Alüminyum Tarihçesi

Eski Yunanlar ve Romalılar, alüminyum(æljʊˈmɪniəm)un tuzlarını, boyaların renklerini sabitleştirmede ve kan durdurucu olarak kullanmışlardır. Alum günümüz tıbbında hala kan durdurucu ve damar büzücü olarak kullanılmaktadır.

Friedrich Wöhler'in, alüminyumu, 1827'de, susuz alüminyum klorürü potasyum ile karıştırarak ayrıştıran ilk kişi olduğu bilinirse de metal, o tarihten iki sene kadar önce, Danimarkalı bir fizikçi ve kimyacı olan Hans Christian Ørsted tarafından saf olmayan bir formda üretilmiştir. Dolayısıyla almanaklarda ve kimya literatüründe Øersted'in adı alüminyumu bulan kişi olarak geçer. Fransız Henri Saint-Claire Deville, 1846'da, Wöhler'in metodunu, daha pahalı olan potasyum yerine sodyum kullanarak geliştirmiştir.

Amerikalı Charles Martin Hall 1886'da, alüminyumun elektrolitik bir işlemle eldesine ilişkin bir patent başvurusunda (patent no: 400655) bulunmuş, aynı yıl, Hall'un bu buluşundan tamamen habersiz olmak üzere Fransız Paul Héroult da aynı tekniği Avrupa'da geliştirmiştir. Bu nedenle iki bilim adamının adı verilen Hall-Heroult işlemi, günümüzde alüminyumun cevherinden eldesinde bütün dünyada kullanılan temel yöntemdir.

ABD'deki Washington anıtının zirvesinin yapımında alüminyum kullanılması kararlaştırılmış ve o tarihte alüminyumun yaklaşık 30 gramının maliyeti bu projede çalışan bir işçinin yevmiyesinin iki katına eşdeğer olmuştur.

Adolf Hitler'in yönetime gelişinden hemen sonraki yıllarda Almanya, alüminyum üretiminde dünya lideri olmuştur. Ancak 1942'de, ABD'de yeni hidroelektrik santral projelerinin (örneğin, Grand Coulee Barajı) devreye alınması, ABD'ye Nazi Almanya'sının başedemeyeceği bir üstünlük vermiştir. Bu üstünlük, dört yıl içinde 60 bin savaş uçağı yapmaya yetecek kadar alüminyum üretimi şeklinde ortaya çıkmıştır.

Alüminyum Adı üzerine

İngilizce konuşulan ülkelerde, adının hem aluminium hem de aluminum şeklinde yazılması ve uygun tarzda okunması yaygındır. ABD'de aluminium pek bilinmemekte ve daha çok aluminum kullanılmaktadır. ABD'nin dışındaki diğer ülkelerde ise durum tam tersine olup aluminium şeklinde yazılış tarzı daha iyi bilinmektedir. Ancak Kanada'da her iki yazılış tarzı da yaygındır.

İngilizcenin hakimiyeti dışındaki ülkelerde ise "ium" şeklindeki yazılış daha yaygındır. Hem Almanca hem de Fransızcada sözcük aluminium şeklindedir.

"International Union of Pure and Applied Chemistry" (IUPAC) organizasyonu 1990'da aluminium kullanımını, dünya standardı olarak onaylamıştır. Ancak üç yıl sonra aluminum sözcüğünü de kabul edilebilir bir terim olarak tasdik etmiştir.

Alüminyum Nedir ?

Alüminyum, atom numarası 13 ve simgesi Al olan kimyasal element. Gümüş renkte, sünek bir metaldir. Doğada genellikle boksit cevheri halinde bulunur ve oksidasyona karşı üstün direnci ile tanınır. Bu direncin temelinde pasivasyon özelliği yatar. Endüstrinin pek çok kolunda milyonlarca farklı ürünün yapımında kullanılmakta olup dünya ekonomisi içinde çok önemli bir yeri vardır. Alüminyumdan üretilmiş yapısal bileşenler uzay ve havacılık sanayii için vazgeçilmezdir. Hafiflik ve yüksek dayanım özellikleri gerektiren taşımacılık ve inşaat sanayiinde geniş kullanım alanı bulur.

Alüminyum Çağımızın Elementi

Teknoloji her geçen gün gelişmektedir. Bu gelişim ile birlikte alüminyum kullanımlı ürünler artmaktadır. Oksidasyona karşı dirençli olması elementin kullanım alanını ve ihtiyacını arttırmaktadır. Doğada boksit cevheri olan var olmaktadır. Günümüzde ve gelecekti çok tercih edilecek olmasının nedeni ise doğada fazla olmasında kaynaklanır. Elektroliz ile ayrıştırılarak yapılmaktadır. Korozyon direnci vardır.

