[L1] 1 알루미늄의 개요 [L2] 1) 알루미늄 특성 [L4] - 비중 : 2.7(경금속) [L4] - 용융점 : 660 ℃ [L4] - 비자성체, 전기 열 양도체 [L2] 2) 기계적성질 [L4] - 용해시 유동성이 좋아서 주물제작이 용이하나 수축률이 크다. [L4] - 대기중 산화피막이 형성되고 산화피막은 내식성이 있다. [L4] - 전연성이 우수하여 냉간가공 및 열간가공이 우수하다. [L4] - 산 및 해수에 부식되기 쉽다.(산화피막의 파괴) [L4] - 변태점이 없어서 담금질에 의한 경화는 없다. [L4] - 순수한 알루미늄은 강도가 낮아서 합금하여 이용한다.(합금에 의한 석출경화로 강도 보완) [L4] - 아노다이징을 통해서 표면에 색상을 입히거나(피막처리), 내식/내마모성질을 얻을 수 있다. [L2] 3) 알루미늄의 후처리 [L4] - 고용화처리 [L4] - 상온 시효경화 : Al-Cu 합금을 500도로 가열후 담금질하여 고용체 일부를 석출시켜 경화를 일으킴. [L4] - 인공시효 : 상온보다 높은 온도에서 과포화 고용체를 석출하여 시효경화를 촉진. [L1] 2 알루미늄 합금의 종류 [L2] 1) 실루민 [L4] - Al-Si 로 10~14% Si 를 함유함. [L4] - 전연성이 크고 해수에 잘 침식되지 않는다. [L4] - 주조성이 양호하다. [L2] 2) 리우탈 [L4] - Al-Cu-Si [L4] - 절삭성과 주조성을 향상시키기 위한 합금. [L4] - 시효경화가 있고 주조성이 우수하며 열처리가 가능하다. [L2] 3) 두랄루민 [L4] - Al-Cu-Mg-Mn [L4] - 기계적 강도 우수(시효 경화 처리시 연강 정도의 인장강도) [L4] - 높은강도와 경량을 요구하는 제품에 이용된다.(항공기 부품) [L4] - 초두랄루민 : 두랄루민에 Mg 함량을 증대하여 인장강도를 개선 [L2] 4) 알민(Almin) [L4] - Al-Mn [L4] - 가공성, 용접성이 우수하다. [L4] - 저장용기등에 사용. [L1] 3 알루미늄의 생산 [L2] 1) 생산프로세스 [L4] - 원재료 보크사이트를 분쇄한뒤 용해하여 제조 [L4] - 수산화알루미늄이 풍부하게 들어있는 보크사이트에서 산화된 알루미늄을 제련해서 만든다. [L5] * 산화된 알루미늄은 녹이기도 어려운 단점이 있다.(2050도 이상의 고온이 필요하다.) [L5] * 고온의 환경에서도 산소가 쉽게 떨어지지 않고, 산화서열이 높아 알루미늄을 환원시킬 만한 물질도 거의 없거나 있어도 알루미늄보다 비싸기 때문에 원석에서 순수한 알루미늄을 얻기가 쉽지 않다. [L4] - 전기분해방법이 개발되어 일반적으로 정련에 사용됨. [L5] * 산화알루미늄에 빙정석과 섞은 후 전기분해로 알루미늄을 추출한다. [L5] * 빙정석은 자연에서 산출되는 것을 사용하였으나, 최대 생산지였던 그린란드의 이비투트 광산이 1987년에 완전히 고갈되어 천연 빙정석이 너무 귀해져서 제련에는 쓸 수 없게 되었다. 따라서 형석 (CaF2, 이플루오린화칼슘)을 이용하여 플루오린화수소를 만든 다음 이를 이용하여 인공적으로 플루오린화알루미늄산나트륨을 합성하여 알루미늄 제련에 쓴다. [L4] - 한국에서는 정련설비가 없어서 신규 알루미늄을 생산하지 않고 폐자원을 재사용하는 방식으로 알루미늄을 재생산한다. [L2] 2) 보크사이트(bauxite) [L4] - 수산화알루미늄 광물, 특히 깁사이트(gibbsite), 뵈마이트(boehmite), 다이아스포어(diaspore)가 풍부하게 들어 있는 암석을 말한다. [L4] - 보크사이트 -> 알루미나 -> 알루미늄의 순서로 제작됨.