Aluminiu - primul material al epocii spațiale de odinioară

Materiale

Titanul, fibrele de carbon și teflonul sunt acum considerate a fi materialele care transportă omenirea în aer și în spațiu. Cu toate acestea, în urmă cu aproximativ o sută de ani, aluminiul avea această reputație - primul material de înaltă tehnologie.

Multe din odinioară extraordinare au devenit normale în timp. Acest lucru se aplică atât mașinii, cât și telefoanelor, televizoarelor și nu se oprește nici la materiale. Astăzi, majoritatea conservelor de băuturi fabricate la nivel mondial sunt fabricate din aluminiu. Profile din aluminiu în diferite lungimi și forme pot fi comandate prin internet - și mai multe națiuni au folosit deja metalul ușor pentru a bate monede din acesta. Fără îndoială, aluminiul este un material complet normal, care este fabricat și utilizat în milioane de tone pe an, greutatea redusă și rezistența ridicată fiind prima alegere pentru nenumărate aplicații.

Dar nu a fost cazul de mult timp. Din punctul de vedere al cercetării materialelor, în urmă cu doar câteva decenii, aluminiul era atât de nou și incitant încât se putea vorbi despre un metal de tendință - care era în părți mai valoroase decât aurul și fără de care omenirea nu ar fi luat-o la cer atât de mult.

O tânără vedetă pe cerul materialelor

Există materiale care sunt cunoscute și utilizate de mii de ani - bronzul, de exemplu, a fost folosit cu 3000 de ani înainte de începutul erei noastre. O descoperire spectaculoasă de o sabie de cupru a întărit recent această teză din nou.

Aluminiu, pe de altă parte, este extrem de tânăr. Chiar dacă este al treilea cel mai abundent element din scoarța terestră (după oxigen și siliciu). A venit doar în 1782 Antoine Laurent de Lavoisier prezumția existenței metalului - chimistul francez a verificat „pământul de alum” descoperit de colegul său german Andreas Sigismund Marggraf în 1754 și a presupus că este oxidul unui element necunoscut anterior. Și abia în 1807 britanicul Humphry Davy, care făcea și cercetări în aceste direcții, a inventat numele de aluminiu, care este cunoscut astăzi, ca derivat al formei latine de alum „alumen”.

Problema în acea fază timpurie: Deși aluminiul era acum cunoscut, au apărut deja diferite utilizări. Singurul lucru care lipsea a fost procesul de fabricație. Până la mijlocul anilor 1800 procesul de reducere Wöhler a fost optimizată, producția a fost posibilă doar la nivel de laborator și chiar după aceea a rămas marginală. Randamentul a fost în mod corespunzător scăzut și prețul ridicat. În jurul mijlocului secolului, lira (imperială) a costat 18.000 de dolari, în funcție de valoarea actuală. În 1852 prețul pentru o uncie era de 34 de dolari (moneda vremii), în același timp aceeași cantitate de aur numită doar 19.

În 1855, douăsprezece bare de aluminiu au fost prezentate unui public larg din lume pentru prima dată la Expoziția Mondială de la Paris. Iar aspectul său asemănător cu argintul, asociat cu greutatea redusă, fără precedent pentru metale la acea vreme, a inspirat literalmente masele. Geniul științifico-fantastic Jules Verne, printre altele, l-a prelucrat în lucrările sale, a conceput mașini zburătoare existente și nenumărate alte aplicații din acesta, în timp ce în lumea reală, printre altele, erau fabricate bijuterii din acesta. În această fază, care a fost deja caracterizată de noi începuturi și credință în viitor, a existat un hype imens despre metal.

Aduceți mai mult aluminiu!

În consecință, a doua jumătate a anilor 1800 a fost caracterizată și de faptul că nenumărați cercetători și industriași au preluat noul „material minune”. În funcție de fabrică, volumele de producție au crescut la aproximativ o tonă pe an, iar prețurile au scăzut rapid.

Cel mai bun mod de a demonstra prestigiul aluminiului din acea epocă, în ciuda scăderii prețurilor, este cu două exemple:

Când SUA au continuat și au finalizat construcția lungă pauză a Monumentului Washington în anii 1880, au încoronat steaua înaltă de aproape 170 de metri cu o cheie de esență fabricată dintr-o bucată de aluminiu turnat de trei kilograme - în acel moment cea mai mare piesă care a fost turnată vreodată.
În 1894/95, Wilhelm Prince zu Wied un iaht cu corp de aluminiu face Aluminia. Cu puțin timp înainte, deținuse o barcă cu vâsle făcută din același material și era extrem de impresionat de aceasta.

