ALÜMİNYUM
Alüminyum yerkabuğunun yaklaşık yüzde 8’ini oluşturduğu için doğada en bol bulunan metaldir. Gerek bu özelliği, gerek çeşitli işlemlerden geçirilerek çok değişik biçimlerde kullanılabilmesi nedeniyle sanayide geniş bir kullanım alanı vardır. Kimyasal simgesi Al olan alüminyumun atom numarası 13, atom ağırlığı 26,9815’tir.
Alüminyum saf haldeyken gümüş beyazlığındadır ve demir ya da bakırın yaklaşık üçte biri ağırlığında çok hafif bir metaldir. Buna karşılık bazı alüminyum alaşımları yapı çeliğinden daha dayanıklıdır. Bütün metal işleme yöntemleri alüminyuma kolayca uygulanabilir. Havanın etkisiyle paslanmayan ve aşınmayan alüminyum ışığı ve ısıyı iyi yansıtır; aynca iyi bir ısı ve elektrik iletkenidir. Zehirli olmadığı için mutfak kaplarının yapımına elverişlidir. Vurulduğunda kıvılcım çıkarmaz; bu yüzden yanıcı ya da patlayıcı maddelerin yalıtılmasında kullanılabilir. Mıknatıslanma özelliği taşımadığı için de elektrik donanımlannm yapımına çok uygundur.
Alüminyum doğada hiçbir zaman serbest ya da yalın halde bulunmaz; mutlaka başka elementlerle birleşmiş haldedir. En bol bulunduğu kayaçlar, yerkabuğunun hemen hemen yarısını oluşturan feldispatlardır. Aynca safir, yakut, lal gibi değerli taşlann yapısında da alüminyum bulunur. Gene de doğadaki en zengin alüminyum kaynağı boksit denen bir cevherdir. Sanayide kullanılan alüminyumun neredeyse tamamı bu cevherden elde edilir. En çok Jamaika, SSCB, Guyana ve Fransa’da bulunan boksit yüzde 50-60 oramnda alüminyum oksit (alümina) içerir. Boksitin bileşimindeki öbür maddeleri ayırarak cevheri arıtmanın ilk adımı alüminyum oksiti sodyum hidroksit içinde çözmektir. Böylece cevher, oksijen dışındaki bütün katışkılardan temizlenir ve ardından elektroliz yöntemiyle oksijenden ayrılan alüminyum katışıksız halde elde edilir.
Alüminyumu ilk kez 1825’te DanimarkalI fizikçi Hans Christian Örsted yalın halde elde etmeyi başardı. Ama bu elementi oksitinden (alüminadan) ayırarak elde etmenin yolunu 1886’da ABD’li kimyacı Charles M. Hail buldu. Bundan birkaç hafta sonra Fransız kimyacı Paul L. Heroult da Hall’den habersiz olarak aynı işlemi gerçekleştirdi. Her ikisi de erimiş kriyolitin (alüminyumun sodyum ve flüorla oluşturduğu bir bileşik) az miktarda alüminyum oksit içerdiğini fark etmişlerdi. Kriyoliti karbondan bir potaya koyup içinden elektrik akımı geçirdiklerinde, potanın dibinde alüminyum damlacıkları oluştu. Bu HallHeroult yöntemi, birkaç küçük değişiklik dışında bugün de alüminyum üretimi için bütün dünyada kullanılır.
Alüminyum, eritme potalarından alındıktan sonra genellikle 4 metrelik külçeler halinde dökülür. Daha sonra istenen ürünün niteliğine bağlı olarak çeşitli yöntemlerle işlenir. Ayrıca bakır ve magnezyum gibi metallerle karıştırılarak alaşım haline getirilebilir. Otomobil gövdesi üreten fabrikalar alüminyumu külçe halinde değil erimiş halde alırlar.
Türkiye’de alüminyum sanayisinin kurulması için çalışmalara 1960’ta başlandı. 1974’te üretime geçen Etibank Seydişehir Alüminyum Tesisi’nin ana bölümleri boksit işletmesi, alüminyum fabrikası, alümina fabrikası, dökümhane ve haddehanedir. Boksit işletmesi yılda yedi ay üretim yaparak ortalama 530 bin ton boksit cevheri işler. Alüminyum fabrikası ise yılda 120 bin ton alümina işleyerek 60 bin ton alüminyum üretebilecek kapasitededir. Konya’da kurulan Alüminyum Tüp Fabrikasının da yılda 36 milyon tüp üretmesi öngörülmüştür. Ayrıca, gene Konya’nın Akşehir ilçesinde alüminyum tel üreten bir fabrika vardır.
