鋁—“高貴元素”今昔

在化學元素周期表中，鋁為第13號元素。在我們的生活中，從鋁制灶具到鋁合金門窗……金屬鋁可謂隨處可見。其實，在電解制鋁法誕生之前，鋁是一種“高貴元素”，甚至比黃金還要珍貴。

鋁為何如此珍貴

鋁在地殼中的含量大約為7.7%，這已經是一個十分可觀的數字了。然而，要像煉鐵一樣把鋁冶煉出來卻是比較困難的。俗話說：“物以稀為貴。”金屬鋁之所以珍貴，就是因為稀少的緣故。

關于鋁元素的發現者，通常認為是丹麥化學家厄斯泰茲和德國化學家維勒，因為他們在19世紀20年代各自獨立地從無水氯化鋁中制得了金屬鋁。

1854年，法國人德維爾采用鈉還原無水氯化鋁的方法通過工業途徑制得了金屬鋁。但是，采用這種方法生產的金屬鋁產量極低，自然價格就十分昂貴了。

被譽為“元素周期表之父”的門捷列夫，曾因發現化學元素周期律而受到了沙皇政府的表彰。他獲得的獎品為一個鋁質獎杯，這是一種至高無上的榮耀。

從高貴走向平民

金屬鋁的平民化，得益于電解制鋁法的誕生。1886年，美國化學家霍爾和法國化學家赫洛特分別獨立地發明了電解制鋁法，他們使用的原料是冰晶石（氟鋁酸鈉）和鋁礬土（三氧化二鋁）的混合物。

隨后，電解制鋁法逐步應用于工業化生產，從而把金屬鋁從“高貴元素”的寶座上拉了下來。1919年，世界上第一架鋁制飛機升空，從而結束了木質結構飛機的歷史。

大約到了20世紀中期的時候，世界金屬鋁的產量第一次超過了金屬銅，并逐步走向日用炊具、建筑材料、航空工業、航天工業、船舶工業等諸多領域。

金屬鋁有大用途

金屬鋁具有良好的延展性、導電性、導熱性、耐熱性和耐輻射性，在現代社會中具有十分廣泛的應用。金屬鋁除了在生活中的應用外，還被應用于電力傳輸系統。在金屬鋁中加入少量的銅、鎂、錳等金屬元素，可以制成極其堅硬的鋁合金。

鋁合金的密度較低，但強度比較高，已經廣泛應用于飛機、汽車、火車、船舶等制造工業，甚至火箭和衛星也需要使用大量的鋁合金。據測算，在飛機的總重量中鋁合金大約占到了70%。

在高速列車制造技術中，輕量化是一個重要的技術突破。而輕量化的實現，是與鋁合金材料的應用密切相關的。為高速列車穿上鋁合金外衣，不僅有利于高速列車的減重提速，而且還有利于降低能源消耗。

在汽車工業中，鋁合金的應用將會提高燃油的經濟性。據悉，汽車重量每減輕10%，其油耗就可降低8%～10%。由于鋁合金的自重只有鋼鐵的三分之一，因此在汽車上每使用1千克鋁合金，就可使汽車減少20千克尾氣排放。