A LÜM İNYUM

Periyodik sistemin 3A grubunda bulunan metalik bir element. Atom numarası 13, atom ağırlığı 27, yoğunluğu 25°C’de, 2,698 g/cm3, erime noktası 659,7°C, kaynama noktası 2057°C’dir. Bütün bileşiklerinde +3 değerlidir. Sanâyide demirden sonra ikinci derecede önemli bir element olup dünyâ ve ayın yüzeyinde bol miktarda bulunur. Tabiatta elementel halde bulunmayıp, bileşikler hâlinde bulunur. Bileşikleri yerkabuğunun % 8’ini teşkil eder ve bolluk sırasında üçüncü gelir. Hemen hemen bütün kayalar özellikle volkanik kayalar % 60 alüminyum ihtivâ eden alümino silikat mineralleridir. 1825 yılında Hans Oersted, metalik alüminyumu; alüminyum klorürü, potasyum amalga
Alüminyumun elde edildiği Korund minerali.
Yeni Rehber Ansiklopedisi 73
ALÜMİNYUM
Alüminyum elde etmek için yapılan işlemlerden bir görünüş.
ması (potasyum civa karışımı) ile ısıtmak ve sonra da civayı destillemek (buharlaştırmak) sûretiyle, metalik parlaklık gösteren bir toz hâlinde elde etmiştir: AICI3 + 3K(Hg) fi 3KC1 + Al (Hg) Özellikleri: Saf alüminyum gümüş gibi be- yaz-parlak, (hava ile temasta hemen oksidlene- rek matlaşır) yumuşak ve dayanıksızdır. Buna karşılık diğer elementlerin az miktarları ile yaptığı alaşımları sert ve dayanıklıdır. Alüminyum alaşımları işlenebilir, dövülebilir, kaynakla eklenebilir, üzerine cila ve boya yapılabilir. Yüzeyinde meydana gelen oksit tabakası koruyucu görevi yapar. Bu oksidin kalınlığı 2,5.10-5 milimetreden daha az olduğu halde çok kuvvetli koruyucudur. Bu oksid tabakası, eritildiği zaman
daha da kalınlaşır ve erimiş hâldeki alüminyum metalini dahi korur. Yâni metalin daha ileri ok- sidasyonuna (yanmasına) mani olur. Bu sebepten ince alüminyum varakı, hidrojen alevinde bile yakmak mümkün değildir. Alüminyum oksijen hamlacı ile de bu koruyucu oksid sebebiyle kesilemez.
Alüminyum mağnetik değildir, elektrik ve ısı iletme özelliğine sahiptir. Çoğu kimyâsal maddelere ve bâzı asitlere karşı dayanıklı olmasına rağmen hidroklorik aside ve alkalilere karşı çok aktiftir. Yüzeyindeki alüminyum oksit halindeki film tabakası alkali ortamda çözünmektedir. Alüminyumun oksijenle birleşmesi esnasında yüksek miktarda ısı açığa çıkar. İnce toz alüminyum kâfi miktarda oksijen ile karıştırılırsa patlayıcı bir karışım elde edilir.
Tabiatta bulunuşu:Alüminyum, alüminyum silikat hâlinde korkayaçlarda, feldisplatlarda, fel- dispatotitlerde ve mikalarda, tunçların parçalanmasıyla teşekkül eden killi topraklarda, boksitte ve demirce zengin lateritte bulunur. En mühim alüminyum cevheri olan boksitte % 52 nispetinde alüminyum oksit bulunur. Boksit kayaçları fiziksel görünüm açısından bileşime bağlı olarak büyük farklılıklar gösterir. Sarımsı beyazdan griye veya pempeden koyu kırmızıya kadar değişen renklerde ve kilden kayaca kadar değişen biçimlerde olabilir. Hemen hemen her kıtada boksit minerali blunmuştur. ABD, Avustralya, Hindistan, Endonezya, Malezya, Çin, Sovyetler Birliği, Gana, Yu
ALÜM İNYUM
nanistan, Yugoslavya, Macaristan, İtalya ve Fransa’da büyük boksit mineralleri mevcuttur. Metalik alüminyum elde edilmesi için ancak % 45 veya daha büyük oranda alüminyum oksit ihtivâ eden top- rağımsı boksit cevherleri elverişlidir. Yüzde 40-60 nispetinde alumina ihtivâ eden gibsit ve böhmit adlı iki mineral, günümüzde ekonomik açıdan işlenmeye değer görülmektedir. Boksit dışında başka alumina kaynakları da mevcuttur. Bunların başlıcaları alumina killeri, davsonit, alunit, alüminyum ihtivâ eden kiltaşlar n, korkayaçlar ve saprolit