Alüminyum alaşım halinde olduğunda 15 kat daha dayanıklı hale gelmektedir. Yapısal olarak zarar verici bir özelliği bulunmamaktadır. Günümüzde doğaya en az zarar veren malzemeler değer kazanmaktadır. Alüminyum ise geri dönüşümlü bir metaldir. Endüstride farklı alanlarda kullanılarak ekonomiye katkı sağlamaktadır.

Alüminyum Çağımızın Elementi

Alüminyum Özellikleri

Güçlü, Dayanıklı, Esnek, Hafif, paslanmaz, iletken…
Yumuşak ve kolay işlenebilir.
Parlaktır.
Hava şartlarına karşı dayanıklıdır.
Sıvı ve gazlara karşı dirençlidir.
Ani gelen darbelere karşı dayanıklıdır.
Isı ve elektriği kolay iletir.
Geri Dönüşümlüdür.

Alüminyum, yumuşak ve hafif bir metal olup mat gümüşümsü renktedir.

Bu renk, havaya maruz kaldığında üzerinde oluşan ince oksit tabakasından ileri gelir.

Alüminyum, zehirleyici ve manyetik değildir.

Kıvılcım çıkarmaz. Saf alüminyumun çekme dayanımı yaklaşık 49 megapascal (MPa) iken alaşımlandırıldığında bu değer 700 MPa'a çıkar.

Yoğunluğu, çeliğin veya bakırın yaklaşık üçte biri kadardır. Kolaylıkla dövülebilir, makinede işlenebilir ve dökülebilir.

Çok üstün korozyon özelliklerine sahip olması, üzerinde oluşan oksit tabakasının koruyucu olmasındandır.

Elektrik iletkenliği %64,94 IACS'dir (saf Al, 2 °C'de). Erime sıcaklığı 660 °C, kaynama sıcaklığı ise 2519 °C'dir.

Doğada Bulunuşu

Yerkabuğunda bol miktarda (%7,5-8,1) bulunmasına rağmen serbest halde çok nadir bulunur ve bu nedenle bir zamanlar altından bile daha kıymetli görülmüştür. Alüminyumun ticari olarak üretiminin tarihi 100 yıldan biraz fazladır.

Alüminyum ilk keşfedildiği yıllarda cevherinden ayrıştırılması çok zor olan bir metal idi. Alüminyum rafine edilmesi en zor metallerden biridir. Bunun nedeni, çok hızlı oksitlenmesi, oluşan bu oksit tabakasının çok kararlı oluşu ve demirdeki pasın aksine yüzeyden sıyrılmayışıdır.

Alüminyumun hurdalardan geri kazanımı, günümüz alüminyum endüstrisinin önemli bir bileşeni haline gelmiştir. Geri kazanım işlemi, metalin basitçe tekrar eritilmesi esasına dayanır, ki bu yöntem metalin cevherinden üretimine nazaran çok daha ekonomiktir. Alüminyum rafinasyonu çok yüksek miktarlarda elektrik enerjisi gerektirir, buna karşılık geri kazanım işlemi, üretiminde kulanılan enerjinin %5'ini harcar. Geri kazanım işlemi 1900'lü yılların başlarından beri uygulanmakta olup yeni değildir. 1960'lı yılların sonlarına kadar düşük profilli bir faaliyet olarak devam eden geri kazanım olgusu, bu tarihte içecek kutularının alüminyumdan yapılmaya başlanması ile gündeme daha yoğun şekilde gelmiştir. Diğer geri döndürülen alüminyum kaynakları arasında otomobil parçaları, pencere ve kapılar, cihazlar ve konteynerler sayılabilir.

Alüminyum reaktif bir metal olup cevherinden (alüminyum oksit, Al2O3) kazanımı çok zordur. Üretim 2 yöntem ile gerçekleşir. İlki Bayer yöntemi diğeri ise karbonla doğrudan redüksiyondur. Alüminyum oksitin ergime sıcaklığı yaklaşık 2000 °C olduğundan ekonomik olmaktan uzaktır. Dolayısıyla, alüminyum elektroliz yöntemiyle kazanılır. Bu yöntemde alüminyum oksit, ergimiş kriyolit içinde çözündürülür ve daha sonra saf metale redüklenir. Bu yöntemde redüksiyon hücrelerinin çalışma sıcaklığı 950-980 °C civarındadır. Kriyolit, Grönland adasında bulunan doğal bir mineraldir fakat alüminyum üretimi için sentetik olarak yapılır. Kriyolit, alüminyum ve sodyumun florürlerinin bir karışımı olup formülü Na3AlF6 şeklindedir. Alüminyum oksit (beyaz toz), yaklaşık %30-40 demir içerdiği için kırmızı renkli olan boksitin rafinasyonu ile üretilir. Bu işlemin adı Bayer işlemidir ve daha önceleri kullanılmakta olan Deville işleminin yerini almıştır.