Alüminyumu biçimlendirme yöntemlerinin başlıcaları dökme, sıkıştırarak kalıptan geçirme, dövme, çekme, tornada işleme ve haddelemedir. Dökümhanelerde saf alüminyum külçeler yerine hurda metal de kullanılabilir.
Başlıca alüminyum döküm yöntemleri kum döküm, sürekli döküm, basınçlı döküm ve savurma dökümdür. Kum döküm yönteminde, üretilecek nesne ıslak kum ve kil karışımına gömülerek bu nesnenin bir kalıbı çıkarılır; daha sonra nesne kumdan alınır ve bıraktığı kalıp boşluğuna erimiş alüminyum dökülür. Metal sertleştiğinde kalıp kırılır ve döküm parçası ortaya çıkarılır. Sürekli döküm yönteminde, dökülecek nesnenin biçimi verilmiş demir ya da çelik kalıplar kullanılır. Bu yöntemle tek bir kalıp kullanarak aynı parçadan yaklaşık 150.000 tane üretilebilir. Basınçlı dökümde, erimiş alüminyum hidrolik basınç altında çelik kalıplara dökülür. Savurma dökümde ise erimiş metalin kalıbın en ince köşelerine kadar dağılabilmesi için merkezkaç kuvvetten yararlanılır (bak. MERKEZKAÇ KUVVET).
Alüminyumun sıkıştırılarak kalıptan geçirilmesi, diş macununun sıkılan bir tüpten çıkışına benzer. Alüminyum çubuk ya da külçeler istenen uzunlukta kesilir; yumuşatmak için 443°C’ye kadar ısıtılır ve sıkıştırılarak kalıp deliğinden çıkarılır. Benzer bir yöntemde ise, kutu biçimindeki bir kalıbın dibine yerleştirilen alüminyum levhalara güçlü bir şahmerdanla vurulur. Metal, bu çarpmanın etkisiyle, kalıp ve şahmerdan çekici arasında kalan boşlukta yükselerek biçimlenir. Aerosol kaplan, metal bira kutuları ve el fenerlerinin metal kılıfları bu yöntemle üretilir.
Dövme işleminde alüminyum önce fırında ısıtılır, sonra bir kalıp üzerinde dövülür ya da preslenir. Çekme yönteminde, ince bir alüminyum çubuğun ucu kalıp deliğinden geçirilerek çekilir. Çubuk, kalıbın içinden geçerken onun biçimini alır. Alüminyum tel, çubuk ya da borular böyle elde edilir. Aynca alüminyum, tıpkı tahta gibi tornada işlenebilir ya da dev haddelerden geçirilerek kâğıt inceliğinde levhalara dönüştürülebilir. Mutfakta kullandığımız alüminyum yapraklar (folyolar) bu haddeleme yöntemiyle elde edilir.
Alüminyum Ürünleri
Alüminyumun neredeyse sayısız kullanım alanı vardır ve her yıl bunlara yenileri eklenir. Öğütülmüş alüminyumun yağ ile kanştınlmasıyla hazırlanan boyalar, sürülen yüzeyde sağlam ve koruyucu bir katman oluşturur. Çeliğe katılan alüminyum gaz kabarcıklanndan kaynaklanan gözenekleri yok eder. Alüminyum yapraklara sanlan yiyecekler tadını ve kokusunu çok uzun süre korur. Tıraş kremi, diş macunu gibi ürünler alüminyum tüpler içinde satılır. Alüminyum demir oksit ile birlikte ısıtıldığında alüminyum oksit oluşur ve demir serbest kalır. Bu tepkime bir kez başlatıldığında sürüp gider ve demiri eritmeye yetecek kadar ısı açığa çıkar. Kaynak yapımında yararlanılan bu yönteme termit işlemi denir.
Çağdaş yapıların çoğunda kapılar, pencere çerçeveleri ve buna benzer yapı öğeleri alüminyum alaşımlarından yapılmıştır. Alüminyum hafif olduğu için çatıların, büyük taşıt araçlarının gövdelerinin ve demiryolu tankerlerinin (sarnıçlı vagonlar) yapımına elverişli bir metaldir. Büro eşyası, banyo donanımı ve çamaşır makinelerinin bütünü ya da bazı parçaları alüminyumdan yapılır. Bir alüminyum alaşımı olan düralüminden daha çok uçak yapımında yararlanılır. Gene bir alüminyum alaşımı olan alüminyum tuncu ise altın renginde olduğu için takı yapımında altın yerine kullanılır.
