|
Alüminyum tarihini araştırarak elde edilen sonuçlar diğer metallerin tarihini araştırarak elde edilen sonuçlardan daha kesindir. Bunun sebebi, alüminyumun bakır, demir, kurşun, altın gibi diğer metallere göre daha geç keşfedilmiş, üretim ve saflaştırma yöntemlerinin günümüze çok yakın tarihlerde geliştirilmiş olmasıdır. Bilindiği üzere bakır, altın gibi nabit metaller tarih öncesi çağlarda doğada külçeler halinde ve saf halde bulunuyorlardı. Bu yüzden bu metallerin insanlar tarafından bulunması ve kullanılması daha kolay olmuştur. Ancak bu tanımlamalar alüminyum için geçerli değildir. Alüminyum yeryüzünde oksijen (% 46,7) ve silisyumdan (% 27,6) sonra en fazla bulunan element olmasına karşın (% 8) doğada saf halde bulunmadığından dolayı keşfedilip üretim yöntemlerinin geliştirilmesi 1800’lü yılların ortalarına doğru mümkün olabilmiştir. Bu yüzden alüminyum en genç metal olarak tanımlanmaktadır.
“Alüminyum” kelimesi Alüminyum kelimesinin kökü latince alumen kelimesidir.İlk kez Pliny tarafindan sarfedilmiştir.1722 yılında Friedrich Hoffman tarafından elde edilen alum maddesiyle dünya bu tarihte tanışma imkanı bulmuştur.O yıllarda alum olarak isimlendirilen bu madde için, 1767 yılında yürüttüğü çalışmalar sonucunda De Marveau tarafından aluminae ismi önerilmiş, 1700’lü yılların sonuna doğru bu kelime alumina şeklini almıştır. 1807 yılında İngiliz kimyacı, Sir Humhrey Davy aluminadan metali elde etmek için yürüttüğü çalışmalardan sonuç alamamasını aluminanın metalik karakterde olmasına bağlamış ve kendini bu şekilde teselli etmiştir.Elde etmek istediği metale çalışmaları sırasında alumium ismini vermiş, daha sonraki yazılarında ise bu metalden aluminum olarak bahsetmiştir. Aluminum kelimesi halen A.B.D. tarafından kullanılmaktadır, ancak diğer birçok ülkede IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry ) tarafından çoğu metalin sonuna -ium eki ilavesiyle oluşan aluminium kelimesi kullanılmaktadır.Uluslararası standartlarda halen bu kullanım geçerlidir.A.B.D. de 1925 yılına kadar bu kullanımı tercih etmiş, ancak 1925 yılında Amerikan Chemical Society tarafından alınan kararla aluminum kelimesine dönüş yapmıştır.Ülkemizde bu metal için alüminyum kelimesi kullanılmaktadır.
ALÜMİNYUMUN TARİHSEL GELİŞİMİ Milattan Öncesine Ait Bilgiler Arkeolojik kazılardan elde edilen bilgilere göre MÖ 5300 yılında insanlar alüminyum silikat içeren killeri çanak, çömlek gibi ev eşyası yapımında kullanmışlardır.Mısırlılar ve Babilliler MÖ 2000 yılında ilaç ve boya yapımında, Romalılar ve Grekler ise ilaç yapımında damarları sıkıştırıcı madde olarak alüminyum bileşiklerinden yararlanmışlardır. Alüminyum bileşiklerine ait ilk bilgiler MÖ 425 yılından olup Herodotus’a aittir. MÖ 80 yılnda, alüminyum bileşiklerinin tarifi ve kullanım alanları Pliny tarafından aktarılmıştır.Pliny bu bileşiklere alumen ismini vermiştir.
MS 18 ve 19. Yüzyıldaki Çalışmalar Bu tarihe kadar boya ve ilaç maddesi olarak ve çanak, çömlek gibi ev eşyası imalinde kullanılan, alum olarak isimlendirilen alüminyum bileşiklerinin 18. yüzyıl başlarında potansiyel bir metal kaynağı olduğu anlaşılmıştır.Dünya alum ile Friedrich Hoffman’ın 1722 yılında bu maddeyi elde etmesiyle tanışmıştır.1767 yılında De Marveau bu bileşiklerin alüminyum oksit formunda olduğunu bildirmiş ve bu bileşikler için aluminae ismini önermiştir.1700’lü yılların sonuna doğru ise alumina kelimesi geçerlilik kazanmıştır.