Wöhler işleminin yerini alan elektroliz yönteminde her iki elektrot da karbondan yapılmıştır. Cevher bir kez ergimiş hale geldikten sonra iyonlar serbestçe dolaşmaya başlarlar. Negatif elektrotta (katot) gerçekleşen reaksiyon:

Al3+ + 3e- → Al

olup alüminyum iyonunun elektron alarak redüklendiğini gösterir. Alüminyum metali daha sonra hücrenin tabanına sıvı halde çöker ve buradan sifonlanarak dışarı alınır.

Öte yandan, pozitif elektrotta (anot) oksijen gazı oluşur:

2O2- → O2 + 4e-

Anot karbonu bu oksijen ile oksitlenerek tükenir ve dolayısıyla düzenli aralıklarla yenilenmesi gerekir:

O2 + C → CO2

Katotlar elektroliz işlemi sırasında, anotların tersine, tükenmezler çünkü katotta oksijen çıkışı olmaz. Katodun karbonu, hücre içinde sıvı alüminyum ile örtülmüş olduğu için korunmalıdır. Öte yandan katotlar, elektrokimyasal işlemler gereği erozyona uğrarlar. Elektrolizde uygulanan akıma bağlı olarak, hücrelerin 5-10 yılda bir tümüyle yenilenmesi gerekir.

Hall-Héroult işlemiyle alüminyum elektrolizi çok fazla elektrik enerjisi tüketirse de, alternatif yöntemler gerek ekonomik gerekse ekolojik olarak uygulanabilirlikten uzaktırlar. Dünya genelinde, ortalama spesifik enerji tüketimi, kg Al başına yaklaşık 15±0.5 kilowatt saat dir (52-56 MJ/kg). Modern tesislerde bu rakam yaklaşık 12.8 kW·h/kg (46.1 MJ/kg) civarındadır. Redüksiyon hattının taşıdığı elektrik akımı, eski teknolojilerde 100-200 kA iken bu değer, modern tesislerde 350 kA'e kadar çıkmış olup 500 kA'lik hücrelerde deneme çalışmaları yapıldığı bilinmektedir.

Alüminyum üretim maliyetinin %20-40'ını, tesisin bulunduğu yere göre değişmek üzere, elektrik enerjisi oluşturmaktadır. Bu nedenle alüminyum üreticisi işletmeler, Güney Afrika, Yeni Zelanda'nın Güney Adası, Avustralya, Çin, Orta Doğu, Rusya, İzlanda, Kanada'da Québec gibi elektrik enerjisinin bol ve ucuz olduğu bölgelere yakın olmak eğilimindedirler.

Kimyası

Oksidasyon kademesi

Alüminyum hidrojen atmosferi altında 1500 °C ye ısıtıldığında AlH üretilir.
Alüminyumun normal oksidi (Al2O3) silisyum ile 1800 °C de vakum altında ısıtıldığında Al2O üretilir.
Al2S3 ün alüminyum talaşları ile 1300 °C de vakum altında ısıtılması ile Al2S üretilir. Ancak hızlıca başlangıç maddelerine ayrışır. İki değerlikli selenyum da benzer şekilde yapılır.
Üç değerlikli halojenürleri, alüminyum ile ısıtıldıklarında -AlF- -AlCl- ve -AlBr- gaz fazında elde edilebilir.

Oksidasyon kademesi 2

Alüminyum tozu oksijenle yandığında alüminyum alt-oksidinin (AlO) varlığı gösterilebilir.

Oksidasyon kademesi 3

Fajans kuralı, basit bir üç değerlikli katyonun (Al3+) susuz tuzlarda veya Al2O3 gibi ikili bileşiklerde bulunamayacağını gösterir. Hidroksit zayıf bir bazdır ve karbonat gibi zayıf baz olan alüminyum tuzları hazırlanamaz. Nitrat gibi kuvvetli asit tuzları kararlı ve suda çözünürdürler. En az altı moleküllü hidratlar oluştururlar.
Alüminyum hidrür (AlH3)n, trimetil-alüminyum ve aşırı oksijen kullanarak üretilebilir. Havada patlayarak yanar. Alüminyum klorürün eter çözeltisi içinde lityum hidrürle muamelesi sonucu da üretilebilir. Ancak çözücüden ayrıştırılamaz.
Alüminyum karbür (Al4C3) elementlerin oluşturduğu karışımın 1000 °C nin üzerine ısıtılması ile üretilebilir. Açık sarı renkli kristallerinin kompleks bir kafes yapısı vardır ve su veya seyreltik asitle metan gazı verirler. Asetilit (Al2(C2)3), ısıtılmış alüminyum üzerinden asetilen geçirmek suretiyle üretilir.
Alüminyum nitrür (AlN), elementlerinden 800 °C de üretilebilir. Su ile hidrolize olarak amonyak ve alüminyum hidroksit verir.
Alüminyum fosfit (AlP), benzer şekilde yapılır ve fosfin vererek hidrolize olur.
Alüminyum oksit (Al2O3), doğada korundum olarak bulunur ve alüminyumun oksijenle yakılması veya hidroksit, nitrat veya sülfatının ısıtılmasıyla elde edilir. Kıymetli taş olarak sertliği elmas, bor nitrür ve karborundum'dan sonra gelir. Suda hemen hemen hiç çözünmez.
Alüminyum hidroksit, bir alüminyum tuzunun sulu çözeltisine amonyak ilavesi yoluyla jelatinimsi bir çökelek şeklinde elde edilebilir. Amfoteriktir; hem çok zayıf bir asit olup hem de alkalilerle alüminatlar yapar. Değişik kristal formlarında bulunur.
Alüminyum sülfür (Al2S3), alüminyum tozu üzerinden hidrojen sülfür geçirerek üretilebilir. Polimorfiktir.
Alüminyum florür (AlF3), hidroksitinin HF ile muamelesi sonucu veya elementlerinden üretilir. 1291 °C de ergimeksizin gaz fazına geçen dev bir molekül yapısına sahiptir. Çok inerttir. Diğer üç değerliürleri dimerik ve köprü benzeri yapıdadırlar.
Ampirik formülü AlR3 olan organo-metalik bileşikleri vardır ve dev yapılı moleküller değilse de en azından dimerik veya trimeriktirler. Organik sentez alanında (örneğin, trimetil alüminyum) kullanılırlar.
Alümino-hidrürler bilinen en elektro-pozitif yapılardır. İçlerinde en kullanışlı olan lityum alüminyum hidrür'dür (Li[AlH4]). Isıtıldığında lityum hidrür, alüminyum ve hidrojene parçalanır ve su ile hidrolize olur. Organik kimyada pek çok kullanım alanı vardır. Alümino-halojenürler de benzer yapıya sahiptirler.

