Название металла восходит к античным временам и происходит от латинского слова alumen. Обозначало оно квасцы, активно используемые людьми античности в качестве протравы для краски. Римский писатель Плиний, живший в I веке, описывает эти химические соединения в своей книге «Естественная история» (XXXV, 52).
Понтийский полководец Архелай (II–I вв. до н. э.) применял квасцы для защиты деревянных укреплений от огня. Широко использовались они и в кожевенном производстве при дублении. Отсюда возникло латинское слово, обозначающее сапожника – alutarius. Добывались квасцы преимущественно горным способом.
В 1754 году Андреас Сигизмунд Маргграф, химик из Пруссии, воздействовал на раствор квасцов щелочью и выделил в результате глинозём, или же оксид алюминия Спустя полвека, в 1808 британский учёный сэр Гемфри Дэви определил, что в основе квасцов лежит неизвестный металл и дал ему название алюмиум (позже алюминум). Он старался выделить его из глинозёма методом электролиза, но, к сожалению, так и не смог этого сделать.
Алюминий — материал который изменил мир
Почти два десятилетия спустя датский физик Ганс Кристиау Эрстед попробовал подойди к решению задачи по получению алюминия с другой стороны. В 1825 он сообщил об успешном получении металла путём его термического восстановления из безводного хлорида алюминия, в качестве второго реагента им была взята амальгама калия.
Опыт был немного изменён Фридрихом Велером, который использовал в процессе чистый калий вместо сплава. Таким способом немецкий химик сумел получить около 30 г алюминиевого порошка. После этого он трудился ещё 18 лет и смог получить металл в виде небольших шарообразных слитков. Ещё Веллер был первым, кто дал точное описание свойств алюминия.
Метод немца имел существенный недостаток, он был слишком дорогим для его промышленного применения. За усовершенствование данной технологии взялся француз Анри-Этьенн Сент-Клер Девиль. После проведённой кропотливой работы, на международной выставке в Париже 1855 г. он смог продемонстрировать полученный слиток металла весом около 7 кг.
Способ Девиля состоял в вытеснении из двойной хлористой соли натрия и алюминия последнего при помощи более активного натрия. Уже на следующий год во французском городе Руане заработал первый завод по производству алюминия. Предприятие принадлежало братьям Александру и Шарлю Тиссье.
Стоимость получаемого продукта была крайне высокой, первые несколько лет цена 1 кг равнялась 300 франкам, что заставляло людей относиться к нему как к драгоценному металлу. Материал стал весьма популярен при производстве ювелирных изделий и дорогих сервизов для еды, благодаря сходному с серебром цвету, лёгкости и мягкому блеску. Правитель Франции Наполеон III всячески поддерживал новую отрасль производства. За 35 лет при помощи технологии Девиля было произведено около 200 т. алюминия.
В 1865 г. в России учёный Николай Бекетов изобрёл более простой метод. Химическое взаимодействие в этом случае шло между криолитом и магнием. Завод, применяющий эту технологию, был построен в Германии в Гмелингеме в 1885 г. и показал высокую производительность. Всего за 5 лет на этом предприятии получили 58 т. металла.
Но эра доминирования химического способа подходила к концу. Ещё в 1854 металл был успешно получен методом электролиза из квасцов Робертом Вильгельмом Бунзеном, что заложило основу современной алюминиевой промышленности.
Через 32 года сразу два человека, американский студент Чарльз Мартин Холл и французский инженер-химик Поль-Луи-Туссен Эру, независимо друг от друга открыли дешёвый способ электролитического производства металла. Он состоял в том, что электролизу подвергалась окись алюминия, расплавленная в криолите. Особенностью предложенной ими технологии было то, что она требовала больших затрат электроэнергии. Поэтому Эру принял решение разместить своё производство рядом с Рейнским водопадом, который он использовал для выработки столь необходимой электроэнергии.
В 1888 г. было основано Акционерное общество алюминиевой промышленности, позднее ставшее Обществом алюминиевых заводов. Уставной фонд – 10 млн швейцарских франков. Учредителями выступили немецкий предприниматель Вальтер Ратенау и Швейцарское металлургическое общество. Производительность предприятия росла постепенно, с 40 т в год в 1890 до 450 т в 1895 г.
Параллельно в США возникла Питтсбургская восстановительная компания, которую вместе со своими товарищами учредил Чарльз Холл. Их первый алюминиевый завод открылся в Кенсингтоне. Поначалу, выпуск металла составлял менее 10 т в год, но к 1890 достиг отметки в 85 т. Компания была коммерчески успешной и строила новые заводы вблизи гидроэлектростанции на Ниагарском водопаде. В 1907 она стала назваться Американской алюминиевой компанией или же Alcoa.