Sir Humhrey Davy ve Çalışmaları 1778 yılında İngiltere’de doğan, 1829 yılında İtalya’da ölen İngiliz Kimyacı Sir Humhrey Davy alüminyumun dışında sodyum ve potasyum ile ilgili çalışmalarda bulunmuştur.Sodyum, potasyum, magnezyum, baryum ve kalsiyumun keşfedicisi olarak bilinir.Ayrıca madencilerin kullandığı lambalı bareti geliştiren kişidir. Davy, 1807 ile 1812 yılları arasında süren alüminyum ile ilgili çalışmalarında alüminayı potasyum oksit (potas) ile ısıtarak indirgeyip metali saf olarak elde etmeyi düşünmüştür.Ancak başarılı olamamış, bu başarısızlığı alüminanın metalik karakterde olmasına bağlayarak kendini teselli etmiştir.Çalışmalarında elde etmek istediği metalden alumium olarak bahsetmiş, daha sonraki çalıışmalarında ise bu metal için aluminum kelimesini kullanmıştır.Davy çalışmalarının sonunda metalin ancak oksidinden ayırmakla elde edilebileceğini anlamıştır.
Boksit Cevherinin Keşfi ve Özellikleri 1821 yılnda, Fransa’nın güneyindeki küçük bir köyün yakınlarında ilk alüminyum cevheri keşfedilmiştir.Fransız kimyacı P.Berthier’in Fransa’nın güneyinde bulunan Les Baux isimli köyün yakınlarından aldığı toprak örneklerini incelemesi sonucu keşfedilen bu cevhere, köyün isminden yararlanarak Bauxite (Boksit) ismi verilmiştir. Alüminyumun doğadaki başlıca cevheri boksittir.Böhmit, diaspor ve gibbsit gibi alüminyum hidroksitlerin bir karışımıdır.Tenörü yaklaşık % 50-60 Al2o3 civarındadır.
Oersted ve Wöhler’in Çalışmaları 1777 yılında Danimarka’da doğan ve yine 1851 yılında Danimarka’da ölen Danimarkalı fizikçi ve kimyacı Hans Christian Oersted alüminyumu metal olarak, saf halde elde eden ilk kişi olmuştur.Oersted 1825 yılında, yaptığı çalışmaların sonucunu almış ve alüminyumu metal olarak elde etmeyi başarmıştır. Alüminyum kloridi (AlCl3) potasyum amalgamı (potasyum civa alaşımı) ile ısıtarak reaksiyona sokan Oersted, alüminyum amalgamına ulaşmıştır. Alüminyum amalgamını ise ısıtarak alüminyum amalgamında bulunan civanın buharlaşmasını sağlamak suretiyle alüminyumu metal olarak elde etmiştir. Oersted çalışmaları sonunda ulaştığı metali şöyle tanımlamıştır : ”Renk ve parlaklık bakımından kalayı andıran metal topağı”. Hans Christian Oersted alüminyumu metal olarak elde etmesinden başka fizik alanında da çalışmalar yapmış olup elektromanyetik teorinin gelişimine katkıda bulunmuştur.Ayrıca elektrik alanda bulunan pusula iğnesinin saptığını keşfeden ilk kişidir. 1932 yılında manyetik alan gücü birimi Oersted olarak kabul edilmiştir. Almanya’da 1800 yılında doğup 1882 yılında ölen Alman kimyacı Friedrich Wöhler alüminyumun metal olarak eldesinde yenilikler getirmiştir. 1825 yılında Oersted’in yaptığı çalışmanın bir benzerini 1827 yılında potasyum amalgamı yerine metalik potasyum kullanarak yapmıştır. Alüminyum kloridi (AlCl3) potasyum ile indirgeyen Wöhler alüminyum metalini gri bir toz şeklinde elde etmeyi başarmıştır. Bundan 18 yıl sonra, 1845 yılında Wöhler yeni bir çalışmasında alüminyumu metal olarak daha önceki elde edilenden daha fazla miktarda elde etmiştir.Wöhler ulaştığı metal hakkında şöyle bir yorum getirmiştir: ”Toplu iğne başı büyüklüğünde gri metal parçaları”. Oluşan alüminyum parçalarının etrafında bulunan oksit filmi nedeniyle tam bir birleşime ulaşamayan Wöhler bu yüzden elde ettiği parçaların yeterli büyüklükte olmasını sağlayamamıştır.Bunun üzerine iki parçayı çekiçlemek suretiyle birleştirmiş ve 32 mg ağırlığında alüminyum parçacığı elde etmiştir.Elde ettiği parça üzerinde bir dizi deneyler yaparak alüminyumun özellikleri hakkında bir fikir elde etmeye çalışmıştır. Bu parçayı ergiterek ergime özelliklerini belirlemiş, diğer metallerle olan kimyasal ilişkilerini gözlemlemiştir.Bu deneyler alüminyumun belirlenen ilk özellikleri olmuştur. Friedrich Wöhler alüminyum eldesi dışında da çalışmalar yapmıştır.İnorganik bir maddeden organik bir bileşik sentezlemeyi başaran ilk kişidir. 1828 yılında inorganik bir madde olan amonyum siyanattan organik bir bileşik, üre elde etmiştir.
