Son Haberler

Alüminyum Nedir, Nerelerde Kullanılır?

-
Eylül 12, 2022
Alüminyum Nedir, Nerelerde Kullanılır?

Alüminyum, dünyada en çok kullanılan metaller arasında yer alıyor. Takribî 200 yıldır öğrenilen alüminyum, yerkabuğunun yüzde 8’ini içeriyor.

Alüminyum Nedir, Nerelerde Kullanılır?

Alüminyum, suratlarca ürünşöhret hammaddesi olan çok kullanışlı bir element. En çok kullanılan üçüncü metal olan alüminyum, onlarca bileşik ve alaşımla sanayinin bırakmayacağı metaller arasında yer alıyor. Dünyanın bir hayli bölgesinde tonlarca rezervi bulunan alüminyum, kimyevi ve fiziksel özellikleri ile uzay teknolojisinden, ambalaj sektörüne kadar kullanılıyor. Yaşamımızın her alanında tesadüftüğümüz alüminyumu tanımaya ne dersiniz?

Tarihçesi 

Alüminyum, 200 seneden daha uzun bir geçmişe sahip. Antik çağda alüminyum oksit killeri kumaşlarda ve ilk destek uygulamalarında kullanılmış. 19. asırda ender bulunduğu için altın ve gümüşderi daha değerli kabul edilmiş. Alüminyum tuzu olan şap, Sümerler, Daha Önceki Mısır ve Hititlerde tekstil boyaları ve dericilikte kullanılmış. Alüminyum mineralleri binlerce yıldır farklı emellerle kullanıldı. Ancak takribî 150 yıldır metal formu öğreniliyor. Alüminyum mineralleri ısıtılınca metale dönüşmediği için keşfedilmesi kolay olmadı.

İngiliz kimyacı Humpry Davy tarafından 1808 senesinde şap sözcüğünün İngilizce karşılığı olan “alum” sözcüğünden türetilerek bu elemente “alüminyum” ismi verilmiştir. Saf alüminyum ilk olarak Danimarkalı kimyacı ve fizikçi Prof. Dr. Hans Christian Ørsted tarafından 1825 senesinde elde edildi. Ørsted, alüminyum klorid ve potasyum amalgamından elde ettiği alüminyum amalgamını ısıtarak indirgenmiş basınç altında alüminyum metalini elde eden ilk bilim adamı oldu.

Alüminyumla alakalı bazı tarihi büyümeleri sıralayalım:

1855 senesinde Fransa imparatoru III. Napolyon, sanayi sergisinde gördüğü alüminyumdan etkilenerek epilepsiye alüminyumdan çatal-bıçak ekibi yaptırdı ve devlet misafirlerine sunulan yemekli buluşmalarda kullanıldı.
1887 senesinde Avusturyalı mühendis Karl Josef Bayer’in alüminyum cevheri boksitten ürettiği kimyevi bileşik, tüm dünyada alüminyum yapımında kullanılmaya başlandı.
1889 senesinde alüminyum üretmek için ekonomik teknikler geliştirilmeye başlandı.
1893 senesinde İngiltere Picadilli Alanı’na dikilen Anteros heykeli, ilk alüminyum heykel oldu.
1900’lü senelerin başlarında Amerikalı sanayiciler alüminyumun üstün özelliklerinin farkına vardı ve alüminyum, enerji nakil ve tren hatlarında kullanılmaya başlandı.
1903 senesinde Wright kardeşler tarafından motorlarda kullanılmaya başlandı.
İlk alüminyum folyo 1910 senesinde üretildi.
1911 senesinde alüminyum endüstriyel alanlarda daha da geliştirildi.
1935 senesinde ilk Alüminyum Birliği, Amerika Birleşik Devletleri’nin Amerika Birleşik Devletleri New York kentinde kuruldu.
İkinci Dünya Savaşı’nda ehemmiyetli bir stratejik metal haline geldi. Uçak gövdeleri, gemiler, radarlar gibi bir hayli savaş ürünşanda kullanıldı.
1950’li senelerin başında beyaz eşyalarda kullanılmaya başlandı.
Türkiye’de alüminyum araştırmaları 1956 senesinde başladı.
1959 senesinde Coors Brewing, alüminyum meşrubat paketlerini geliştirdi ve bu tarihten sonra meşrubatların bırakılmaz paketi haline geldi.
1969 senesinde Armstrong’un aya ilk ayak bastığı Apollo Uzay Programı’nda kullanılan astronot elbiseyi, uzay taşıtının gövdesi alüminyum alaşımlı malzemelerden üretildi. Bu tarihten sonra alüminyum, uzay ve havacılık sektöründe ehemmiyetli bir metal haline geldi.
1970’li senelerde Apple’in kurucusu Steve Jopbs, bilgisayarda ve elektronik ürünlerde alüminyumun hafif ve estetik özelliğini keşfetti.

