Всё началось в XVI веке в Швейцарии, когда известный алхимик Парацельс (псевдоним буквально означающий «приблизившийся к Цельсу») в результате своих опытов с квасцами обнаружил оксид некого, ранее не известного, металла.
Хотя, «квасцовая земля» была известна развитым цивилизациям (Древней Греции, Риму и Египту) ещё до нашей эры, свидетельства чего можно найти трудах Геродота, где упоминается о «вяжущей земле», которую применяли для закрепления цвета при окрашивании тканей.
Существует даже легенда о том, что одному римскому ремесленнику удалось получить металл похожий на серебро, но невероятно лёгкий, из которого он изготовил чашу для императора Тиберия! Однако радость императора была не долгой, оценив, что этот новый металл может обесценить серебро, Тиберий приказал отрубить голову изобретателю. Подтверждений того, что эта история правдива нет, но мифологизация этого, весьма популярного в современном мире, металла довольно интересна.
Вернёмся к подлинным фактам!
Алюминий один из самых молодых открытых металлов, а всё, потому что в чистом виде он не встречается в природе. Однако, в составе соединений (главным образом, в силикатных породах) алюминий на первом месте среди металлов (и на четвёртом среди всех элементов таблицы Менделеева) по содержанию в земной коре, а высокая химическая активность заставляет его постоянно вступать в различные соединения. Именно по этой причине, для начала, человечеству предстояло серьёзно преуспеть в развитии химии, физики и промышленности, для чтобы в конце концов получить чистый металл.
Через 200 лет после экспериментов Парацельса, следуя его же методу, выдающийся немецкий химик Андреас Маргграф, получил оксид металла, которому дал название «алюнерде» - «квасцовая земля».
А в XIX веке произошел настоящий прорыв!
В начале 1800-х англичанин сэр Гемфри Дэви совершил несколько, к сожалению, безуспешных, попыток получить чистый алюминий путём электролиза. Но именно Деви дал современное название металлу, который только предстояло выделить в чистом виде, будущему поколению учёных.
Новый этап исследований начинается после того, как в 1821 году французский геолог Пьер Бертье обнаружил в местечке Les Baux-de-Provence залежи красноватой глинистой породы, которую назвал «боксит». Кстати сказать, с середины XIX века руда добывалась там в промышленных масштабах, вплоть до истощения породы в конце XX века.
В 1825 году в Дании Ханс Кристиан Эрстед проводит эксперименты, в результате которых ему удаётся получить сплав с большой долей чистого алюминия, однако учёному не удалось отделить от металла частицы других элементов участвующих в опыте. Но с этого времени новый металл был официально признан научным сообществом.
Через два года Фридрих Вёлер (немецкий химик) получил несколько граммов порошка алюминия. Воодушевлённый успехом он продолжает эксперименты, которые привели к получению так называемых «корольков» - маленьких шариков расплавленного металла, произошло это спустя 18 лет в 1845 году.
С середины XIX века, а именно с 1856 года алюминий выходит за рамки лабораторий и начинает своё торжественное шествие в промышленности! Началось всё в Руане на заводе братьев Тиссье, где Анри-Этьенн Сент-Клер Девиль французский химик-технолог, доработав метод Вёлера, начал промышленное производство нового металла, считавшегося в то время эксклюзивным материалом.
Похожий на серебро, но необычайно лёгкий металл использовали для создания предметов роскоши, украшений, и даже монет. Одна из самых любопытных вещей, созданных из алюминия (дополненная элементами из золота) – погремушка наследного принца Франции Эжена Луи Жана Жозефа Бонапарта.
Тогда сложно было представить, что невероятно дорогой алюминий (стоивший в два раза дороже золота) станет таким будничным материалом как это есть сейчас, он Сент-Клер Девиль предвидел это - «Нет ничего труднее, чем заставить людей использовать новый металл <...> Я надеюсь, что настанет время, когда алюминий будет служить удовлетворению повседневных нужд».
И такое время настало, когда в 1886 году двое ученых одновременно и независимо друг от друга, находясь на разных континентах разработали новый более дешевый способ производства алюминия с помощью электролиза расплавленной в криолите окиси алюминия. Поль Эру (французский инженер) организовал производство на заводе в Швейцарии, а Чарльз Холл (американский студент) при поддержке друзей открыл завод в Кенсингтоне.
С этих пор производство алюминия набирало обороты стремительными темпами. А когда в 1889 году австрийский химик Карл Байер проводя эксперименты на Тентелевском заводе в Санкт-Петербурге, нашел дешевый способ производства сырья для выплавки алюминия окончательно сложилась современная промышленная технология получения нового металла.
Так завершается история о некоем неизвестном, почти мифическом лёгком «серебре из глины» и начинается новая история промышленного производства, а позже и переработки алюминия.
Со временем появилась классификация чистоты алюминия, в зависимости от содержания чистого элемента Al13: технический (промышленный) – 99,5 – 99,79%,
высокочистый – 99,8 – 99,949%,
сверхчистый – 99,95 – 99,9959%,
особо чистый – 99,9960 - 99,9990%,
ультрачистый – выше 99,999%.
Как видно все степени очистки содержат очень высокую долю металла, а незначительное отличие лишь определяет сферу использования. Если технический алюминий применяют для производства труб, профилей, листов, различных конструкций, деталей (которые будут использоваться при малых нагрузках), то высокочистые используют для производства деталей с высокой электропроводимостью, фольги, декоративных элементов и даже украшений.
Без этого лёгкого, пластичного металла с уникальными техническими и внешними характеристиками невозможно представить современный мир. Архитектура XXI века немыслима без алюминиевых конструкций, поэтому строительство главная отрасль потребления алюминия. Помимо прочих свойств, устойчивость к коррозии (на поверхности образуется оксидная плёнка) делает его незаменимым материалом не только в области конструирования, но и внешней отделки и внутренней отделки зданий.
Строительство главная, но не единственная сфера потребления – авиастроение, электроника, машиностроение, предметы быта, упаковка, предметы декора из алюминия прочно вошли в жизнь человека. Кроме того, это долговечный материал, легко поддающийся переработке, поэтому вторичное использование не менее важная сфера, чем производство металла из природного сырья.
История алюминия развивалась на протяжении многих веков благодаря экспериментам, научному подходу, смелым идеям исследователей, она полна интересных событий и безусловно это история успешного открытия!
Читайте также:
Промышленная революция привела к росту потребления этого серебристого металла с прекрасными техническими характеристиками
Демонтаж металлоконструкций. Курьёзы и сложности.
Существует несколько способов избавится от ненужной конструкции, некоторые из которых довольно эффектно выглядят! Самые зрелищные методы – это, конечно, взрыв и разрушение «шар-бабой» весом не менее 3 тонн.
Цена железа в истории человечества.
Как ни удивительно, но история железа началась ещё до «железного века»!