Kullanım Alanları

Alüminyum kolay soğuyup ısıyı emen bir metal olması nedeniyle soğutma sanayinde geniş bir yer bulur. Bakırdan daha ucuz olması ve daha çok bulunması, işlenmesinin kolay olması ve yumuşak olması nedeniyle birçok sektörde kullanılan bir metaldir.

Alüminyum genel manada soğutucu yapımında, spot ışıklarda, mutfak gereçleri yapımında, hafiflik esas olan araçların yapımında (uçak, bisiklet, otomobil motorları, motosikletler vb.) kullanılır. Bunun yanında sanayide önemli bir madde olan alüminyum, kapı pencere ve bina cephesi kaplamalarında kullanılmakla beraber günlük hayatta her zaman karşımıza çıkan bir metaldir.

Alüminyumun diğer bir kullanım alanı ise asenkron motorlardır. Saf alüminyum (~%99.7 Al) basınçlı döküm yöntemi ile asenkron motorların rotor üretiminde kullanılır. Bakıra göre hafifliği, ucuzluğu ve göreceli olarak iyi elektriksel iletkenliğe sahip olması (~%59-60 IACS) alüminyumun asenkron motor endüstrisinde geniş bir yer almasını sağlamaktadır.

Başlıca;

Taşıtlarda
İnşaat alanında
Elektrik nakil hatlarında
Elektrik ve elektronik donanımlı araçlarda
Havacılık ve Uzay donanımlarında
Aksesuarlarda
Mobilyalarda
Aydınlatma araç ve gereçlerinde
Soğutma sanayisinde
Ambalaj Sanayiinde
Mutfak Gereçlerinde

Alüminyum ve Ulaşım

Hafif

Taşımada kullanılan alüminyum, araç ağırlığını, yakıt tüketimini ve sera gazı emisyonlarını azaltır.

Güvenli

Üstün tasarım ve alüminyum hafif ağırlık kombinasyonu, yaralanmaları azaltır ve hayat kurtarır.

Enerji tasarrufu

Alüminyum tekrar tekrar geri dönüştürülebilir ve birincil üretim için gereken enerjinin %95'ine kadar tasarruf sağlar.

Alüminyum ve İnşaat (Yeşil Bina)

Dayanıklılık

İç alüminyum bileşenler sonsuz bir ömre sahiptir.

Geri Dönüştürülebilirlik

Alüminyum neredeyse sonsuz derecede geri dönüştürülebilir.

Tasarım potansiyeli

Alüminyumun esnekliği ve şekillendirilebilirliği, neredeyse sınırsız tasarım potansiyelini garanti eder.

Alüminyum ve Ambalajlama

Hafif

Alüminyum ambalaj, nakliye ve depolama sırasında kaynakların korunmasına yardımcı olur.

Koruyucu

Alüminyum folyo ambalaj, ışığa, gazlara ve neme karşı tam bir bariyer sağlayan en hafif malzemedir.

Geri dönüştürülebilir

Alüminyum içecek kutusu, dünyadaki en geri dönüştürülmüş içecek kabıdır.

