История алюминия как металла

История промышленности цветных металлов, как и история многих других типов промышленности нашего века, отличается своим стремлением к постоянному развитию и ускорению. Сегодня вряд ли можно встретить человека, который не был бы знаком по крайней мере с некоторыми из применений алюминия и его сплавов. В нашей современной жизни алюминий уже играет такую значительную роль, что трудно себе представить, как всего 100 лет назад этот метал все еще был относительной редкостью.
Превосходные антикоррозийные свойства чистого алюминия проявляются, прежде всего, благодаря его сродству к кислороду; что дает возможность получать очень тонкую, но при этом очень прочную оксидную пленку, которая покрывает поверхность, когда только что отрезанный кусок металла вступает в контакт с атмосферой. Это оксидное покрытие играет значительную роль при изготовлении любого защитного покрытия для металлов. Это является основой наиболее стойкого к коррозии защитного покрытия, а именно: группы покрытий, которые производятся с помощью процесса анодного окисления в любом из ее многочисленных проявлений. В этом случае естественная пленка подвергается значительному утолщению и укрепляется с помощью электрохимических средств.
С другой стороны, прочность естественной оксидной пленки является весьма неблагоприятным фактором при производстве защитных покрытий другого типа, как, например, покрытия на основе гальванопокрытия, и, хотя и в меньшей степени, органические защитные покрытия, так как пленку приходится удалять или трансформировать для успешного производства альтернативного покрытия. При этом возникает необходимость в создании неких новых технологий.
Алюминий является металлом, обладающим сильными электроотрицательными свойствами и сильным сродством к кислороду; такой вывод можно сделать вследствие большого количества тепловой энергии, которая выделяется при формировании его оксидов. По этой причине, даже несмотря на то, что это – один из 6-и самых распространенных на земле металлов, алюминий до 19 века находился в полной изоляции.
Окись алюминия (Al2O3) была известна, еще в 18-ом веке, а первые неудачные попытки выделить металл были сделаны сэром Хэмпри Дэви в 1807, когда выделение щелочных металлов сделало возможным производство сильного восстановителя. Однако, только в 1825 Даниш Воркер, успешно получил порошок алюминия путем восстановления обезвоженного хлорида алюминия с амальгамой натрия; а два года спустя, Ф. Волер заменил в этом процессе амальгаму калием, и в промежутке с 1827 по 1847 годы так же открыл и перечислил многие из его химических и физических свойств. Однако много лет прошло, прежде чем данный металл смог поступить в коммерческое производство.
Отцом промышленности цветных металлов можно, вероятно, считать французского ученого Генри Сэйнт Клер Девиль, который в 1850 году усовершенствовал метод Волера путем замены калия натрием и использования двойного хлорида натрия и алюминия в качестве источника металла, таким образом выводя производство алюминия на коммерческий уровень; стоимость металла при этом все еще оставалась сопоставимой со стоимостью золота.
Дальнейший прогресс в производстве алюминия связан с открытием электролитического метода получения металла из руды, открытого Робертом Бансеном, а затем и Девильем.
В 1885 братья Кауль произвели первые сплавы алюминия, содержащие железо и медь. Это произошло вскоре после изобретения динамо машины, которая значительно понизила стоимость электроэнергии, в результате чего Геральт и Холл получили независимые американский и французский патенты на производство алюминия электролитическим способом из окиси алюминия и расплавленного криолита (AlF3NaF). Таким образом, производство алюминия в Европе сосредоточилось вокруг первой фабрики в Ньюхаузене, тогда как процесс, разработанный Холлом начал применятся в США в Питсбурге. Современное производство алюминия начинается с минерального боксита, который содержит примерно 25% алюминия. Он преобразовывается в окись алюминия путем воздействия раствором натрия хлорида под давлением, затем полученная очищенная окись алюминия добавляется к расплавленной смеси криолита и флюорита. Эта смесь подвергается электролизу в боксе с углеродным анодами, затем расплавленная смесь выпускается из нижней части бокса.