1825 년 Ørsted의 고립에서 1886 년 홀스 헤루 과정의 발명에 이르기까지 알루미늄은 드문 곳에서 전능 한 금속으로 놀라운 여행을 갔다.
몇 번이고, 내 손에 소다 캔을 들고있을 때, 나는 시간 기계를 가지고 있기를 바랍니다. 그래서 나는 1800 년대로 돌아가서 지금 우리 대부분을 쓰레기를 고려하여 부자가 될 수 있도록 부자가되기를 바랍니다.
.얼마 전, 알루미늄은 크라운 보석과 함께 프랑스 박물관에서 그 자리를 찾았으며, 희귀하고 특별하고 귀중한 것으로 예상되었습니다.
오늘 우리는 음료 캔이나 맨손으로 호일 랩을 쥐고 두 번째 생각없이 쓰레기에 던져 넣습니다. 과거에 160 년 동안 되감기를 하면서이 금속 조각은 평생 넷플릭스 구독을 받기에 충분한 돈을 벌 수 있습니다.
주기적인 테이블 의이 13 번째 요소가 취한 탁월한 여정을 살펴 보겠습니다.
알루미늄, 13 번째 요소 (사진 크레디트 :개념 w/shutterstock)
고대 알루미늄 사용
인류는 알루미늄을 원소로 발견하기 전부터 알루미늄 함유 화합물의 이점을 거두었습니다. 화산 점토의 일반적으로 발견되는 성분은 "명반"(칼륨 알루미늄 황산염)입니다.
메소포타미아, 수메 리아, 이집트의 고대 문명에서 사람들은 채굴하고 세련된 점토를 획득하여 명반를 추출했습니다. 그들은이 물질에서 음식을위한 의약품, 염료, 산세 물질 및 화재 억제제를 준비했습니다. 쓴 바닷물을 함유 한 연못은 외부 타박상과 상처를 치료하는 데 사용되었습니다.
알루미늄이 될 수있는 가장 초기의 언급 중 하나는 장로의 저서 인“자연사”에 관한 것이 었습니다. 그는 로마 황제 티 베리우스 앞에서 발표 한 금세공 인에 관한 이야기를 언급합니다. 이 컵은 은색이 되기에는 너무 가벼운 이상한 은빛의 반짝이는 금속으로 만들어졌습니다.
금세 공인은 점토에서 금속을 추출한다는 지식이 그와 신들에게만 속한다고 주장했다. 황제는 관심이있는 것처럼 보였지만 곧 희귀 금속이 금과 은행 보물이 귀중한 것으로 간주 될 것이라는 것을 깨달았습니다. Tiberius는 그 사람에게 보상하는 대신 군인들에게 금세 공인을 참수하라고 명령했다. 그리고 그와 함께 비밀로 죽었다.
1800 년대 초반의 알루미늄
알루미늄 (AL)은 지구 빵 껍질의 8.1%를 차지하기 때문에 본질적으로 가장 풍부한 금속입니다. 그러나 구리,은 또는 금과는 달리 알루미늄은 자연의 자유 상태에서 발견되지 않습니다. 매우 안정적인 화합물에 잠겨 있습니다. 자유 AL을 얻으려는 시도는 1800 년대 초 과학 후 혁명을 시작했다. 전기 분해는 Alessandro Volta의 휴대용 전기 발명,“볼타 파일”이후 인기를 얻었습니다.
콘월 어 화학자 인 험프리 데이비 (Humphry Davy)는 전기 분해를 사용하여 용융 염에 대한 실험을 수행하고있었습니다. 그는 녹은 소금을 통해 전기를 통과시켜 나트륨, 칼륨, 칼슘, 바륨, 마그네슘 및 스트론튬과 같은 금속을 분리했습니다. 그는 일종의 쓴 소금으로 작업하는 동안 알루미늄이라는 새로운 금속의 존재를 확인했습니다. 그는 라틴어 "Alumen"의 이름을 따서 명명했는데, 이는 "쓴 소금"을 의미했습니다.
그는 그것이 쓰라린다는 것을 어떻게 알았습니까? 그는 시대의 대부분의 과학자들처럼 맛을 맛 보았 기 때문입니다. 불행히도, 그는 죽을 때까지 시도했지만 절대 금속을 소금에서 분리 할 수는 없었습니다.
알루미늄 광석 채석장 (사진 크레디트 :Alexey Rezvykh/Shutterstock)
한편, 피에르 베르 티어 (Pierre Berthier)라는 지질 학자는 프랑스 레 보 옥스에서 보크 사이트 광석 (산화 알루미늄)을 발견했습니다. 파리의 Henri Sainte-Claire Deville은 산화 알루미늄 광석을 알루미늄으로 줄이는 방법을 개발했습니다. 그의 방법은 비싸지 만 효과적이었습니다. 이로 인해 알루미늄은 금과은보다 더 귀중한 것으로 만들었습니다. 나폴레옹 III에는 알루미늄으로 만들어진 칼이 있다고한다. 그의 특별한 손님만이 그들을 사용해야했고, 다른 사람들은 금과은 제품을 받았습니다.
