Blog / Makalelerimiz

Alüminyum nedir? Kullanım alanları nerelerdir?

Alüminyum, dünyada en çok kullanılan metaller arasında yer almaktadır. Yaklaşık 200 yıldır bilinen alüminyum, yerkabuğunun yüzde 8’ini içermektedir. Alüminyum, yüzlerce ürünün hammaddesi olan çok kullanışlı bir elementtir. En çok kullanılan üçüncü metal olan alüminyum, onlarca bileşik ve alaşımla endüstrinin vazgeçmeyeceği metaller arasında yer almaktadır. Dünyanın birçok bölgesinde tonlarca rezervi bulunan alüminyum, kimyasal ve fiziksel özellikleri ile uzay teknolojisinden, ambalaj sektörüne kadar çok çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Hayatımızın hemen hemen her alanında alüminyumu tanımaya devam edelim.

Alüminyumun Tarihçesi 

Alüminyum, 200 yıldan daha uzun bir geçmişe sahiptir. Antik çağda alüminyum oksit killeri kumaşlarda ve ilk yardım uygulamalarında kullanıldığı bilinmektedir. 19. yüzyılda nadir bulunduğu için altın ve gümüşten daha değerli kabul edilmiştir. Alüminyum tuzu olan şap, Sümerler, Eski Mısır ve Hititlerde tekstil boyaları ve dericilikte kullanılmıştır. Alüminyum mineralleri binlerce yıldır farklı amaçlarla kullanılmıştır. Ancak yaklaşık olarak 150 yıldır metal formu bilinmketedir. Alüminyum mineralleri ısıtılınca metale dönüşmediği için keşfedilmesi kolay olmamıştır.İngiliz kimyager Humpry Davy tarafından 1808 yılında şap kelimesinin İngilizce karşılığı olan “alum” kelimesinden türetilerek bu elemente “alüminyum” adı verilmiştir. Saf alüminyum ilk olarak Danimarkalı kimyager ve fizikçi Prof. Dr. Hans Christian Orsted tarafından 1825 yılında elde edildi. Orsted, alüminyum klorid (ALCL3) ve potasyum (K) amalgamından elde ettiği alüminyum amalgamını ısıtarak indirgenmiş basınç altında alüminyum metalini elde eden ilk bilim adamıdır.

Alüminyumla ilgili bazı tarihi gelişmeleri sıralalarsak:

• 1855 yılında Fransa imparatoru III. Napolyon, sanayi sergisinde gördüğü alüminyumdan etkilenerek saraya alüminyumdan çatal-bıçak takımı yaptırmış ve devlet konuklarına sunulan yemekli toplantılarda kullanılmıştır.
• 1887 yılında Avusturyalı mühendis Karl Josef Bayer’in alüminyum cevheri boksitten ürettiği kimyasal bileşik, tüm dünyada alüminyum üretiminde kullanılmaya başlanmıştır.
• 1889 yılında alüminyum üretmek için ekonomik teknikler geliştirilmeye başlanmıştır.
• 1893 yılında İngiltere Picadilli Meydanı’na dikilen Anteros heykeli, ilk alüminyum heykeldir.
• 1900’lü yılların başlarında Amerikalı sanayiciler alüminyumun üstün özelliklerinin farkına varmış ve alüminyum, enerji nakil ve tren hatlarında kullanılmaya başlanmıştır.
• 1903 yılında Wright kardeşler tarafından motorlarda kullanılmaya başlanmıştır.
• İlk alüminyum folyo 1910 yılında üretilmiştir.
• 1911 yılında alüminyum endüstriyel alanlarda daha da geliştirilmiştir.
• 1935 yılında ilk Alüminyum Birliği, Amerika Birleşik Devletleri’nin (ABD) New York kentinde kurulmuştur.
• İkinci Dünya Savaşı’nda önemli bir stratejik metal haline gelmiş ve uçak gövdeleri, gemiler, radarlar gibi birçok savaş ürününde kullanılmıştır.
• 1950’li yılların başında beyaz eşyalarda kullanılmaya başlanmıştır.
• Türkiye’de alüminyum araştırmaları 1956 yılında başlamıştır.
• 1959 yılında Coors Brewing, alüminyum içecek kutularını geliştirmiş ve bu tarihten sonra içeceklerin vazgeçilmez ambalajı haline gelmiştir.
• 1969 yılında Neil Armstrong’un aya ilk ayak bastığı Apollo Uzay Programı’nda kullanılan astronot kıyafeti ve uzay aracının gövdesi alüminyum alaşımlı malzemelerden üretilmiştir. Bu tarihten sonra alüminyum, uzay ve havacılıkta önemli bir metal haline gelmiştir.
• 1970’li yıllarda Apple’in kurucusu Steve Jobs, bilgisayar ve elektronik ürünlerde alüminyumun hafif ve estetik özelliğini keşfetmiş ve kullanmaya başlamıştır.