Тем временем в России австрийский химик, работавший в то время на Тентелевском заводе в городе Санкт-Петербурге, открыл в 1889 г. экономичный и простой способ получения глинозёма из бокситов. Так зародившаяся алюминиевая промышленность получила доступ к дешёвому источнику сырья.
Как в своё время и предполагал Девиль алюминий постепенно стал широко применяться в различных сферах народного хозяйства. С1825, когда он впервые был получен в лабораторных условиях, и до наших дней его стоимость практически постоянно снижалась. Изначально, будучи дороже железа в 1500 раз, алюминий сегодня стоит больше обычной углеродистой стали только в 3 раза.
Пользуйтесь Поиском по сайту. Найдётся Всё по истории.
Источник: www.istmira.com
История алюминия
Название «алюминий» произошло от «алюмиум» — вещество, открытое английским ученым-химиком Хэмфри Дэви в 1807 году. Корень слова «алюм» обозначает «квасцы», представляющие собой соль алюминия.
Попытки Хэмфри выделить открытый им металл в чистом виде не увенчались успехом, и только в 1825 году другой ученый, датчанин Ханс Кристиан Эрстед, смог получить алюминий без примесей.
Спустя еще 20 лет немецким ученым Фридрихом Вехлером были проведены первые глубокие исследования свойств алюминия. Своей целью Вехлер ставил открыть секрет легкости этого металла.
Многие из ученых того времени пытались решить проблему выделения этого металла, предлагались различные способы, но все они имели свои изъяны. Так, в середине 50-х годов XIX века француз Анри Сент-Клер Девиль, научился получать алюминий, используя натрий, однако на выходе получалось всего несколько килограммов легкого металла. В результате, этот способ практически не использовался в промышленном производстве, но получил широкое распространение у ученых, что позволило им ставить больше опытов по изучению характеристик алюминия.
История получения алюминия путем плавления началась в конце XIX века. Этот способ был открыт в 1886 году одновременно двумя разными учеными: американцем Чарльзом Холлом и французом Полем Эру. Интересен тот факт, что они не только в один год изобрели метод Холла-Эру, как впоследствии его назвали, но и их даты рождения и смерти тоже совпадают (1863-1914 гг.).
Спустя 2 года австриец Карл Вайер модернизировал метод Холла-Эру, взяв в качестве исходного материала для производства алюминия не его оксид, а бокситы. Это привело к падению цен на алюминий на 80 % и его широкому распространению в промышленности.
Алюминий стали использовать практически везде: от бытовой сферы до производства оружия. Его упоминал в своих произведениях всемирно известный писатель Жюль Верн. Там герои строили из алюминия ракеты и корабли.
Также способствовало развитию применения алюминия и изобретение многослойной фанеры, резины и, конечно же, пластмассы. Все эти материалы активно интегрировались с алюминием при производстве сложных устройств и механизмов. О динамике развития производства алюминия говорит тот факт, что за сто с лишним лет, с конца XIX по XXI век, производство алюминия увеличилось в 110 тысяч раз и в 2010 году составило 40 млн. тонн.
Источник: xn—-dtbjalal8asil4g8c.xn--p1ai
Открытие алюминия
Человечество сталкивалось с алюминием задолго до того, как этот металл был получен. В «Естественной истории» римского ученого Плиния Старшего говорится о легенде I века, в которой мастер дарит императору Тиберию чашу из неизвестного металла – похожую на серебряную, но при этом очень легкую. Достаточно широко в древности применялись квасцы – соль на основе алюминия. Полководец Архелай обнаружил, что дерево практически не горит, если его выдержать в растворе квасцов – этим пользовались для защиты деревянных укреплений от поджогов.
Античные времена
В античные времена квасцы применялись в медицине, при выделке кож, в качестве протравы при крашении тканей. В Европе, начиная с XVI века квасцы использовались повсеместно: в кожевенной промышленности в качестве дубильного средства, в целлюлозно-бумажной – для проклеивания бумаги, в медицине – в дерматологии, косметологии, стоматологии и офтальмологии.
Именно квасцам (по-латински – alumen) алюминий обязан своим именем. Его металлу дал английский химик Гемфри Дэви, который в 1808 году установил, что получить алюминий можно методом электролиза из глинозема (оксид алюминия), но подтвердить теорию практикой он не смог.
Это сделал датчанин Ханс Кристиан Эрстед в 1825 году. Правда, судя по всему, ему удалось получить не чистый металл, а некий сплав алюминия с элементами, участвовавшими в опытах. Ученый сообщил об открытии и прекратил эксперименты.