미국의 산업 능력을 선보이기 위해 미국은 6 파운드의 알루미늄을 사용하여 워싱턴 기념비의 캡 스톤을 만들었습니다. 알루미늄은 왕실 및 정부 회의에서 유행어가되었습니다.
Charles Dickens는 가정용 단어라는 주간 잡지의 편집자였으며, 알루미늄은“금속에 대해 금속처럼 금속처럼 금처럼 금처럼, 구리처럼 쉽게 녹을 수없고, 다리미처럼, 가단성, 연성, 유리보다 가벼운 특이한 품질로 무엇을 생각하십니까?” 따라서, 애매한 금속을 그의 결합에서 금속 형태로 추출하는 것은 신화적인 도시 엘 도라도를 찾는 것과 동일하게되었습니다.
알루미늄 혁명의 시작
알루미늄은 거의 60 년 동안 가장 비싼 금속으로 판결되었지만“알루미늄 쌍둥이”Charles M. Hall과 Paul Héroult가 그림에 들어 왔을 때 결정되었습니다. Charles Hall은 Frank F. Jewett 교수가 Friedrich Wöhler의 작품에 대해 이야기 한 후 대학 동창회에서 알루미늄을 보여준 후 순수한 알루미늄을 추출하는 방법을 찾기로 결심했습니다. Hall은 3 층에 설치 한 실험실에서 일을 시작했지만 곧 그의 작업을 불 태웠습니다.
따라서 그는 아버지의 목재로 옮겼습니다. 화학자였던 여동생 줄리아의 도움으로 그는 전해질을 실험하여 알루미늄 소금을 용해시켰다. 그런 다음 수제 배터리의 전기로 솔루션을 삭감했습니다 (그리드 전원 공급 장치가 없기 때문에). 마지막으로, 1886 년 2 월에 그는 Cryolite (나트륨 알루미늄 불소)에 정착하여 화합물에서 순수한 알루미늄 추출 방법을 개발했습니다.
.홀의 작품에 대해 완전히 잊어 버린 Paul Héroult라는 프랑스 혁신적인 엔지니어는 순수한 알루미늄을 찾기 위해 가족의 무두질에서 일하고있었습니다. Héroult의 알루미늄 추출에 대한 관심은 그의 화학 교수 인 Henry Louis Le Chatelier에 의해 촉발되었으며, 그의 아버지는 Henri Sainte-Claire Deville의 친밀한 동료였습니다. 친구들의 도움으로 그는 냉동 라이트와 전기 분해를 사용하여 광석에서 순수한 알루미늄을 추출하는 방법을 개발했습니다.
1886 년 4 월, 그는 프랑스와 미국에서 특허를 제출할 충분한 증거를 가지고있었습니다. 그들의 작업의 유사성은 1886 년 7 월 홀이 특허를 신청했을 때 발견되었으며 Héroult가 이미 신청했음을 알렸다. 오랜 소송 후 Hall은 미국에서 특허를 받았으며 그 과정은“Halls-Héroult”과정으로 선정되었습니다.
알루미늄 대 알루미늄
많은 회사들이 특허를 사용하는 라이센스를 얻었고 알루미늄의 대량 생산을 시작했습니다. 이것은 금속 가격을 크게 낮추었다. 두 발명가 모두 발명품으로 많은 돈을 벌었고 알루미늄 혁명을 위해도 많은 돈을 벌었습니다.
알루미늄을 가계 이름으로 만들 책임이있는 또 다른 사람은 Karl Josef Bayer입니다. 그는 보크 사이트 광석에서 순수한 알루미나를 추출하는 비용 효율적인 방법을 개발했습니다. 이 금속의 추출은 Bayer와 Hals-Héroult 공정을 결합하여 훨씬 더 많은 비용과 에너지 효율이되었습니다.
알루미늄은 어디에서나 응용 프로그램을 찾습니다. (사진 크레디트 :ivector/shutterstock)
결론
알루미늄과 합금은 우리가 사는 세상에 완전히 혁명을 일으켰습니다. 요리기구에서 불꽃 파우더, CPU의 방열판에 이르기까지 어디에나 있습니다. 가볍고 비발적인 특성과 우수한 기계적 특성으로 인해 공기 및 우주 여행을 현실로 만들었습니다. 따라서 비행기에서 당신 옆에있는 다음 사람이 주석으로 날아가는 것을 두려워한다고 말하면, 실제로 알루미늄이 될 수 있음을 상기 시켜서 편안함을 제공합니다.
