Alumīnijs ir dārgāks nekā zelts

Vai jūs zinājāt, ka 19. gadsimtā jebkura alumīnija izstrādājuma, piemēram, profila, piedurknes, karotes vai piederumu elementa turēšana jūs jau būtu padarījusi par diezgan turīgu cilvēku? Mūsdienās, protams, ir labi zināms, ka alumīnijs ir ļoti izplatīts visā pasaulē, bet pirms tam tas tika vērtēts vairāk nekā zelts. Lieta ir tāda, ka zemes garozā nav alumīnija tīra metāla formā, kaut arī ķīmisku savienojumu veidā tas veido gandrīz 8% no zemes garozas.

Senatnē dažādu problēmu risināšanā plaši tika izmantoti dubultā alumīnija sāļi (toreiz tos tā arī nesauca) - alauns - kaut arī alumīnijs kā tāds netika apspriests. Trīsvērtīgais metāls, kas atrodas sāļos, ļāva alu izmantot dažādiem mērķiem, un pat mūsdienās alu izmanto antibakteriālās ziepēs, losjonos pēc skūšanās, cepamā pulverī.

Alumija-kālija alauns senatnē tika plaši izmantots kā kodinātājs un kā līdzeklis asiņošanas apturēšanai. Alumīnija-kālija alum šķīdums tika piesūcināts ar koku, kas to padarīja nedegošu. Plaši pazīstams vēsturisks stāsts liecina par to, kā romiešu komandieris Arhelauss kara laikā ar persiešiem pavēlēja apsmērēt aizsargkonstrukciju torņus ar alum, kuru dēļ persieši ar visu vēlēšanos nevarēja viņus aizdedzināt, ne tikai sadedzināt.

Tikai 1807. gadā angļu ķīmiķis, fiziķis un ģeologs sers Humfrijs Deivijs sāka nopietni runāt par alum, kas satur alu, un viņš atzīmēja, ka papildus sāļiem, alum piemīt arī kāds metāls. Humfrijs Deivijs nolēma šo metālu saukt par “alumīniju”, jo latīņu valodā “alum” ir alum.

Godīgi sakot, ir vērts pieminēt, ka Francijā 29 gadus pirms Deivisa ķīmiķis Antuāns Lavoisjērs jau savā ķīmijas darbos norādīja uz alumīnija oksīdu, ko viņš sauca par “agril”, un vienlaikus atzīmēja, ka šī viela, iespējams, var pastāvēt cietā formā, tas ir, metāla formā. Lai arī tehnoloģiski tajos gados spēcīgos skābekļa atomus no oksīda molekulām joprojām nebija iespējams atdalīt.

Pirmie lielākie panākumi tika gūti 1825. gadā, kad dāņu fiziķis un elektromagnēts Hanss Kristians Oersteds laboratorijā uzsildīja bezūdens alumīnija hlorīdu (kas iegūts, izlaižot hloru caur karstā veidā alumīnija oksīda un ogļu maisījumu) ar kālija amalgamu, un, izdzenis dzīvsudrabu, ieguva alumīniju , kaut arī tas ir nedaudz piesārņots ar piemaisījumiem, tomēr apstiprinot Deivija fundamentāli svarīgo ideju.

Par godu angļa kolēģim, kurš iedvesmoja Oerstedu veikt šo eksperimentu, Oersteds sauca metālu, kas iegūts no alumīnija. Oerstedu tagad uzskata par pirmo zinātnieku, kurš laboratorijā saņēma alumīniju.

Divus gadus pēc eksperimenta Oersteds vācu fiziķis un ārsts Frīdrihs Vūlers izstrādāja jaunu laboratorijas metodi alumīnija ražošanai, uzlabojot Oersteda metodi. Sildot alumīnija hlorīdu ar kāliju, Wöhler spēja iegūt alumīniju granulu pulvera veidā. Pēc tam Wöhler pēc tam saņēma beriliju un itriju.

Nākamo 18 gadu laikā līdz 1845. gadam zinātnieki jau ir saražojuši pietiekami daudz metāla, lai detalizēti izpētītu tā īpašības. Bet tieši Vellers atzīmēja alumīnija neparasto vieglumu salīdzinājumā ar citiem metāliem.

