알루미늄 개요 및 특징

알루미늄 개요 및 특징

Characteristics of aluminum

​

1)알루미늄 개요

알루미늄은 은백색의 부드러운 금속, 전성, 연성이 풍부해서 박판이나 철사로 만들어 생산이 가능하다.일반적으로 알루미늄은 8.0- 99.85% 정도의 순도이며. 주요 불순물은 규소와 철 이다. 성질은 순도에 따라 상당히 다르다.전기의 양도체로, 비저항은 구리의 약 1.6배 비중으로 보아 전형적인 경금속(무게 가벼운)이다.공기 속에 방치되면 산화물의 박막을 생성하여 광택을 잃지만, 내부까지는 침식되지 않는다.공기속에서 녹는점 가까이 가열하면 흰 빛을 내며 타서 산화알루미늄이 된다. 이 때 높은 온도가 되므로, 분말을 써서 금속의 야금이나 용접을 한다. 질소, 황, 탄소 등과도 직접 화합하여 질화물, 황화물, 탄화물이 되며, 할로겐과도 작용하여 염화물, 브롬화물 등을 만든다.산에 녹아 염을 만드나, 진한 질산에는 잘 침식되지 않는다. 알칼리에 녹아 수소를 발생하여 알루민산염이 된다. ​ 1)알루미늄 물리적 성질 ​ 전도율은 Cu의 도전율의 60% 이상이며, 가볍고 내식성이 있으므로 전선용에 상당히 이용된다. 지금 중의 Si, Fe, Cu, Ti, Mn 등은 도전율을 해치므로 억제하여야 한다. 순알루미늄보다는 강도가 큰 합금선이 송전선 등에 이용하기도 한다.
성질					알루미늄의 순도(%)
비중(20'C)					2.6989
용융점('C)					660.2
비열(100'C)(cal/g'C)					0.2226
잠열(cal/g)					96.4
전기전도도(%)					69.94
전기저항온도계수					0.00429
열팽창계수(20~100'C)					23.86*10-b
결정계, 격자정수					면심입방 a=4.0413A
​ 2) 알루미늄 기계적 성질 Al의 기계적 성질은 그 재료의 순도·가공도·열처리조건·시험온도 등에 따라 달라진다. 순도가 높을수록 연질이 되며, 불순물 중 문제가 되는 Fe, Si, Cu 등의 함량에 따라서 성질이 변화한다. 알루미늄 전신재의 판·조 및 원판의 기계적 성질을 표에 표시한다. ​
기 호		질 별		인장강도(kgf/㎟)		내력(kgf/㎟)		연신율(%)
A1080P A1070P		0		5.5~9.5		1.5이상		15~35
H12		7.0~11		5.5이상		2~8		​
H14		8.5~12		6.5이상		1~6		​
H16		10~14		7.5이상		1~4		​
H18		12이상		-		1~4		​
H112		7.5~5.5		3.5~1.5		13~25		​
​ 3)알루미늄 화학적 성질

Al은 그 표면에 생기는 산화피막의 보호작용 때문에

내식성이 좋다. 대기 중에서는 일반적으로 내식성이

좋으나 부식률은 대기 중의 습도와 불순물량·질

등에 관계한다.

전원지방에서 0.001mm/year, 해상에서

0.11mm/year, 중성수용액에서는 내식성이

좋으나 염화물 용액 중에서는 나빠진다.

산성용액 중에서는 수소이온농도의 증가에

따라 부식이 증가하고, 황산·회질산·인산 중에서는

침식되고 특히 염산 중에서는 속히 침식된다.

그러나 80%이상의 질산에는 잘 견딘다.

질산이나 기타 유기산에는 내식성이 좋다.

암모니아수중에서는 잘견디나 기타의

알칼리수용액 중에서는 침식된다.

