Alumínium - az űrkor első anyaga
Anyagok
A titánt, a szénszálakat és a teflont ma az anyagnak tekintik, amely az emberiséget a levegőbe és az űrbe szállítja. Körülbelül száz évvel ezelőtt azonban az alumíniumnak volt ez a hírneve - az első csúcstechnológiás anyag.
Sok minden, ami egykor rendkívüli volt, az idő múlásával normálisá vált. Ez vonatkozik az autóra, valamint a telefonokra, a televíziókra, és nem áll meg az anyagoknál sem. Ma a világszerte gyártott összes italosdoboz többsége alumíniumból készül. Különböző hosszúságú és formájú alumínium profilok megrendelhető az interneten keresztül - és több nemzet már használta a könnyűfémet érmék verésére. Kétségtelen, hogy az alumínium egy teljesen normális anyag, amelyet évmillió tonnában gyártanak és használnak fel, alacsony súlya és nagy szilárdsága az első választás számtalan alkalmazáshoz.
De ez sokáig nem így volt. Anyagkutatás szempontjából csak néhány évtizeddel ezelőtt az alumínium volt annyira új és izgalmas, hogy trendfémről lehetett beszélni - amely az aranynál értékesebb részekben volt, és amely nélkül az emberiség valószínűleg nem szállt volna fel ugyanolyan mértékben a levegőbe.
Egy fiatal csillag az anyagok égén
Vannak olyan anyagok, amelyek évezredek óta ismertek és használtak - például a bronzot 3000 évvel korunk kezdete előtt használták. Látványos lelet egy rézkard nemrégiben megerősítette ezt a tézist.
Az alumínium viszont rendkívül fiatal. Annak ellenére, hogy ez a földkéreg harmadik leggyakoribb eleme (oxigén és szilícium után). Csak 1782-ben jött át Antoine Laurent de Lavoisier a fém létezésének vélelme - a francia kémikus ellenőrizte német kollégája, Andreas Sigismund Marggraf által 1754-ben felfedezett „timsóföldet”, és feltételezte, hogy ez egy korábban ismeretlen elem oxidja. És csak 1807-ben találta ki az a brit Humphry Davy, aki szintén ezekben az irányokban kutatott, az alumínium nevet, amely ma ismert, mint a latin timsó alak "alumén" származékát.
A probléma ebben a korai szakaszban: Bár az alumínium már ismert volt, máris megjelentek különféle felhasználások. Csak a gyártási folyamat hiányzott. Az 1800-as évek közepéig a Wöhler-redukciós folyamat optimalizálták, a gyártás csak laboratóriumi szinten volt lehetséges, és utána is marginális maradt. A hozam ennek megfelelően alacsony és magas volt az ár. A század közepe táján a (császári) font a mai értéknek megfelelõen jó 18 000 dollárba került. 1852-ben egy uncia ára 34 dollár volt (az akkori pénznem), ugyanakkor ugyanannyi arany csak 19.
1855-ben tizenkét alumíniumrudat mutattak be először a nagyvilág számára a párizsi világkiállításon. Ezüstszerű megjelenése pedig az akkori fémek számára hallatlan tömeggel párosulva szó szerint inspirálta a tömegeket. Többek között a tudományos-fantasztikus géniusz, Jules Verne feldolgozta műveiben, meglévő repülőgépeket és számtalan egyéb alkalmazást dolgozott ki belőle, míg a való világban többek között ékszereket készítettek belőle. Ebben a szakaszban, amelyet már az új kezdetek és a jövőbe vetett hit jellemzett, hatalmas felhajtás támadt a fémmel kapcsolatban.
Hozzon be több alumíniumot!
Ennek megfelelően az 1800-as évek második felét az is jellemezte, hogy számtalan kutató és iparos vállalta az új „csodaanyagot”. Gyártól függően a termelés volumene évente körülbelül egy tonnára nőtt, és az árak gyorsan csökkentek.
Az alumínium presztízsének bemutatásának legjobb módja az árak csökkenése ellenére két példával:
- Amikor az USA az 1880-as években folytatta és befejezte a washingtoni emlékmű hosszan tartó szüneteltetését, egy három kilogrammos öntött alumíniumból készült kulccsal megkoronázták a csaknem 170 méter magas sztélét - akkoriban a legnagyobb darabot, amelyet valaha öntöttek.
