Aluminium w elektrotechnice

Wszystkie metale, które nie są żelazem i jego stopami nazywamy metalami nieżelaznymi. W grupie tej znajduje się mniej więcej 70 pierwiastków. Są wśród nich ciężkie pierwiastki promieniotwórcze (pluton, uran), jak również bardzo szeroko wykorzystywane w przemyśle cynk, ołów, nikiel, miedź i aluminium. Inne wykorzystywane są nie tylko w przemyśle, ale także w jubilerstwie.

Pozyskiwanie aluminium

Aluminium jest bardzo powszechnie występującym w skorupie ziemskiej pierwiastkiem. Większość jego złóż jest jednak nieopłacalna w eksploatacji. Glin to pierwiastek niezwykle reaktywny, stąd też w stanie wolnym nie występującym. Bardzo duże ilości aluminium, bo aż 25 procent, zawiera glina. W glinie aluminium występuje w postaci glinokrzemianów – związków gliny z tlenem lub krzemem. Proces pozyskiwania aluminium z gliny jest jednak niezwykle kosztowny, otrzymanie go na skalę przemysłową z gliny jest praktycznie nie stosowane. Rudą, z której aluminium jest otrzymywane na skalę przemysłową jest jedynie boksyt zawierający duże ilości uwodnionych tlenków aluminium. Złoża boksytu rozsiane są po całym świecie, największe znajdują się na terenie Rosji, Australii. Gwinei, Chinach, Brazylii i na Jamajce. W Polsce złoża boksytu są niewielkie, występują tylko na terenie Dolnego Śląska. Do odseparowania komponentów, z których pozyskiwane jest aluminium wykorzystywany jest proces elektrolizy. Bezwodny tlenek aluminium jest w czasie elektrolizy rozpuszczany we fluorku glinowo-sodowym. Przez roztwór ten przepuszczany jest prąd elektryczny, który sprawia, że tlenek aluminium rozkłada się na tlen i aluminium w stanie ciekłym.

Gdzie ma zastosowanie aluminium?

Tlen atmosferyczny powoduje szybkie korodowanie aluminium. W efekcie pokrywa się on cienką, a jednocześnie bardzo odporną warstwą tlenku, która chroni go przed dalszą korozją. To dlatego zastosowanie aluminium jest bardzo szerokie. Garnki, ramy okienne i drzwiowe, folia spożywcza, elementy dla budownictwa to tylko nieliczne przykłady wykorzystania aluminium i jego stopów. Wyjątkowo niska gęstość aluminium oraz jego stopów sprawiła, że aluminiowe konstrukcje są bardzo lekkie. Stąd też znalazły one szerokie zastosowanie także w przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym. Aluminium jest doskonałym przewodnikiem ciepła. Niska masa i dobre przewodnictwo ciepła to cechy, które zadecydowały o tym, że aluminium wykorzystuje także telekomunikacja i energetyka. Aluminium jest pierwiastekiem bardzo dobrze przewodzącym prąd elektryczny. Jako półprzewodnik jest więc szeroko wykorzystywany w przemyśle elektrotechnicznym. Stosowane są do budowy układów scalonych. Aluminium, jako lżejsze i tańsze od miedzi stosuje się coraz częściej również do produkcji kabli elektrycznych, a w szczególności tych wysoko – i średnionapięciowych. Coraz częściej pojawiają się także transformatory,w których uzwojenia wykonane są z aluminium. Z kolei ze stopów aluminium powstają uzwojenia transformatorów, elementy kolektorów słonecznych, trzonki świetlówek i żarówek.

 

Artykuł sponsorowany przez firmę Nitrid.