Astfel de utilizări au fost posibile, de asemenea, deoarece la sfârșitul secolului al XIX-lea, odată cu procesul Hall-Héroult și procesul Bayer, au fost concepute două noi modalități importante de producție în masă a aluminiului - două metode care se construiesc una pe cealaltă în care aluminiul finit este obținut din bauxită. devine; așa procedăm și astăzi.

În consecință, în ultimele două decenii ale anilor 1800, metalul ușor a devenit un material practic folosit la nivel mondial, din care au fost fabricate nu numai bijuterii și obiecte de prestigiu similare, ci și instrumente optice și, în general, nenumărate componente pentru care greutatea redusă a avut o importanță centrală - nu în ultimul rând automobilitatea care a început în acel moment. Cu toate acestea, aluminiul a cunoscut cea mai mare descoperire după începutul secolului.

Sus în aer

Primele dirijabile rigide au fost construite în ultimii ani ai anilor 1800. Unul a fost construit în Croația în 1896 de către comerciantul de cherestea David Schwarz și distrus în zborul său inițial un an mai târziu; al doilea a fost construit de Ferdinand Graf von Zeppelin în 1900 - și, de asemenea, deteriorat într-un șanț în timpul primului său zbor.

Dar: Ambele dirijabile au fost construite cu un sprijin puternic din industria aluminiului. Atât pentru designeri, cât și pentru industriași, era clar că zborul cu echipaj trebuia să se bazeze pe material. A apărut un puternic sprijin reciproc - care era extrem de necesar în cazul contelui von Zeppelin, deoarece era considerat de mulți ca un fel de „inventator nebun” la acea vreme și avea dificultăți în a obține fonduri. Au fost în mod corespunzător „accidentate” primii ani ai dirijabilelor de la lacul Constance.

În 1903, frații Wright au zburat pentru prima dată un obiect electric care era mai greu decât aerul - totuși, construcția de bază a Wright Flyer a fost făcută din molid. Trei ani mai târziu, chimistul german l-a descoperit pe Alfred Wilm ci o singură metodă, pentru a mări considerabil rezistența aluminiului. Rezultatul a fost aliajul „Duraluminium” - cu rezistență la tracțiune de zece ori mai mare decât aluminiul pur.

Acesta a fost materialul potrivit la momentul potrivit: în câțiva ani de după zborul Wright, a devenit clar că lemnul nu era suficient pentru avioanele din ce în ce mai puternice - și că aluminiu normal își atingea și limitele datorită dimensiunii crescânde a dirijabilelor.

Procedând astfel, aluminiul a stabilit nu mai puțin de vârsta zborului. Practic, toate viitoarele dirijabile rigide au fost construite pe un cadru de bază din acesta; Avioanele îl folosesc, de asemenea, în puncte critice în ceea ce privește greutatea și sarcina - deși Primul Război Mondial, care a început la scurt timp după aceea și a dat aviatiei un impuls gigantic, s-a bazat pe structuri tubulare din oțel acoperite cu țesături, în special cu aripi din lemn, din motive de aprovizionare.

Dar deja spre sfârșitul războiului a arătat avionul Junkers J7, ce a putut face aluminiu și aici - mașina de vânătoare consta dintr-un cadru tubular din duralumin cu aceeași scândură. La un an după război, Junkers a folosit experiența acumulată în acest mod pentru a lucra cu Modelul F13 pentru fabricarea primului avion în construcție monococă - pielea din aluminiu a preluat, de asemenea, o funcție portantă în același timp, iar un baston nu mai era necesar ca substructură.

Succesul acestei mici mașini, împreună cu dirijabilele care au fost, de asemenea, pe deplin dezvoltate după război, nu numai că au asigurat un mare boom în aviația civilă, ci și au sculptat aluminiu pentru totdeauna ca material central pentru aviație - până în prezent este acolo cel mai important material și numai acolo unde își atinge limitele este completat sau înlocuit cu titan sau materiale compozite.