Herstellung von Aluminium
Etwa acht Prozent der Erdkruste bestehen aus Aluminium, wodurch Aluminium zu einem der häufigsten Grundstoffe wird. Neues Aluminium wird aus dem Lehmgestein Bauxit gewonnen, das im Tagebau in einem Gürtel um den Äquator oder in Australien abgebaut wird. Bauxit entsteht durch Verwitterung von Silikatmaterialien unter tropischen Bedingungen. Es ist eine Mischung aus mehr oder weniger hydratisierten Oxiden von u. a. Aluminium, Eisen und Titan.
Der Bauxit wird in einer Raffinerie zu Aluminapulver (Aluminiumoxid) kristallisiert, das anschließend – meist per Containerschiff – zu einer Aluminiumhütte transportiert wird. Dies erfolgt nach dem Bayer-Verfahren.
Eine Aluminiumhütte ist sehr energieintensiv und daher oft dort angesiedelt, wo eine gute Stromversorgung besteht. In der Hütte wird das Aluminapulver durch einen Prozess namens Elektrolyse in Aluminium umgewandelt. Der Prozess beginnt damit, dass Kohleanoden in geschmolzenes Aluminapulver abgesenkt werden, wobei große Mengen Strom durch die Zelle fließen.
Das hergestellte Primäraluminium hat eine Reinheit von mindestens 99,5 %. Die Primäraluminiumwerke stellen anschließend eine Vielzahl verschiedener Aluminiumlegierungen durch Zugabe verschiedener Legierungselemente her.
Gute Eigenschaften steigern den Einsatz
Aluminiumprofile werden in vielen verschiedenen Branchen eingesetzt. Im Bauwesen werden Aluminiumprofile beispielsweise für Fenster, Türen, Eingangsbereiche und Balkone verwendet. Die Gründe sind unter anderem Korrosionsbeständigkeit und geringes Gewicht. Hohe Festigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht trägt dazu bei, dass Aluminium in tragenden Konstruktionen, beispielsweise in Flugzeugen, eingesetzt wird. In Solarkollektoren wird auch die gute Wärmeleitfähigkeit des Materials genutzt.
In der Fahrzeugindustrie werden viele Aluminiumprofile eingesetzt, nicht zuletzt dank des geringen Gewichts, das Kraftstoffeinsparungen über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs hinweg ermöglicht. Geringeres Gewicht bei Lastkraftwagen, Bussen und Zügen kann für eine erhöhte Nutzlast genutzt werden. Leichte Fahrzeuge verringern auch das Risiko von Schäden bei Unfällen. Das geringe Gewicht und der geringe Wartungsbedarf tragen dazu bei, dass auch immer mehr Schiffe aus Aluminium gebaut werden.
In der Elektronik- und Telekommunikationsindustrie werden Profile unter anderem in Basisstationen, Antennhalterungen und Frontplatten eingesetzt. Geringes Gewicht und gute Möglichkeiten, viele Funktionen zu integrieren, sind naheliegende Erklärungen dafür, dass Aluminiumprofile in Komponenten für die Telekommunikationsbranche verwendet werden.
Ein Kilogramm Aluminium kann doppelt so viel Elektrizität leiten wie ein Kilogramm Kupfer. Daher hat Aluminium Kupfer in Hochspannungsleitungen weitgehend ersetzt.
Harte Fakten über Aluminium
Aluminium hat eine Dichte von 2,7 Kilogramm pro Kubikdezimeter. Eisen ist etwa dreimal so schwer. Aluminium hat eine hohe Leitfähigkeit für Elektrizität und Wärme, etwa 60 % im Vergleich zu Elektrolytkupfer. In Kontakt mit dem Sauerstoff der Luft bildet Aluminium eine schützende Oxidschicht. Wird die Schicht beschädigt, bildet sie sich neu.
Aluminiumlegierungen haben Bruchfestigkeiten im Bereich von 70–700 MPa. Es behält seine Zähigkeit auch bei Temperaturen bis zu minus 200 Grad bei und hat einen relativ großen Längenausdehnungskoeffizienten.