Yüzde surat geri dönüştürülebilen alüminyum, 1980’li senelerden sonra günümüze kadar ambalajlama, otomotiv, enerji, kaplama, inşaat, korunma, erişim, nanoteknoloji ve uzay sektörlerinde milyonlarca ton kullanıldı.


Kimyevi ve Fiziksel Özellikleri

Alüminyum, dünyada en yaygın olarak bulunan metaller arasındadır. Yerkabuğunun takribî yüzde 8’ini alüminyum oluşturur. Oksijen ve silisyumdan sonra en çok bulunan üçüncü kimyevi elementtir. Kimyevi simgeyi “Al”dir. Atom numarası 13, atom ağırlığı 26,97’dir. Periyodik tablonun 3-A grubunda yer alır. Gümüş beyazı, gri renkte ve parlaktır. Erime noktası 650 derece, kaynama noktası 1800 derecedir. Yüzey merkezli ve kübik bir kristal yapısı vardır.

Değişik metallerle 300’den fazla bileşik ve alaşım kolayca oluşturabilir. Tabiatta en fazla bileşiği bulunan metaldir. Demire oranla takribî 3 kat daha hafiftir, neredeyse çelik kadar dayanıklıdır. Saf hali çok daha yumuşaktır. Manyetik değildir, elektrik ve ısı geçirgenliği yüksektir. Sıcak ve soğuk olarak kolaylıkla işlenebilir. İyi şekilde çekilebilir, vurulabilir. Toksik değildir, alev almaz, boya gereksinimi olmadan kullanılabilir. Hava koşullarına, gıdalara, muhtelif kimyevi akışkan ve gazlara karşı dirençlidir. Hidroklorik asit ve alkalilerle çok daha faaldir. Toz alüminyum oksijenle birleşirse yüksek ısı sarihe çıkar ve patlayıcı özellik kazanır.

Oksit Katmanı ve Eloksal Kaplama

Alüminyum, nemli havada yüzeyinde oksit katmanı ile kaplanır ve rengi matlaşır. Bu katman metale çok sıkı yapışır ve gözetici bir katman oluşturur. Bu nedenle atmosfer tesirlerine karşı büyük direnç gösterir. Bu katman sayesinde çok ince alüminyum formları dahi hidrojen alevinde bile yanmaz. Havayla uzun zaman teması halinde bozulur ve metal gri bir renk alır.

“Anotlaştırma” ismi verilen bir elektroliz usulüyle kalınlaştırılabilen katmanla daha yüksek koruma sağlanabilir. Bu kaplama harekâtına “eloksal” ismi verilir. Eloksal katmanın kalınlığını anot olarak kullanılan alüminyuma verilen akım ölçüyü tanımlar. Katmanın kalınlığı, alüminyumun kullanılacağı civar ve ürüne göre tanımlanabilir. Eloksal kaplama, “batırma” ve “elektrolitik” ismi verilen usullerle renklendirilebilir. Bu sayede alüminyum malzemeye istenen estetik ve süsleyici görünüm kazandırılabilir. Oksit katmanı alkali civarda çözünür. 

Boksit minerali…

Boksit ve Alüminyum Mineralleri

Alüminyuma tabiatta özgür veya elementel olarak tesadüfülmez. Boksit, ticari anlamda alüminyum kapsayan en ehemmiyetli filizdir. Dünya alüminyum yapımının hemen hemen tamamı boksit cevherinden sağlanır. Alüminyumun elde edildiği cevher olan zengin içerikli bir boksit, yüzde 30-50 oranında alüminyum kapsar. Metalik alüminyum elde etmek için boksit cevherinin takribî yüzde 45 oranında alüminyum oksit kapsaması gerekir. Boksit, kayaçların dış tesirlerle eskimesi neticeyi oluşmuş artık bir topraktır. Bu topraktaki bazı bileşenler yüzey sularının tesiri ile aşınmış, kalan alüminyum ve demir oksit boksit filizlerini oluşturmuştur. Yerkabuğu yüzeyinde veya yüzeye yakın katmanlarda boksit cevherlerine tesadüfülür. Volkanik kayalar da yüzde 50-60 oranında alümina silikat kapsar.