Yüzde yüz geri dönüştürülebilen alüminyum, 1980’li yıllardan sonra günümüze kadar ambalaj ve paketleme, otomotiv, enerji, kaplama, inşaat, savunma, ulaşım, nano teknoloji ve uzay sektörleri de dahil olmak üzere bir çok sektörde kullanılmaya devam etmektedir.

Kimyasal ve Fiziksel Özellikleri

Alüminyum, dünyada en yaygın olarak bulunan metaller arasındadır. Yerkabuğunun yaklaşık yüzde 8’ini alüminyum oluşturmaktadır. Oksijen (O) ve silisyumdan (Si) sonra en çok bulunan üçüncü kimyasal elementtir. Kimyasal sembolü “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 °C, kaynama noktası 1800 °C'dir. Yüzey merkezli ve kübik bir kristal yapısı vardır. Diğer metallerle 300’den fazla bileşik ve alaşım oluşturabilir. Tabiatta en fazla bileşiği bulunan metaldir. Demire oranla yaklaşık 3 kat daha hafiftir, neredeyse çelik kadar dayanıklıdır. Saf hali çok daha yumuşaktır. Manyetik değildir, elektrik ve ısı iletkenliği yüksektir. Sıcak ve soğuk olarak işlenebilir. İyi biçimde çekilebilir, dövülebilir. Toksik değildir, alev almaz, boya ihtiyacı olmadan kullanılabilir. Hava şartlarına, yiyeceklere, çeşitli kimyasal sıvı ve gazlara karşı dirençlidir. Hidroklorik asit ve alkalilerle çok daha aktiftir. Toz alüminyum oksijenle birleştiğinde yüksek ısı açığa çıkarmakta ve patlayıcı özellik kazanmaktadır.

Oksit Tabakası ve Eloksal Kaplama

Alüminyum, nemli havada yüzeyinde oksit ile kaplanmakta ve rengi donuklaşmaktadır. Bu tabaka metale çok sıkı yapışıp ve koruyucu bir katman oluşturmaktadır. Bu sebeple atmosfer etkilerine karşı büyük direnç göstermektedir. Bu tabaka sayesinde çok ince alüminyum formları bile hidrojen alevinde dahi yanmamaktadır. Alüminyumun havayla uzun süre teması halinde ise bozulmakta, metal rengi gri bir renk almaktadır..“Anotlaştırma” adı verilen bir elektroliz yöntemiyle kalınlaştırılabilen tabakayla daha yüksek koruma sağlanabilmektedir. Bu kaplama işlemine “eloksal” adı verilmektedir. Eloksal tabakanın kalınlığını anot olarak kullanılan alüminyuma verilen akım miktarı belirler. Tabakanın kalınlığı, alüminyumun kullanılacağı ortam ve ürüne göre belirlenebilir. Eloksal kaplama, “daldırma” ve “elektrolitik” adı verilen yöntemlerle renklendirilebilir. Bu sayede alüminyum malzemeye istenen estetik ve dekoratif görünüm kazandırılabilir. Oksit tabakası alkali ortamda çözünmektedir.