ile sillimanit mineralleridir. Doğu Avrupa ülkeleri boksit dışındaki cevherlerden faydalanma yoluna gitmişlerdir. Madencilikte kullanılan boksit bugüne kadar büyük ölçüde yüzeyde veya yüzeye yakın katmanlarda bulunmuştur. Dolayısıyla, cevheri saran ince toprak ve kayaç katmanlarının kaldırılması dışında bir işlem gerektirmeyen açık kuyulardan çıkartılır. Alüminyumu bileşikleri hâlinde ihtivâ eden ve endüstriyel öneme sâhip Turkuaz, A l2(O H )3 P 0 4.H20 , kriyolit (buztaşı), Na3AlF6, zımpara taşı, A120 3 (saf olmayan), korendon, A120 3, kaolin, Al20 3.2Si02.2H20 önemli minerallerindendir. Elde edilişi: Alüminyumun çok çeşitli mineralleri olmasına karşılık, dünyâ alüminyum üretiminin hemen hemen tamâmı boksit minerallerinden sağlanır. Saf alüminyumun eldesi için iki kademeli işlem yapılmaktadır. Birinci işlem boksit filizinin içindeki demir ve silisin Bayer metoduna göre arıtılmasıdır. Bunun için alüminyumun amfoter özelliğinden faydalanılır. Ham boksit sıcak NaOH çözeltisi ile muamele edilir. Alüminyum oksit alüminat iyonu Al(OH)4, ayrıca silisyum oksid de silikat iyonu vererek çözeltiye geçer. Çözeltideki alüminat ilâve edilen alüminyum hidroksit kristali ile aşılanarak alüminyum hidroksit hâlinde çöktürülür. Buradan alman çökelti yıkanır ve 1093 °C’de ısıtılarak suyu alınır. Beyaz alüminyum oksit tozu (alümin) elde edilir. ( İkinci işlem saflaştırılmış olan alüminyum oksidin (alümin) Hail Heroult metoduna göre 1000 °C sıcaklıkta ergimiş kriyolit (sodyum alüminyum florür) banyosunda çözülerek bir doğru akım etkisinde bırakılmasıdır. Bu işlemde 750 kg alüminyum elde etmek için (100.000 amperlik akım uygulanır) 750 kg grafit elektrot harcanır. Bileşikleri: Normal şartlarda alüminyum, bileşiklerinde +3 değerliklidir. Ancak yüksek sıcaklıklarda alüminyumun +1 veya +2 değerlikli olduğu gaz bileşikler de elde edilmiştir. Alüminyum bileşiklerinin birçoğu sanâyide önemli kullanım alanlarına sahiptir. Alüminyum üretiminin yamsıra yalıtkanların, bujilerin ve daha pekçok ürünün yapımında da kullanılan alu
mina, ısıtıldığında su buharını yüze tutmasını sağlayan gözenekli bir yapı kazanır. Alüminyum ok- sitin, ticârî adı aktifleştirilmiş alumina olan bu türü, gazların ve kimi sıvıların suyunun alınmasında kulanılır; birçok kimyâsal proseste katalizör taşıyıcısı olarak görev yapar. Önemli diğer bir alüminyum bileşiği alüminyum sülfattır. Bu bileşik sülfürik asitin hidratlı alüminyum oksite etki ettirilmesiyle elde edilen renksiz bir tuzdur. Kâğıt yapımında, boya tutkalı ve yüzey astarı olarak yaygın biçimde kullanılır; tek değerlikli metallerin sülfatlarıyla birleşir ve şap olarak bilinen hidratlı çift sülfatları meydana getirir. En mühim olanı, potasyum şapı veya kısaca potas şapı olarak bilinen potasyum alüminyum sülfattır KA1(S04) 12HzO. Bu çift tuzlar başta ilaç, takstil ve boya üretimi olmak üzere geniş bir kullanım alanına sahiptirler. Eritilmiş alüminyumun gaz hâlindeki klorla tepkimesi sonucunda meydana gelen alüminyum klorür (A1Cİ3), Friedel-Craft tepkimelerinde katalizör olarak kullanılarak pekçok değerli organik bileşiğin sentezinde yer alır. Yaygın adı alüminyum hidrok- lorür olan AICI3H2O bileşiğinden, derideki gözenekleri sıkıştırma özelliğinden dolayı lokal ter önleyici veya deodorant olarak faydalanılır. Alüminyum hidroksit, Al(OH)3, su geçirmez kumaş yapımında alüminatlarla birlikte çeşitli alüminyum bileşiklerinin elde edilmesinde kullanılır. Alüminyumun hidrojenle meydana getirdiği alüminyum