Alüminyum ve Otomobil Endüstrisi

Yüz yıldan uzun süredir otomobil üretimi için alüminyum kullanılmıştır. Aslında, alüminyum gövdeye sahip ilk spor otomobil 1899’da Berlin Uluslararası Motor Show’unda seçildi. 1901’de Mercedes Benz’i ortak kurmaya devam eden Carl Benz, ilk alüminyum otomobil motorunu inşa etti. Alüminyum ile metal işleme konusundaki ilk zorluklar ve yüksek fiyat nedeniyle, alüminyumun otomotiv endüstrisinde yaygın olarak kullanılması 60 yıldan fazla sürdü. 1961’de Land Rover’ın seri ürettiği Buick 215’de, alüminyumdan yapılmış sekiz silindirli bir V8 motoru bulunuyordu. Motorun hafifliği bir vahiydi ve yarış arabası sürücüleri ile anında çarptı. 1997 yılında Audi karoser arabalarının üretimine başladı. Alüminyum kullanımı, araç gövdelerinin ağırlığını 239 kg’a kadar düşürdü ve yakıt tüketimini azaltmada büyük kâr payları ödedi.

Günümüzde alüminyum, otomotiv endüstrisinde çelik kare profil yanında en çok kullanılan malzemedir. 1 kg alüminyumun üretim sürecinde 2 kg çelik veya dökme demir yerine geçebileceğine inanılmaktadır.

Alüminyum nedir?

Alüminyum metalik bir elementtir. Oldukça dövülebilir olduğu için “zayıf metal” kategorisinde kalay ve kurşun ile sınıflandırılmıştır. Eski zamanlardan beri insan medeniyeti tarafından kullanılmaktadır. Antik Mısır ve Roma’dan seramik eserlerinde alüminyum oksitler keşfedilmiştir. İlk başta, bilim adamları alüminyumun nadir olduğuna inandılar ve çıkarma zordu. Artık Dünya’nın kabuğundaki en yaygın üçüncü element olduğunu ve Dünyadaki en yaygın metalik element olduğunu biliyoruz. Alüminyum hafif ama güçlü alaşımlar yapmak için kolayca karışır. Alüminyum çok hafiftir, ısı ve elektriği çok iyi iletir ve manyetik değildir. Bu özellikler, yapımdan pişirme araçlarına ve otomatik üretime kadar çok çeşitli kullanımlar için idealdir.

Alüminyumun diğer metallerden farkı nedir?

Ağırlık

Alüminyum hafiftir. Yoğunluğu çeliğin üçte biri kadardır.

Kuvvet

Alüminyum güçlüdür. Alüminyum alaşımları, 70 ila 700 MPa arasında değişen gerilme dayanımlarına sahiptir. Çeliğin aksine, alüminyum düşük sıcaklıklarda kırılgan hale gelmez. Aslında soğuduğunda alüminyum gücü artar.

Esneklik

Aluminyumun gücü, esneklikle birleştirilmiştir, yani yük altında esneyebilir ve darbelerin etkisinden geri dönebilir.

Dövülebilirlik

Alüminyum son derece yumuşaktır ve kalıptan geçirilerek istenen herhangi bir şekilde sıkılabilir. Alüminyum sıcak ya da soğuk olarak kalıptan çekilebilir. Bükme ve biçimlendirme işlemleri ile daha fazla manipüle edilebilir.

İletkenlik

Alüminyum mükemmel bir ısı ve elektrik iletkenidir. Bir alüminyum iletken, aynı iletkenliğe sahip eşdeğer bakır iletkenin yaklaşık yarısı kadardır.

Yansıtabilirlik

Alüminyum, hem ışığın hem de sıcaklığın iyi bir yansıtıcısıdır.

Korozyon direnci

Alüminyum, mikroskopik olarak ince bir oksit tabakası oluşturmak için havadaki oksijenle reaksiyona girer. Bu katman sadece 4 nanometre kalınlığındadır, ancak korozyona karşı mükemmel koruma sağlar. Zarar görmesi durumunda bile tamir eder.

Otomobil endüstrisi neden alüminyuma ihtiyaç duyar? Nasıl kullanılır?

Otomobil endüstrisi araç çerçevesi ve gövdesi için alüminyum, elektrik kabloları, tekerlekler, lambalar, boya, şanzıman, klima kondansatör ve boruları, motor parçaları (pistonlar, radyatör, silindir kafası) ve mıknatıslar (hızölçerler, takometreler ve hava yastıkları için) kullanır

Çelik yerine otomobil üretimi için alüminyum kullanmak bir çok avantaj sağlar:

Performans Avantajları

Ortalama olarak, alüminyum ürüne bağlı olarak çelikten% 10 ila% 40 daha hafiftir. Alüminyumdan yapılan araçlar daha iyi hızlanma, daha iyi frenleme ve daha iyi yol tutuşa sahiptir. Alüminyumun sertliği sürücülere daha hızlı ve hassas kontrol sağlar. Alüminyumun işlenebilirliği, tasarımcıların maksimum performans için optimize edilmiş araç şekilleri oluşturmasını sağlar.