Boksit ve Alüminyum Mineralleri

Alüminyuma doğada serbest veya elementel olarak rastlanmaz. Boksit, ticari anlamda alüminyum içeren en önemli filizdir. Dünya alüminyum üretiminin hemen hemen tamamı boksit cevherinden sağlanır. Alüminyumun elde edildiği cevher olan zengin içerikli bir boksit, yüzde 30-50 oranında alüminyum içerir. Metalik alüminyum elde etmek için boksit cevherinin yaklaşık yüzde 45 oranında alüminyum oksit içermesi gerekir. Boksit, kayaçların dış etkilerle aşınması sonucu oluşmuş artık bir topraktır. Bu topraktaki bazı bileşenler yüzey sularının etkisi ile aşınmış, kalan alüminyum ve demir oksit boksit filizlerini oluşturmuştur. Yerkabuğu yüzeyinde veya yüzeye yakın katmanlarda boksit cevherlerine rastlanır. Volkanik kayalar da yüzde 50-60 oranında alümina silikat içerir.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. Diğer alüminyum içeren mineraller şunlardır; alümina killeri, davsonit, alunit, kiltaşları, korkayaçlar, saprolit, siliminat. Alüminyum bileşikleri ihtiva eden mineraller ise şunlardır; turkuaz, kriyolit (buztaşı), zımpara taşı, korendon, kaolin… 

Nerelerde Kullanılır?

Alüminyum metali, bileşikleri ve alaşımlarının kullanım alanları sayılamayacak kadar fazla. Pencerelerden mutfaklara, uçaklardan otomobil egzozlarına, korkuluklardan süs eşyalarına kadar geniş bir kullanım yelpazesi var. Özelliklerinde esneklik, yumuşaklık ve dayanıklılık bir arada olunca haliyle birçok ürün için “bulunmaz Hint kumaşı” mertebesinde bir metal haline gelmiş durumdadır.

Endüstride direkt boksit cevherinden ve geri dönüşüm uygulamalarından elde edilen alüminyum kullanılmaktadır. Alüminyum Hurdaları yüzde yüz geri dönüştürülebilmektedir. Alüminyumdan çok ince levha ve teller üretilebilir. İnsan saçından 3 kat daha ince alüminyum folyo üretilebilmektedir. Benzer 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, gıda ambalaj ürünleri, raflar, kablolar, yelkenler, gemiler, pencere, iç ve dış bina kaplamaları, ayna, elektrik direkleri, roketler, füzeler, ev aksesuarları…

Alüminyum Rezervleri Hangi Ülkelerde Bulunur? 

Dünyadaki boksit kaynaklarının toplam 70 milyar ton civarında; boksit rezervlerinin ise 30 milyar ton civarında olduğu tahmin ediliyor.Dünyada üretilen boksit miktarı 150 milyon ton, alüminyum miktarı ise 50-60 milyon ton civarında. Boksit üretiminin yüzde 90’ı alümina ve alüminyum grubunda gerçekleşiyor. Üretimin yaklaşık yüzde 50’si Çin tarafından gerçekleştiriliyor. En fazla boksit cevheri rezervi Gine, Avustralya, Jamaika, Brezilya’da bulunuyor.

Boksit rezervine rastlanan ülkelerden bazıları şunlar; Fransa, ABD, Hindistan, Endonezya, Çin, Rusya, Yunanistan, İtalya…

Türkiye’de 200 civarında boksit yatağı bulunmaktadır. 10 ayrı bölgedeki bu yatakların oluşumları şu şekildedir;

• Böhmitik oluşumlar; Seydişehir-Akseki, Silifke Taşucu ve Zonguldak
• Diasporitik oluşumlar; Muğla-Milas, Alanya-Bolkardağı ve Tufanbeyli-Saimbeyli
• Demirli boksit oluşumları; 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 civarındadır. Alüminyum hammaddesi kaynaklarının en önemlileri Seydişehir-Akseki bölgesindeki 8 farklı alanda bulunmaktadır. Bu bölgedeki toplam boksit rezervinin 36 milyon ton civarında olduğu öngörülmektedir.

Türkiye’de boksitten birincil alüminyum üretme hakkı Eti Alüminyum A.Ş.’ye bağlı Mortaş Boksit İşletmesi’ne aittir. En büyük alüminyum tesisi Seydişehir Alüminyum Tesisleri’dir. Bu işletmenin yıllın üretim kapasitesi 400 bin ton civarındadır.

Etiketler: Alüminyum nedir nerelerde kullanılır tarihçesi kimyasal fiziksel özellikler boksit