의 중요한 전략 자원이었습니다. 1954년에는 알루미늄이 구리를 제치고 가장 많이 생산되는 비철금속이 됐다. 21세기에는 미국, 서유럽, 일본에서 대부분의 알루미늄이 운송, 엔지니어링, 건설, 포장에 소비되었습니다.
환경에 널리 퍼져 있음에도 불구하고 살아있는 유기체는 알루미늄 염을 대사적으로 사용하는 것으로 알려져 있지 않지만 알루미늄은 식물과 동물에 잘 견딥니다. 이러한 염이 풍부하기 때문에 이들 염의 생물학적 역할에 대한 잠재력은 계속해서 관심을 끌고 있으며 연구가 계속되고 있습니다.
애플리케이션
참조: 알루미늄 합금
2016년 전 세계 알루미늄 생산량은 5,880만 미터톤이었습니다. 이는 철(12억 3100만 톤)을 제외한 다른 금속보다 많은 양이다.[138][139]
알루미늄은 거의 항상 합금화되어 있어 기계적 성질이 현저하게 향상되며, 특히 단조할 때 더욱 그렇습니다. 예를 들어, 일반적인 알루미늄 호일과 음료수 캔은 92%~99%의 알루미늄 합금입니다.[140] 주요 합금제는 구리, 아연, 마그네슘, 망간, 규소(예: 두랄루민)이며 다른 금속도 중량%로 몇 퍼센트 함유되어 있습니다.[141] 단조 및 주조 알루미늄은 망간, 규소, 마그네슘, 구리 및 아연과 합금되었습니다.[142] 예를 들어, Kynal 합금 계열은 영국 화학 제조업체인 Imperial Chemical Industries에서 개발했습니다.
알루미늄 캔
알루미늄 금속의 주요 용도는 다음과 같습니다.
운송(자동차, 항공기, 트럭, 철도 차량, 해양 선박, 자전거, 우주선 등). 알루미늄은 밀도가 낮기 때문에 사용됩니다.
포장(캔, 호일, 프레임 등). 알루미늄은 무독성(아래 참조), 비흡착성, 쪼개짐 방지 기능 때문에 사용됩니다.
건물 및 건축(창문, 문, 사이딩, 건물 와이어, 덮개, 지붕 등). 강철은 가격이 저렴하기 때문에 경량성이나 내식성, 공학적 특성이 중요한 경우에는 알루미늄이 사용됩니다.
전기 관련 용도(도체 합금, 모터, 발전기, 변압기, 커패시터 등). 알루미늄은 상대적으로 저렴하고 전도성이 높으며 기계적 강도가 적절하고 밀도가 낮으며 부식에 강하기 때문에 사용됩니다.
조리도구부터 가구까지 다양한 생활용품. 낮은 밀도, 우수한 외관, 제작 용이성 및 내구성은 알루미늄 사용의 핵심 요소입니다.
기계 및 장비(가공 장비, 파이프, 도구). 알루미늄은 내식성, 비발화성, 기계적 강도 때문에 사용됩니다.
휴대용 컴퓨터 케이스. 현재 합금 없이는 거의 사용되지 않지만[144] 알루미늄은 재활용될 수 있으며 깨끗한 알루미늄은 잔여 시장 가치가 있습니다. 예를 들어 사용된 음료 캔(UBC) 재료는 MacBook Air 노트북, Pixel 5 스마트폰 또는 Summit Lite 스마트워치의 전자 부품을 감싸는 데 사용되었습니다.
태양광 패널의 재료는 무엇입니까?
태양광 프레임의 재질은 6063 알루미늄 합금입니다.
AA 6063은 합금 원소로 마그네슘과 실리콘을 함유한 알루미늄 합금입니다. 구성을 관리하는 표준은 알루미늄 협회에서 관리합니다. 일반적으로 기계적 성질이 좋으며 열처리 및 용접이 가능합니다. 영국 알루미늄 합금 HE9와 유사합니다.
6063은 알루미늄 압출에 사용되는 가장 일반적인 합금입니다. 양극 처리에 적합한 매우 매끄러운 표면으로 복잡한 모양을 형성할 수 있으므로 창틀, 문틀, 지붕 및 간판 프레임과 같은 눈에 보이는 건축 응용 분야에 널리 사용됩니다.
화학 성분
6063의 합금 구성은 다음과 같습니다. 알루미늄 합금 6063
| 구성요소 | 최소(중량%) | 최대(중량%) |
| 알루미늄(Al) | 97.50% | 99.35% |
| 마그네슘(Mg) | 0.45% | 0.90% |
| 실리콘(Si) | 0.20% | 0.60% |
| 철(Fe) | 0 | 0.35% |
| 크롬(Cr) | 0 | 0.10% |
| 구리(Cu) | 0 | 0.10% |
| 망간(Mn) | 0 | 0.10% |
| 티타늄(Ti) | 0 | 0.10% |
| 아연(Sn) | 0 | 0.10% |
| 기타 | 0 | 총 0.15% (각 0.05%) |
기계적 성질:
6063-T5
T5 템퍼 6063은 최대 13mm(0.5인치) 두께에서 최소 140MPa(20,000psi)의 최대 인장 강도, 13mm(0.5인치) 두께에서 130MPa(19,000psi), 최대 13mm(0.5인치)에서 최소 97MPa(14,000psi)의 항복 강도를 갖습니다. 13~25mm(0.5~1인치)에서 90MPa(13,000psi). 8%의 신장률을 가지고 있습니다.
6063-T6
T6 템퍼 6063은 최소 190MPa(28,000psi)의 최대 인장 강도와 최소 160MPa(23,000psi)의 항복 강도를 갖습니다. 3.15mm(0.124인치) 이하의 두께에서는 8% 이상의 신율을 갖습니다. 두꺼운 부분에서는 10%의 신장률을 갖습니다.
결론
6063은 건축 제작, 창문 및 문틀, 파이프 및 튜브, 알루미늄 가구에 사용됩니다. 따라서 태양 전지판에 사용하기에 좋습니다.