Güvenlik Avantajları

Alüminyum bir çarpışmada çeliğin eşdeğer ağırlığından iki kat daha fazla enerji emebilir. Alüminyum, bir aracın ön ve arka ezilme bölgelerinin boyut ve enerji emme kapasitesini artırmak ve ağırlığı arttırmadan güvenliği artırmak için kullanılabilir. Daha hafif alüminyumdan yapılan araçlar, daha kısa durma mesafelerine ihtiyaç duyarak çarpışmaları önler.

Çevresel Faydalar

Otomotiv alüminyum hurdasının yaklaşık yüzde 90’ı geri kazanıldı ve geri dönüştürüldü. 1 ton alüminyum geri dönüşümü, 21 varil yağa eşdeğer enerji tasarrufu sağlar. Alüminyum oto imalat kullanımı, çelik kullanımına kıyasla yüzde 20 daha küçük bir yaşam döngüsü CO2 ayak izi verir. Alüminyum Birliği’nin Sürdürülebilirlik Elemanı raporu, bir çelik araç filosunun alüminyum araçlarla değiştirilmesinin 108 milyon varil ham petrol tasarrufu sağlayabileceğini ve 44 milyon ton CO2 salınımını önleyebileceğini buldu.

Yakıt Verimliliği

Alüminyum bileşenli araçlar, çelik bileşenlere göre yüzde 24 daha hafif olabilir. Bu, 100 mil başına 0.7 galon yakıt tasarrufu sağlayarak çelik araçlara göre yakıt tüketiminde yüzde 15 tasarruf sağlıyor. Melezlerde, dizellerde ve elektrikli araçlarda alüminyum kullanıldığında da benzer yakıt tasarrufu sağlanır.

Dayanıklılık

Alüminyum bileşenli araçlar pas onarımına daha az ihtiyaç duyarlar ve kullanım ömrünün uzamasına yardımcı olurlar. Alüminyum bileşenler, arazi ve askeri araçlar dahil zorlu ortamlardaki araçlar için idealdir.

Araç yapımında / onarımında genellikle başka hangi metaller kullanılır?

Çelik hala oto üretiminin temel dayanağıdır. Gövde ve çerçevede, yakıt deposunda, motor bloğunda, akslarda, dişlilerde, frenlerde ve kablolarda kullanılır. Elektrik kablolarında bakır kullanılmıştır. Burçlar ve radyatörde pirinç kullanılır. Daha az miktarda kullanılan diğer metaller şunlardır: krom, kurşun, magnezyum, manganez, nikel ve çinko.

Havacılıkta Kullanılan Alüminyum Alaşımları

Havacılık sektöründe 1915’lerden itibaren daha ağır olan çelik yerine alüminyum kullanılmaya başlanmıştır. Bu dönemlerde bakır alaşımlı 2xxx serisi alüminyum yapı malzemesi olarak, kanatlarda ve gövdelerde kullanılmıştır.

II. Dünya savaşı ve sonrasında ise alüminyum kullanımı yaygınlaşmıştır. Bu tarihlerde 2014 – 2017 – 2024 alaşımı kullanılırken yüksek çekme mukavemetine duyulan ihtiyaç 7000 serisi alüminyum kullanımının önünü açmıştır. Halihazırda 2xxx, 5xxx, 6xxx, 7xxx serisi alüminyumlar kullanılmaktadır. Ayrıca 3xxx ve 4xxx serisi alüminyumlar da kısıtlı olarak kullanılmaktadır. Hafiflik ve elastikiyet açısından avantaj sağlayan lityum alaşımlı 8xxx serisi alüminyum, fiyatının çok pahalı olmasından dolayı şimdilik sadece askeri uçak/helikopterlerde ve uzay araçlarında kullanılmakta, sivil amaçlı yolcu/nakliye uçaklarında kullanılamamaktadır.

Havacılık sektöründe kullanılan alüminyum standartları AMS (Aerospace Materials Specifications) ile tanınmaktadır.

Alüminyumun Havacılıkta Kullanılan Genel Kullanım Yerleri

Uçaklarda son dönemlerde kompozit malzeme kullanımı artmış olsa da hala %50 - %60 oranında alüminyum kullanılmaktadır. Uçak gövdesi, genel yapısal elemanlar, dayanıklı ve korozyon direnci yüksek istenen bölmelerde alüminyum yoğun olarak kullanılmaktadır. Askeri uçaklarda alüminyum kullanım oranı %75 - %80’lere çıkmaktadır. Uçak kanatları, flaplar, iniş takımları, ana gövde kemere ve kirişleri, hidrolik sistemler, ana gövde, bağlantı perçinleri, motor çıkış bölümlerinde alüminyum kullanılır.

Uçak Gövdesinde Kullanılan Alüminyum Alaşımları

Uçak ana gövde yapısını oluşturan kemere ve kirişlerde 7050 T7451 ve 7050 T7651 (AMS 4201) kullanılır.