Его работу продолжил немецкий химик Фридрих Вёлер, который 22 октября 1827 года получил около 30 граммов алюминия в виде порошка. Ему понадобилось еще 18 лет непрерывных опытов, чтобы в 1845 году получить небольшие шарики застывшего расплавленного алюминия (корольки).
Открытие алюминиевой руды
В 1821 году геолог Пьер Бертье обнаружил во Франции залежи глинистой красноватой породы. Свое название «боксит» (bauxite) порода получила по наименованию местности, где была найдена – Les Baux.
Открытый учеными химический метод получения алюминия довел до промышленного применения выдающийся французский химик и технолог Анри-Этьенн Сент-Клер Девиль. Он усовершенствовал метод Вёлера и в 1856 году совместно со своими партнерами организовал первое промышленное производство алюминия на заводе братьев Шарля и Александра Тиссье в Руане (Франция).
200 тонн алюминия было получено химическим способом Сент-Клер Девиля в период с 1855 по 1890 годы.
Получаемый металл был похож на серебро, был легким и при этом дорогим, поэтому в то время алюминий считался элитным материалом, предназначенным для изготовления украшений и предметов роскоши. Первыми продуктами из алюминия считаются медали с барельефами Наполеона III, который всячески поддерживал развитие производства алюминия, и Фридриха Вёлера, а также погремушка наследного принца Луи-Наполеона, выполненная из алюминия и золота.
«Нет ничего труднее, чем заставить людей использовать новый металл. Предметы роскоши и украшения не могут служить единственной областью его применения. Я надеюсь, что настанет время, когда алюминий будет служить удовлетворению повседневных нужд».
Сент-Клер Девиль, французский химик
Ситуация изменилась с открытием более дешевого электролитического способа производства алюминия в 1886 году. Его одновременно и независимо друг от друга разработали французский инженер Поль Эру и американский студент Чарльз Холл. Предложенный ими метод подразумевал электролиз расплавленной в криолите окиси алюминия и давал прекрасные результаты, но требовал большого количества электроэнергии. Поэтому свое первое производство Эру организовал на металлургическом заводе в Нейгаузене (Швейцария), рядом со знаменитым Рейнским водопадом, сила падающей воды которого приводила в действие динамо-машины предприятия.
18 ноября 1888 года, между Швейцарским металлургическим обществом и немецким промышленником Ратенау было подписано соглашение об учреждении в Нейгаузене Акционерного общества алюминиевой промышленности с общим капиталом в 10 миллионов швейцарских франков. Позднее его переименовали в Общество алюминиевых заводов. На его торговой марке было изображено солнце, восходящее из-за алюминиевого слитка, что должно было, по замыслу Ратенау, символизировать зарождение алюминиевой промышленности. За пять лет производительность завода возросла более чем в 10 раз. Если в 1890 году в Нейгаузене было выплавлено всего 40 тонн алюминия, то в 1895 году – 450 тонн.
Чарльз Холл, воспользовавшись поддержкой друзей, организовал Питтсбургскую восстановительную компанию, которая запустила свой первый завод в Кенсингтоне неподалеку от Питтсбурга 18 сентября 1888 года. В первые месяцы он выпускал лишь около 20-25 кг алюминия в сутки, а в 1890 – уже по 240 кг ежедневно.
Свои новые заводы компания расположила в штате Нью-Йорк вблизи новой Ниагарской гидроэлектростанции. Алюминиевые заводы и в наше время строятся в непосредственной близости от мощных, дешевых и экологичных источников энергии, таких как ГЭС. В 1907 году Питтсбургская восстановительная компания была реорганизована в Американскую алюминиевую компанию или сокращенно Alcoa.
В 1889 году технологичный и дешевый метод производства глинозема – оксида алюминия, основного сырья для производства металла – изобрел австрийский химик Карл Иосиф Байер, работая в Санкт-Петербурге на Тентелевском заводе. В одном из экспериментов ученый добавил в щелочной раствор боксит и нагрел в закрытом сосуде – боксит растворился, но не полностью. В нерастворившемся остатке Байер не обнаружил алюминия – оказалось, что при обработке щелочным раствором весь алюминий, содержащийся в боксите, переходит в раствор.
На основе методов Байера и Холла-Эру основаны современные технологии получения алюминия. Таким образом, за несколько десятилетий была создана алюминиевая промышленность, завершилась история о «серебре из глины» и алюминий стал новым промышленным металлом.
Источник: al5holding.com