hidrür, A1H3, önemli bir indirgen olarak tetrahidro alüminatlann elde edilmesinde faydalanılan polimerize bir katıdır. Lityum alüminyum hidrür, LİA1H4, bileşiği ile organik kimyâda mühim bir kullanım alanına sâhiptir. Meselâ aldehit ve ketonların alkollere indirgenmesinde bu bileşikten faydalanılır. Alaşımları ve kullanıldığı yerler: Dur alüminyum, alüminyumun önemli alaşımlarındandır. % 4,5 bakır, % 1,5 magnezyum, % 0,6 mangan ihtivâ eder. Makina parçaları yapımında kullanılır. Alüminyum çeliği: % 5 alüminyum bulunan bir çelik türüdür. Dinamo ve transformatör yapımında kullanılır. Alüminyum bronzu : % 10 alüminyum, % 90 bakır ihtivâ eder. Gemi ve makina yapımında kullanılır. Alüminyum-mağnezyum alaşımı % 5 magnezyum ihtivâ eden bir alaşımdır. Alüminyumun kaolen, feldispat gibi mineralleri seramik, porselen, çimento sanâyiinin temel maddeleridir. Elmastan sonra gelen en sert mineral korendon (Al20 3)dur. Korendonun içinde krom bulunursa yâkut, kobalt bulunursa safir ve akvamarin meydana gelir. Bu taşların değeri berraklıkları ve renklerinin yoğunluğu ile artarak elmas değerine ulaşır.
Tren rayları, ağır makina manivelaları gibi ğır iş gören kısımların çatlak ve kırıkları alü- ıinyum kaynağı ile tâmir edilir. Alüminyum kayağı toz hâlindeki alüminyum ve demir oksidin ka- ştırılarak yüksek sıcaklığa mâruz bırakılmasıy- ı elde edilir. Alüminyum ençok taşımacılık ve mîmâride ullanılmaktadır. Uçak kanatlan ve gövdesi, vagon, tomobil karoseri ve küçük deniz araçları yapılında yaygın olarak kullanılır. Alüminyum ayrıca alaşım dökümleri, silindir aşları, yağ tavaları ve çeşitli motorlarda kullanılır. Günümüzde Fransızların, boksidi, bir ark fı- ınında karbon etkisiyle işleyerek elde ettikleri lüminyum daha ucuza mal olmaktadır. Dünyâ alüminyum üretiminde ABD % 45 ile aşta gelmektedir. Onu Sovyetler Birliği % 10, aponya % 9, Almanya % 7, Fransa % 4.5 ile tâkip tmektedir. Alüminyum tuncu: Yüzde 4 ilâ 5 arasındaki »ir nispette ve daha az miktarlarda başka metalleri le ihtivâ eden bakır esaslı alaşım. Korrozyona ;arşı dayanıklı olan alüminyum tuncu pek çok nakina parçasının ve aletin yapımında kullanılır, ‘ıhını andıran görünümü ve kararmaya karşı di- enci sebebiyle kuyumculuk ve mîmârîde de kul- anım alanına sâhiptir. Yüksek sıcaklıklarda yük- ;eltgenmeye ve bilhassa seyreltik asitlerce kor- ozyona mukavim olması sebebiyle, asitle temiz- eme donanımlarında ve seyreltik asitle teması gerektiren işlerde de emniyetle kullanılır. Yumu- jak çelikle karıştırılabilecek dayanıklılıkta olması sebebiyle, kâğıt yapım makinaları, bağlantı vidaları, ağır hizmet dişli çarkları, metal biçimlendirme kalıpları, makina yatakları vb. teçhizatta
kullanılır. Metalik ark işlemiyle kaynaklanmaya ve özel eritcilerle lehimlenmeye müsaittir. Alüminyum tuncunun, alüminyum muhteviyâtı yüzde 8’e kadar olanları, soğuk çekmeyle, kimyâ tesislerinde ve yağ arıtımevlerinde kullanılan basınç kazanlarının ve ısı değiştiricilerin yapımında faydalanılmak üzere boru veya levha biçiminde çekilebilir. Yüzde 8’den fazla alüminyum ihtivâ eden alaşımlarda demir ve mangan da bulunabilir. Soğuk çekme işlemine yatkınlığı az olan bu alaşımlar, sıcak çekme, kalıptan geçirme ve dövmeye elverişlidir. Bu alaşımların nikelli olanları sağlamlık ve korrozyona dayanıklıklıkları gibi özellikleri dolayısıyla gaz türbinlerinin kompresör paletlerinde kullanılır. Yüzde 10 civârında alüminyum ihtivâ eden alaşımlar gemi pervâneleri gibi birçok sağlam malzemenin üretiminde kullanılır.