Gövdeye bağlantı kirişlerinde alaşım 7075 T6 / T651, gövde kaplamasında alaşım 2024 T3 / T351 Alclad (her iki yüzey kaplamalı) ve yük taşıyan bölgelerde alaşım 7075 T6 / T651 plaka ve levhalar kullanılır.

Askeri uçaklarda gövde kaplamasında mukavemet ve kırılma direnci yüksekliği nedeniyle 2124 T851 de kullanılmaktadır.

Bağlantı elemanları ve perçinlerde 2014 T6, 2017 T4 ve 2024 T6510 / T6511 ekstrüzyon malzeme kullanılmaktadır. Yüksek mukavemet ve işlenebilirlik istenen kullanım yerlerinde 2014 T6 tercih edilmektedir. Bu malzemelerden imal edilen bazı bağlantı elemanları ve perçin örnekleri aşağıdadır.

Uçak Kanatlarında Kullanılan Alüminyum Alaşımları

Kanatlar iki ayrı yapıda değerlendirilmektedir. Üst kanat yüke maruz kaldığından 7075 T6 / T651 alaşımı kullanılmaktadır. Bazı uçaklarda ise alüminyum levha formunda üretilen 7050 T7451 de kullanılmaktadır. Alt kanat ise genlik ve çekme yüküne maruz kaldığından, yorulma dayanımı yüksek, esnekliği nedeniyle hasar toleransı yüksek 2024 T3 / T351 malzemeden yapılmaktadır.

Ancak son dönemlerde, yorulma ve hasar toleranslarında daha avantaj sağlayan 2324 T39 (Boeing) ve 2124 T3/T351 (Airbus) alaşımları kullanılmaya başlanmıştır.

Yine ani manevra, yüksek sürat gibi yüksek sertlik ve mukavemet istenildiği savaş uçaklarının kanat yüzeylerinde 2124 T851 alaşım kullanılmaktadır.

Tekerleklerde Kullanılan Alüminyum Alaşımları

Bu bölümde uçak iniş takımının ana taşıma parçasında özellikle iniş sırasında karşılaşılan güç ve esnekliği karşılamak için Alaşım 7075 T6 /T651, 7050 T7451 ve 2024 T3 / T351, bağlantı elemanı olarak mukavemet ve dayanaklığı fazla olan alaşım 2014 T4 / T351 ve 2017 T4 kullanılmaktadır.

Diğer Bölgelerde Kullanılan Alüminyum Alaşımları

Alaşım 5052 H32 / H34 Plaka:

Yüksek yorulma ve korozyona karşı mukavemetin yüksek olduğu, iyi çalışabilirliğin istendiği uygulamalarda kullanılır. En yoğun kullanıldığı yer yakıt tanklarıdır.

Alaşım 5052 - Temper T0 Drawn Dikişsiz Boru ve Çubuk:

Yakıt ve yağ boruları ile bunların bağlantı parçalarında kullanılır.

Alaşım 6061 - Temper T4 / T6 Plaka/Levha:

Yüksek mukavemet, iyi işlenebilirlik, kaynak edilebilme ve korozyon direnci istenen bölge ve sistemlerde kullanılır. En fazla kullanılan yerler, uçak iniş merdivenleri, servis sistemleri, elektronik cihaz kutuları.

Alaşım 6061 - Temper T0 / T4 / T4511 / T6 / T6511 Ekstrüzyon:

Ara bağlantı parçalarında muhtelif ekstrüzyon (profil) olarak kullanılmaktadır. Gövde panelleri, kanatlarda yer alan firar (acil çıkış) yerlerinin kenar kaplamaları, motor kaportalarında kullanılmaktadır. Son zamanlarda daha iyi şekillendirilebilirdik özelliği, daha yüksek korozyon direncine sahip olması nedeniyle 6061 yerine 6013 T6 ve 6063 T6 malzeme de kullanılmaktadır.

Uçak İmalatında Alüminyum Parçaların Birleştirilmesinde;

a. Bağlantı kalıcı ve havaya karşı sızdırmazlık isteniyor ise kaynak kullanılmalıdır. Bu işlemde 4xxx serisi alüminyum kullanılır.

b. Diğer birleştirmelerde ise mekanik birleştirme (perçin, pim, dişli bağlantı elemanları, bilezik bağlantı elamanları, özel bağlantı parçaları) kullanılmaktadır.

c. Mekanik birleştirmede kullanılan malzemelerin imalatında 5056 H34 / H32, 2017 T3/T351, 2117 T3/T351, 2024 T351/T3 kullanılır.

7075 Hadde plakaların ve çubukların fiyatlarını incelemek içi

EN AW 7075 ihtiyacınızı karşılıyor ise,

Ulaşım ve Alüminyum

Alaşımlı Alüminyum, tarih boyunca uçak endüstrisi için ana yapı malzemesi olmuştur. Titanyum ve kompozit malzemelerin kullanımının arttığı günümüzde bile, alüminyumun sıcaklık ve basınç değişimlerine dayanımı ve hafifliği nedeniyle ticari ve sivil uçak gövdelerinin %70'i alüminyum alaşımlarından meydana gelmiştir.