Deville Prosesi Fransız kimyacı Henri Sainte-Claire Deville 1818 yılında Fransa’da doğmuş ve 1881 yılında yine Fransa’da ölmüştür.Deville, alüminyumun endüstriyel miktarda üretilmesini başlatan ilk kişidir.1854 yılında yaptığı çalışmalarda alüminyum kloridi (AlCl3) metalik sodyum ile indirgeyerek alüminyum metali elde etmiştir.İndirgeyici olarak kullandığı sodyum daha önceki çalışmalarda Wöhler ve Oersted’in kullandığı indirgeyicilere nazaran daha ucuz olduğundan ayrıca indirgeme sonunda elde ettiği alüminyum parçaları daha önce Wöhler’in elde ettiği parçalardan en az 1000 kat daha büyük olduğundan Deville prosesi bir anda geçerlilik kazanmış, bu proses sayesinde alüminyumun endüstriyel çapta üretimi başlamıştır.Sodyum kullanarak alüminyum üretimi yapan fabrikaların ilki 1857 yılında kurulmuştur. Deville, alüminyumu çubuk ve ingot şeklinde elde etmeyi düşünmüş ve bu amaç için çalışmaya başlamıştır.Elde etmek istediği alüminyumu zırh ve kalkan gibi savaş aletleri yapımında da kullanabileceğini düşünmüştür.Bu düşünceleri Napolyon III tarafından destek görmüş, maddi ve manevi destek alarak çalışmalarını daha geniş ölçekte sürdürmek üzere Javal Chemical Works adlı firmada çalışmaya başlamıştır.1859 yılında Javel’de ilk alüminyum çubuklar üretilmiştir.
Ucuz Sodyum Eldesi Yönündeki Çalışmalar ve Dinamonun Keşfi Üretilen alüminyum mamülleri için sodyum kullanılması alüminyum fiyatını bir nebze düşürmüştür. Buna karşın indirgeyici olarak kullanılan sodyumun pahalı olması yüzünden alüminyum mamüllerinin de çok pahalı olması, daha ucuz ve kolay sodyum üretimini gerekli kılmış, bu yöndeki çalışmalara hız verilmiştir.Bu çalışmalar sonunda, 1886 yılında A.B.D.’de Amerikalı kimyacı Hamilton Young Castner tarafından geliştirilen yöntemle sodyum üretimi % 75 ucuzlamıştır. 1888 yılında ise İngiltere’nin Birmingham kentinde Castner’ın sodyum üretim metodunu ve Deville’in indirgeme yöntemini kullanarak üretim yapan ilk alüminyum fabrikası kurulmuştur. 1886 yılında Werner Von Siemens dinamoyu keşfetmiş, bu keşif tüm sektörlerde olduğu gibi alüminyum üretimi için de atılan dev bir adım olmuştur. Dinamonun keşfiyle daha ucuz elektrik enerjisi üretimi mümkün olmuştur.Bunun üzerine Castner alüminyum üretimi için gerekli olan sodyumu daha ucuza üretmek yolunda araştırmalara başlamış ve dinamonun keşfinden 5 sene sonra,1891 yılında sodyum hidroksitten (NaOH) elektroliz yoluyla sodyum üretmeyi başarmıştır.
1850 yılından önce Henri Sainte-Claire Deville ve Robert Wilhelm Bunsen aynı şeyi alüminyum için düşünmüş, alüminyumu elektroliz yoluyla elde etmeyi amaçlamışlardır. Ancak o tarihte tek elektrik kaynağı olan bataryaların bu konuda yetersiz kalması sonucunda amaçlarına ulaşamamışlardır.Bilindiği üzere elektroliz yöntemiyle metal eldesi, ancak elektrik enerjisinin elde edilecek metalin satış fiyatından daha ucuz olması durumunda gerçekleştirilebilir. 1850 yılından önce elektrik enerjisi çok pahalı olduğundan ve bu işlem için yetersiz kaldığından bu yolla metal eldesi geçerlilik kazanmamıştır.
Hall ve Heroult Tarafından Geliştirilen Yöntem 1886 yılında Siemens tarafından keşfedilen dinamonun elektrik enerjisini ekonomik hale getirmesi bütün alanlarda olduğu gibi alüminyum üretiminde de yeniliklerin ortaya çıkmasına imkan sağlamıştır. A.B.D.’de 1863 yılnda doğup 1914 yılında ölen Amerikalı kimyacı Charles Martin Hall ve Fransa’da 1863 yıılnda doğan ve 1914 yılında ölen Fransız kimyacı Paul Louis Heroult biribirilerinden habersiz olarak giriştikleri çalışmalar sonucunda 1886 yılında alüminyum üretiminde çok önemli bir kilometre taşı olan elektroliz yoluyla alüminyum eldesini keşfetmişlerdir.
