大鋅金屬

認識鋁

鋁（Al）是地殼中含量第三多的元素（前五名是：氧、矽、鋁、鐵、鈣），約佔地殼總重量的7.45% ，僅次於氧和矽，比鐵幾乎多了一倍，更比銅多了將近一千倍。但是，在西元1886年之前，鋁的價值竟然超過銀和金，很難想像吧？！法國皇帝拿破崙三世（1808-1873）曾用鋁打造了一頂皇冠，取代黃金製的皇冠，並把軍旗上的鷹換成鋁鷹；甚至在舉行盛大的宴會時，只有皇室人員和貴族等重要賓客才能使用鋁製餐具，其他一般客人就只能使用銀子和金子的餐具了。除此之外，英國皇家學會為了表示對發明了週期表的俄國化學家－門得列夫的敬意，特別打造了一只杯子相贈，而杯子的材質用的就是鋁。既然鋁在地殼中的含量那麼高，為什麼在以前這麼珍貴呢？原來是因為鋁的活性太高，在自然界中和各種不同元素（尤其是氧）緊密地結合在一起，很難提煉出來的關係。

終於到了西元1886年，美國歐柏林大學的學生霍爾（Charles Martin，1863-1914）和年輕的法國化學家希羅特（P.L.T. Heroult，1863-1914）
不約而同地發現了用電來提煉鋁的廉價方法，大量地提煉出純鋁，而使鋁的價格「一落千丈」。有趣的是，這兩位化學家同一年出生、同一年
過世、又同一年發現以電來提煉鋁的方法，實在是巧合到了極點。
目前提煉鋁的方法是這樣的：
先從地表上挖掘大量的鋁礬土礦石（含鋁矽酸鹽），壓碎之後加入氫氧化鈉（苛性鈉）一起加熱，熱與高壓幫助氫氧化鈉分解鋁礬土礦石，得
到鋁酸鹽鈉溶液，經過冷卻後，便得到像糖樣結晶的純氧化鋁。（以上的方法叫做貝爾法）
得到純氧化鋁之後，再將它溶解在熔融的冰晶石（鈉鋁氟化物）當中，然後用電解法將氧和鋁分開，在陰極得到還原的鋁。
鋁在元素中屬於「貧金屬」，質地軟弱，更是金屬中密度最小的，非常地輕，同時，鋁的活性大，表面容易和氧作用而生銹，不過，鋁銹（氧
化鋁）的質地緻密，反而可以隔絕空氣，防止鋁內部繼續腐銹。我們的房子常用的鋁門窗就是應用了鋁的這個特性。
同時，由於鋁非常輕，也是電的良導體，和其他金屬製成合金之後，既堅韌又輕巧，因此，廣泛地用作飛機、汽車、卡車等零件和電纜上。

(一)鋁的特性:

1.質輕-鋁的比重為鋼鐵的三分之一，在運輸工具及自動化設備上扮演極重要的角色。
2.強度-利用各種合金之添加和軋
延、鍛壓及不同等級之熱處理製程，可產生之強度達HB25o - HB167o之各種鋁合金產品。
3.耐蝕性-鋁在自然環境中，表面會自然形成薄層之氧化膜，可阻絕空氣中之氧避免進一步氧化，具有優良之耐蝕性。鋁表面如再經各種不同之
處理，其耐蝕性更佳，可適用於較為惡劣之環境。
4.成形性-利用完全退火或局部退火可產生較為軟質之鋁合金，適用於各種成形加工及折彎、沖壓、深沖等加工。
5.導電性-鋁的導電性為銅之60%，但重量僅為銅的三分之一，相同重量之鋁其導電度為銅之二倍，故以導電度計算，鋁的成本遠低於銅。
6.導熱性-鋁的熱傳導性極佳，故在電器、電子散熱系統及家庭五金，熱交換器上被廣汎使用。
7.加工性-鋁的加工特性佳可被加工成棒、線、擠型、片、板、塑型材，供各種用途使用。尤其2XXX/6XXX/7XXX等系列鋁合金，可做精密車、銑
，被廣泛用於航太、電子、機械零組件、自動化生產及高科技設備…..等。
8.耐熱性-一般鋁合金均不耐高溫，且在高溫狀態下會產生變形，但在研究人員的努力下，已研發出可耐高溫達427 o C不變形的新鋁合金材料。
無毒性鋁不具毒性，在食品容器及食品包裝材料如鋁罐、鋁箔包(利樂包)…..應用極多。
9.環保性-鋁之價格較一般鐵、鋼材高，但易於回收重熔使用，為目前最環保之金屬材料。
10.表面處理-鋁具有優良之表面處理性，包括陽極處理、塗覆、電鍍….尤其陽極處理可利用不同之化學染劑產生各種色彩及及高硬度之皮膜。
11.無低溫特性-鋁在超低溫之狀態下，無一般碳鋼的脆化問題。

(二)常見的鋁鋁合金種類

1XXX	2XXX	3XXX	4XXX	5XXX	6XXX	7XXX	8XXX	9XXX
純鋁系 99.00%以上	Al-Cu合金	Al-Mn合金	Al-Si合金	Al-Mg合金	Al-Mg-Si合金	Al-Zn合金	前代號以外之系統	備用

(三)一般常用鋁材料

鋁片

鋁條

鋁線

鋁管

鋁擠型