Kabul edilebilir maliyet, düşük yoğunluk, uygun mekanik özellikler, yapısal bütünlük ve imalat kolaylığı nedeniyle nakliye alanlarında da çekicidir. Ticari araçlarda, hem yolcu hem yük vagonlarında, deniz gövdelerinde ve üst yapılarda ve askeri araçlarda kullanımının artık çok sayıda örneği bulunmaktadır.

Hacimsel araba üretimlerinde; motor blokları, tekerlekler, radyatörler ve artan bir şekilde gövde parçaları olarak alüminyum plaka, levha, profil içermektedir. Genel olarak üretim için 5xxx ve 6xxx serisi alaşımlar, iyi korozyon direnci, yüksek tokluk ve kaynak kolaylığı ile yeterli gücü sağlar. İşlenebilirliğin, boyutsal stabilitenin ve korozyon direncinin önemli olduğu kullanımlarda 5083 döküm plakalar tercih edilmektedir. Mukavemetin daha az önemli olduğu, eloksal kaplama ve atmosferik korozyon direncinin öne çıktığı kullanımlarda 5754 alaşım plaka ve levhalar tercih edilemektedir.

5754 alaşım levhalar örneğin raylı tren kapılarında, kullanılmaktadır.

Uçaklarda mukavemet olarak güçlü 2xxx, 7xxx ve 8xxx serisi alaşımlar tercih edilir ve askeri araçlarda ise kaynaklanabilir 7xxx serisi alaşımlar kullanılarak, balistik özellikler sağlayabilir.

NASA, roket komponentleri olarak birçok alüminyum alaşımı kullanmaktadır.

Gemi ve yat sektöründe alüminyum hafifliği ve korozyona direnci yüzünden tercih edilmektedir. Altta görülen yatta hem yatın gövdesi hem de değişik boruları alüminyumdan üretilmiştir. EN AW 5083 alüminyum gemi sacları bu sektörde yaygınca kullanılmaktadır.

Mimari ve İnşaat

Alüminyum, binalarda çok çeşitli uygulamalar için kullanılmaktadır. Bunlar arasında, pencereler ve önceden şekillendirilmiş sac kaplamalar, kapılar, mağazalar ve prestijli binalar için cepheler, mimari

Donanımlar ve çatı kaplama ürünleri bulunmaktadır. 1950-60'larda inşa edilen ve bozulma belirtileri gösteren beton yapıların çoğunu yenilemek için alüminyum yapılar ve kaplama da kullanılmaktadır. Bina uygulamalarında alüminyumun dayanıklılığı son derece önemlidir.1000, 3000, 5000 ve 6000 dövme serisi alaşımlar, endüstriyel ve deniz ortamlarında bile koruma ve mukavemette azalma olmadan iyi performans göstermektedir. Eloksal kaplama yöntemi ile, alüminyum yüzeyini koruyarak, daha geniş bir renk yelpazesi ve diğer boyalı metallere benzer bir görünüm sunar. Bu nedenle dekoratif efektler için de rahatlıkla kullanılabilir.

New York'ta bulunan Empire State Binasının (1930-1932) inşaatında alüminyum yaygınca kullanılmıştır. İnşaat sektöründe yaygın alüminyum kullanımının ilk örneklerinden biridir.

Mühendislik Uygulamaları

İnşaat mühendisliği uygulamalarında alüminyum, temel bir malzeme haline geldi. Günümüzde bu alandaki sık uygulamalar hem ekstrüde hem de kaynaklı parçaları içermektedir. Spesifik örnekler arasında ofis gökdelenlerinin cam yüzleri, eğlence, ticaret merkezleri, stadyumlar, havuzlar alüminyum kullanılarak desteklenmiştir. Bu nedenlerle inşaatçılar, mimarlar ve tasarımcılar arasında en popüler malzemelerden biri haline gelmiştir.

Elektrik mühendisliği uygulamalarında, alüminyum kablolama uzun yıllardır temel bir unsur olsa da, gittikçe daha fazla sayıda üretici çeşitli başka uygulamalar için alüminyuma yöneliyor. Buna iletkenler, kafes motorlar, mikro elektronikler, transformatörler ve alçak gerilim motorları dahildir.

Makine mühendisliği söz konusu olduğunda ise, alüminyum alaşımlarının çok çeşitli olması nedeniyle kullanım alanı çok geniştir. Tasarıma elverişli bir ürün olduğu için robotik uygulamalar, fikstürler, şişirme kalıbı, enjeksiyon kalıbı, thermoform kalıbı gibi ve birçok kalıp uygulamasında rahatlıkla kullanılabilmektedir. Günümüzde uçak ve araç tasarımcıları ürünlerini hafifletebilmek için alüminyuma yönelmişlerdir.