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알루미늄의 특성

경량성	Al의 비중은 2.7로 Fe의 7.87, Cu의 8.9에 비해 약 1/3 경량화에 의한 성능의 향상이 요구가 되고 있는 지금, 특히 자동차, 철도차량, 항공기, 선박 컨테이너 등의 수송 분야로도 많은 알루미늄이 사용되고 있습니다. 또, 가벼움을 이용하여, 각종 기계의 고속 회전 부품이나 접동 부품의 작동 효율이 충분해 장치의 대형화에 의한 중량 증가를 억제하는 등, 다양한 효과를가져오고 있습니다.
내식성	Al은 대기중의 산소와 반응하여 표면에 얇고 치밀한 산화 피막을 형성합니다. 내식성과 강도를 겸비한 알루미늄 합금은 각종의 용도에 채용되어 있어 특히 건축, 자동차, 선박, 해양 개발 등의 분야에서는 이 특성이 활용되고 있습니다.
가공성	압출, 압연, 단조,성형 등의 소성가공이 용이 예를 들어, 종이와 같이 얇은 박이나, 복잡한 형상의 압출형재를 용이하게 제조할 수가 있는 것으로부터, 극히 넓고 다용도로 사용되어 있습니다. 또, 제품 소재를 한층 더 성형 가공하거나 제품의 표면등에 정밀가공을 하거나 하는 것도 비교적 용이합니다. ​ 또 절삭 가공성에도 뛰어나 커타 등의 공구류나 기계 부품에도 사용되고 있습니다.
열 전기 전도성	​ 알루미늄의 열전도율은 철의 약 5배. 열 전달은 Fe의 5배, 전기 전도도는 Cu의 약 60% 전기 전도율은 동의 약 60%로가, 비중이 약 3 분의 1이고, 그 때문 동일 중량의 동에 비해 2배의 전류를 통하게 할 수 있습니다. ​ 현재는고전압의 송전선의 약 99%에 차지함과 함께, 도체(판자·관) 등에 넓게사용되고 있어 전자 공학 분야에서의 수요도 크게 성장해 오고 있습니다. 열을 잘 전한다고 하는 것은 급속히 냉각하는 성질에도 사용됩니다. 기타 냉난방 장치, 엔진 부품, 각종의 열교환기, 태양열 집열기, 음료캔 등에도 이 특성이 사용되고 있습니다. 최근의 고밀도화한 기기, 시스템의 과열 방지를 위한 방열 핀이나 히트 세면대에도 사용되고 있습니다. 또, 이 성질을 이용해, 플러스틱이나 고무의 성형용 금형틀에도 알루미늄이 사용됩니다.
비자성	자장의 영향을 받지 않으므로 초정밀 전자제품, 안테나 등에 적용 이 특징은, 알루미늄의 다른 특성인, 가볍고, 내식성이 뛰어나고, 가공성이 좋아 조합하는 것에 따라, 다양한 제품에 활용되고 있다. 주된 제품으로서는, 파라볼라안테나, 배의 자기콤파스 등의 계측 기기, 전자 의료기기, 메카트로닉스 기기 등을 들 수 있으며 또 리니어 모터카나 초전도 관련 기기에 이를 때까지, 그 용도가 점점 넓어지고 있습니다.
저온강도	저온 취성파괴를 일으키지 않아 LNG탱크, 우주개발분야 등에 적용 알루미늄은 액체 질소(-196℃)나 액체 산소(-183℃)의 극저온하에서도 취성 파괴가 없게 질긴 성질이 큰 것이 특징입니다. 저온 플랜트나 LNG(-162℃)의 탱크재로서 사용되고 있을 뿐만 아니라, 최근에는 우주 개발이나 바이오테크놀러지, 극저온의 초전도 관련이라고 하는 최첨단 분야에서도 이 특성이 각광을 받고 있습니다.
진공특성	다른 금속에 비해 가스 방출이 특히 작아 진공관련 부품에 적용 알루미늄을 진공 장치의 재료에 사용했을 때, 자체로부터의 가스 방출율이 매우 작고 진공 도달 성능이 다른 재료에 비해 매우 뛰어납니다. 거기서, 각종의 고진공 펌프나 배관, 고진공기계 본체, 이화학 실험장치 등에 활용되어 있습니다.
표면처리	양극산화(아노다이징 표면처리) 에 의한 다양한 칼라, 경도, 내시성 등의 목적에 적용 알루미늄은 소재인 채에서도 아름다운 금속입니다만 양극 산화 피막 처리(아르마이트 처리)등 표면 처리를 하는 것에 따라 보다 아름다워 집니다. 또, 표면을 딱딱하게 하거나 내식 효과를 가지게 할 수 있습니다. 양극 산화 피막 처리시에 자연발색이나 전해 착색 등에 의해 알루미늄에 다채색을 칠하는 것도 가능이고, 건축 외장이나 포장재 등 디자인성이 강하게 요구되는 분야에 최적의 재료입니다.
반사성	빛, 열, 전파를 잘 반사하여 반사판, 우주복, 전자부품 Case등에 적용. 자주(잘) 닦은 알루미늄은, 적외선이나 자외선 등 의 광선, 라디오나 레이다로부터 발하는 전자파, 접시 에 각종 열선을 자주(잘) 반사합니다. 이 성질은 뛰어나 순도 99.8%이 위의 알루미늄은 방사 에너지의 90%이상을 반사합니다. 이 특성을 살렸던 것이 난방기의 반사판자, 조명기구, 및 우주옷등이며, 최근에는 알루미늄에 경면 가공을 해 다각형 거울를 시작으로 한 광전자 제품에도 자주 사용되고 있습니다.
보호특성	비타민등을 보호하는 특성이 있어 식품 및 의약품 포장재료로 적용 알루미늄은, 무해, 무취로 위생적. 화학작용으로 금속이 용해되거나 화합물이 붙는다해도, 중금속과 같이 인체를 해치거나 토양을 손상하거나 하지 않습니다. 이 특성을 이용하여, 식품이나 의약품의 포장, 음료캔, 의료기기 및 가정용 취사기구등으로 넓게 사용되어 있습니다.
재활용성	재생에 필요한 에너지는 원석으로부터 새로운 알루미늄을 제조하는 에너지의 3% 알루미늄은 다른 금속과 비교하면 산화 하기 어렵고, 융점이 낮기 때문에, 사용이 끝난 알루미늄 제품을 녹여 , 간단하게 재생할 수가 있습니다. 게다가 재생 알루미늄을 만드는데 필요한 에너지는, 새로운 알루미늄을 만드는 경우와 비교해 불과 3%면가능하므로 품질적으로도, 신지금과 거의 바뀌지 않는 것이 제조 할 수 있기 때문에, 매우 경제적인 재료라고 할수 있다. 특히 음료캔에서는, 빈 깡통을 회수해 재자원화해라고 하는 리사이클 운동이 전국 각지에서 행해져 자원 절약·절전에 공헌함과 함께, 지구 환경 보호, 쓰레기 감량화의 추진에도 큰 역할을 담당하고 있습니다. 이것은, 서로 한정하는 자원의 유효한 이용에 용이합니다.