- 1894/95-ben Wilhelm Prince zu Wied alumínium hajótestű jacht hogy az Aluminia. Nem sokkal korábban ugyanabból az anyagból készült evezős csónak tulajdonosa volt, és nagyon örült neki.
Ilyen felhasználások azért is lehetségesek voltak, mert a 19. század végén a Hall-Héroult-eljárással és a Bayer-eljárással két fontos új módszert dolgoztak ki az alumínium tömegtermelésére - két egymásra épülő módszert, amelyben a kész alumíniumot bauxitból nyerik válik; így tesszük ma is.
Ennek megfelelően az 1800-as évek utolsó két évtizedében a könnyűfém olyan anyaggá vált, amelyet gyakorlatilag az egész világon használtak, amelyből nemcsak ékszerek és hasonló presztízsű tárgyak készültek, hanem optikai műszerek és általában számtalan olyan alkatrész is, amelyek számára az alacsony súly központi jelentőségű volt - nem utolsósorban. az akkor megkezdett autó. Az alumínium azonban a századforduló után érte el legnagyobb áttörését.
A levegőben
Az első merev léghajókat az 1800-as évek utolsó éveiben építették. Az egyiket Horvátországban építette 1896-ban David Schwarz fakereskedő, és egy évvel későbbi első repülésén elpusztította; a másodikat Ferdinand Graf von Zeppelin építette 1900-ban - és az első repülés során egy árokban is megrongálódott.
De: Mindkét léghajót az alumíniumipar erős támogatásával építették. Mind a tervezők, mind az iparosok számára egyértelmű volt, hogy a pilóta repülésének az anyagon kell alapulnia. Erős kölcsönös támogatás merült fel - amire nagy szükség volt a gróf von Zeppelin esetében, mivel akkoriban sokan egyfajta "őrült feltalálónak" tekintették, és nehézségei voltak pénzeszközökhöz jutni. Ennek megfelelően „rögösek” voltak a léghajók első évei a Bodeni-tótól.
1903-ban a Wright testvérek először repültek a levegőnél nehezebb motoros tárgyakkal - azonban a Wright Flyer alapszerkezete lucfenyőből készült. Három évvel később a német vegyész felfedezte Alfred Wilm-et hanem egy módszer, hogy jelentősen növelje az alumínium szilárdságát. Az eredmény a „Duraluminium” ötvözet lett - tízszer nagyobb szakítószilárdsággal, mint a tiszta alumínium.
Ez volt a megfelelő anyag a megfelelő időben: alig néhány évvel a Wright-repülés után világossá vált, hogy az egyre erősebb repülőgépekhez önmagában nem elegendő a fa - és a normál alumínium is elérte határait a léghajók növekvő mérete miatt.
Ennek során az alumínium nem kevesebb, mint a repülés kora. Gyakorlatilag az összes jövőbeni merev léghajó egy alapvető keretre épült belőle; A repülőgépek olyan helyeken is használják, amelyek kritikusak a tömeg és a terhelés szempontjából - bár az első világháború, amely nem sokkal később kezdődött és óriási lendületet adott a repülésnek, ellátási okokból szövetbevonatú csőszerű acélszerkezetekre támaszkodott, főként fa szárnyak.
De már a háború vége felé megmutatta a gép Junkers J7, amit az alumínium itt is meg tudott csinálni - a vadászgép ugyanazzal a deszkával ellátott duralumínium csővázból állt. Egy évvel a háború után Junkers az így szerzett tapasztalatokat felhasználta a F13 modell az első monokokk konstrukciójú repülőgép gyártásához - az alumínium burkolat egyben teherhordó funkciót is kapott, és nádra már nem volt szükség alépítményként.
Ennek a kis gépnek a sikere a háború után szintén teljesen kifejlesztett léghajókkal nemcsak a polgári repülés nagy fellendülését biztosította, hanem örökre alumíniumot is faragott, mint a repülés központi anyagát - a mai napig ott van a legfontosabb anyag, és csak ott, ahol eléri a határait, kiegészítik vagy helyettesítik titánnal vagy kompozit anyagokkal.