Alüminyum metali başlıca gibsitik ve böhmitik boksit cevherlerinden üretilir. Alüminyum üretilebilen mineral grubu, alüminyum oksitli ve hidroksitli minerallerdir. İşlenmeye değer en ekonomik alüminyum mineralleri olan gibsit ve böhmit, yüzde 50-60 oranında alümin ihtiva eder. Değişik alüminyum kapsayan mineraller şunlardır; alümina killeri, davsonit, alunit, kiltaşları, korkayaçlar, saprolit, siliminat. Alüminyum bileşikleri ihtiva eden mineraller ise şunlardır; turkuaz, kriyolit buztaşı, zımpara taşı, korendon, kaolin…

Korendon minerali; elmastan sonra en sert maddedir. Korendonun krom bileşiği yakut; kobalt, demir veya titan oksit bileşikleri safir ve akvamarin gibi değerli taşları oluşturur. Bu taşlar, renklerinin tonu ve duruluklarına göre değer kazanır. Zımpara taşı da korendondan oluşur. 


Nerelerde Kullanılır?

Alüminyum metali, bileşikleri ve alaşımlarının kullanım alanları sayılamayacak kadar fazla. Pencerelerden mutfaklara, uçaklardan araba egzozlarına, fobiliklerden ziynet eşyalarına kadar geniş bir kullanım yelpazesi var. Özelliklerinde elastiklik, yumuşaklık ve dayanıklılık bir arada olunca haliyle bir hayli ürün için “bulunmaz Hint kumaşı” mesabesinde bir metal haline gelmiş vaziyette.

Sanayide dolaysız boksit cevherinden ve geri dönüşüm uygulamalarından elde edilen alüminyum kullanılıyor. Hurdaları yüzde surat geri dönüştürülebiliyor. Alüminyumdan çok ince levha ve teller üretilebilir. İnsan saçından 3 kat daha ince alüminyum folyo üretilebilmektedir. Eş metallere göre çok daha düşük maliyetlidir. Elektrolizle üretildiği için maliyetinin yüzde 20-40’ını elektrik oluşturur. Demirden sonra en çok kullanılan metaldir.

En çok kullanıldığı bazı ürün ve alanları şöyle sayabiliriz: Jantlar, motor gövdeleri, şaseler, cep telefonları, tabletler, bilgisayarlar, elektronik ürünler TV, müzik ürünleri gibi, beyaz eşyalar, yiyecek ambalaj ürünleri, raflar, kablolar, yelkenler, gemiler, pencere, iç ve dış bina kaplamaları, ayna, elektrik direkleri, roketler, füzeler, bozuk para…

Alüminyum Rezervleri Hangi Ülkelerde Bulunur? 

Dünyadaki boksit kaynaklarının toplam 70 milyar ton etrafında; boksit rezervlerinin ise 30 milyar ton etrafında olduğu varsayım ediliyor.

Dünyada üretilen boksit ölçüyü 150 milyon ton, alüminyum ölçüyü ise 50-60 milyon ton etrafında. Boksit yapımının yüzde 90’ı alümina ve alüminyum grubunda asıllaşıyor. İmalin takribî yüzde 50’si Çin tarafından asıllaştırılıyor. En fazla boksit cevheri rezervi Gine, Avustralya, Jamaika, Brezilya’da bulunuyor.

Boksit rezervine tesadüfülen ülkelerden kimileri şunlar; Fransa, Amerika Birleşik Devletleri, Hindistan, Endonezya, Çin, Rusya, Yunanistan, İtalya…

Türkiye’de 200 etrafında boksit yatağı bulunuyor. 10 ayrı bölgedeki bu yatakların yaradılışları şu biçimde;

Böhmitik yaradılışlar; Seydişehir-Akseki, Silifke Taşucu ve Zonguldak
Diasporitik yaradılışlar; Muğla-Milas, Alanya-Bolkardağı ve Tufanbeyli-Saimbeyli
Demirli boksit yaradılışları; İslâhiye-Payas ve Yalvaç-Şarkikaraağaç

Türkiye’deki toplam böhmitik boksit rezervi 53 milyon ton, diasporitik boksit rezervi 104 milyon ton, demirli boksit rezervi ise 100 milyon ton ortamındadır. Alüminyum hammaddesi kaynaklarının en ehemmiyetlileri Seydişehir-Akseki bölgesindeki 8 farklı alanda bulunuyor. Bu bölgedeki toplam boksit rezervinin 36 milyon ton etrafında olduğu öngörülüyor.

Türkiye’de boksitten ilk alüminyum üretme hakkı Eti Alüminyum A.Ş.’ye bağlı Mortaş Boksit Şirketi’ne ait. En büyük alüminyum kuruluşu Seydişehir Alüminyum Kuruluşları’dir. Bu firmanın senelin imal kapasitesi 400 bin ton ortamındadır.