Deviņus gadus vēlāk, proti, 1854. gadā, franču fiziķim un ķīmiķim Henri Saint-Clair Deville izdevās izstrādāt daudz praktiskāku metodi alumīnija ražošanai. Viņš izmantoja metālisku nātriju, lai izspiestu alumīniju no dubultā nātrija hlorīda un alumīnija. Tā bija metode, ar kuras palīdzību vienlaikus varēja iegūt vairākus kilogramus tīra alumīnija. Pēc diviem gadiem Henri St. Clair Deville pirmais iegūs alumīniju, izkausējot nātrija hlorīda-alumīnija elektrolīzi.

Interesants vēsturisks fakts.1855. gadā Napoleons III organizēja alumīnija lietņu izstādi. 12 miniatūrie lietņi pārsteidza izstādes viesus ar savu spožumu, vienlaikus būdami ļoti gaiši.

Tātad alumīnijs ir kļuvis par ideālu metālu rotaslietu un dažādu apģērba priekšmetu, piemēram, sprādzīšu, ražošanai, un ilgu laiku nebija pēdējais no muzeja eksponātiem. Šis fakts Henri satracināja - alumīnija vērtībai nevajadzētu aprobežoties tikai ar piekariņiem.

Imperators, kurš sponsorēja pētnieku savā darbā, cerēja, ka ieročus un bruņas var izgatavot no alumīnija, un tika izgatavotas pat vairākas ķiveres, kā rezultātā metāla īpašībās radās vilšanās. Napoleons III lika pārstrādāt visu alumīniju, kas iegūts galda piederumu ražošanai.

Šos galda piederumus izmantoja tikai augstākas personas, ieskaitot pašu imperatoru, savukārt viesiem tika dotas tikai zelta karotes un dakšiņas. Tajos laikos alumīniju bija grūtāk iegūt nekā zeltu, un tāpēc tā cena daudzkārt bija augstāka par zeltu.

1886. gadā situācija mainījās. Tika atklāta alumīnija rūpnieciskās ražošanas metode ar elektrolīzes palīdzību. Vienlaicīgu atklājumu neatkarīgi viens no otra veica franču ķīmijas inženieris Pols-Luiss-Toussins Eru un amerikānis Čārlzs Martins Hols, kurš ir arī ķīmijas inženieris. Ir zināms, ka Halle sākumā bija ļoti pārsteigta, kad kuģa apakšā atklāja tīra alumīnija plāksnes.

Līdz šai dienai šī metode ir tās izgudrotāju vārds - Hall - Eru process - alumīnija oksīda izšķīšana kriolīta kausējumā, kam seko elektrolīze, izmantojot patērējamu koksa vai grafīta anoda elektrodus. 20. gadsimtā šo metodi ļoti plaši izmantoja alumīnija rūpnieciskai ražošanai.

Kopumā tikai divus gadus pēc Halles un Eru atvēršanas krievu austriešu izcelsmes ķīmiķis Kārlis Iosifovičs Bajers ierosināja lēti ražot alumīnija oksīdu no boksīta, lai iegūtu alumīnija oksīdu.

Tātad alumīnija cena vienā naktī samazinājās piecas reizes. Galu galā, ja 1852. gadā kilograms alumīnija bija USD 1200 vērts, tad līdz 20. gadsimta sākumam kilograma vērtība jau bija mazāka par dolāru. Un šodien alumīnija izstrādājumi parasti nav ļoti dārgi.

Iegūtais metāls bija labs visiem, izņemot izturību, kas tik nepieciešama rūpniecībā. Bet šī problēma vēlāk tika atrisināta. Vācu metalurģijas inženieris Alfrēds Vilms 1903. gadā atklāja, ka alumīnija sakausējums ar 4% vara pievienošanu pēc rūdīšanas (rūdīšanas temperatūra 500 ° C), istabas temperatūrā atrodoties 4-5 dienas, pakāpeniski kļūst cietāks un stiprāks, nezaudējot ar plastiskumu.

1909. gadā Vilms iesniedza patenta pieteikumu "Metode alumīnija sakausējumu uzlabošanai, kas satur magniju." Rūpnieciskā mērogā viņi 1911. gadā Vācijas pilsētā Dirēnā sāka iegūt izturīgu alumīnija sakausējumu, par kuru šo sakausējumu sauca par “duralumīnu”.