1886 yılında Hall A.B.D.’de, Heroult ise Fransa’da biribirilerinden habersiz olarak buldukları yöntemle alüminyum üretimini çok daha ekonomik hale getirmişlerdir.Öyle ki, daha önce sodyum kullanarak alüminyum üretimi yapan tüm fabrikalar kapanmıştır. Keşfedicilerinin ismi ile anılan Hall-Heroult yönteminde elektrolit olarak ergimiş kriyolit (3NaF.AlF3) kullanılmıştır.Al2O3 çok yüksek ergime sıcaklığına sahip olduğundan (2050 0C) ergitilmesi ancak bu elektrolitle mümkün olabilmiştir. Kriyolit başlangıçta Grönland’daki buz kütlelerinde bulunduğundan buztaşı olarak da bilinmektedir.Kökü latince kriyous kelimesi olup diş anlamına gelmektedir.Günümüzde kullanılan kriyolit sentetiktir.Düşük sıcaklıkta ergimesi, yoğunluğunun alüminyumla karışmayacak kadar düşük olması ve düşük voltaj gerektirmesi nedeniyle Hall ve Heroult için vazgeçilmez olmuştur.Hall-Heroult yönteminde, kriyolit içinde ergiyen alüminanın oksijeni uygulanan doğru akım dolayısıyla karbon anotta toplanıp karbondioksit (CO2) şeklinde uzaklaşmakta; alüminyum ise karbondan yapılmış elektroliz hücresinin dibinde toplanmaktadır. Charles Martin Hall keşfettiği yöntemin değerini anlamakta geç kalmamış, 9 Temmuz 1986 tarihinde A.B.D. Patent Enstitüsüne başvurmuştur. 2 Nisan 1889 tarihinde ise keşfettiği Elektroliz Yöntemiyle Alüminyum Eldesi Yöntemi’nin patentine sahip olmuştur. Hall ilk çalışmasını, 1887 yılının Temmuz ayında girdiği Cowles şirketiyle yapmış, ancak yeterli destek göremeyince buradan ayrılarak 1888 yılının Haziran ayında Pittsburgh kentine yerleşmiştir.Burada tanıştığı genç bir metalurjist olan Alfred Hunt ve Pittsburgh’lular kendisine destek vermişlerdir. 1888 yılının Eylül ayında Pittsburgh Reduction Company isimli tesisi kurmuşlardır.Hall-Heroult yöntemiyle üretilen dünyanın ilk alüminyum ingotu 1888 yılının Kasım ayında bu tesiste üretilmiştir.1895 yılında, tesisin yakınındaki Niagara Çağlayanına kurulan Niagara Hidroelektrik Santrali’nin ilk müşterisi bu tesis olmuş, buradan aldıkları elektrik enerjisini alüminyum üretiminde kullanmaya başlamışlardır. Paul Louis Heroult ise bulduğu yöntemin ardından alüminyum ve ferroalaşım üretimi üzerine çalıışmalar yapmıştır.Bu çalışmaları sırasında demir-çelik, ferroalaşımlar ve alüminyum üretimi için geliştirdiği elektrik ark fırınlarına ismi verilmiştir.Bu fırınlar önce Avrupa’da daha sonra tüm dünyada kullanılmaya başlanmıştır.
Bayer Prosesi ve Getirdiği Avantajlar Avusturyalı kimyacı Karl Josef Bayer tarafından bulunan yöntem alüminyum üretiminin daha ekonomik bir hale gelmesini sağlamıştır.Bayer yöntemi, alüminyum eldesi ile doğrudan ilgili olmamakla birlikte üretimi daha ekonomik hale getirdiğinden üretim için vazgeçilmez olmuştur. 1892 yılında, Almanya’da geliştirilen bu yöntem sayesinde boksit cevherinden alümina elde edilip bu alüminadan alüminyum üretmek, böylelikle verimi yükselterek üretimi kolay ve ucuz hale getirmek mümkün olmuştur. Bayer tarafından geliştirilen bu yöntem öğütülen boksit cevherinin sodyum hidroksit (NaOH) ile 160-170 0C’de reaksiyona sokulmasından ibarettir.Kullanılan sodyum hidroksitteki sodyum metali alkali bir metal olduğundan bu yöntem alkali yöntem olarak da bilinmektedir. Bayer yöntemi bulunmadan önce alüminyum üretimi için doğrudan boksit cevheri kullanılmakta, cevherdeki SiO2, Fe2O3 gibi safsızlıklar üretimin verimini düşürmekteydi.Ancak Bayer yönteminin geliştirilmesiyle üretim için boksit cevherinden elde edilen ve min. % 98,5 Al2O3 içeren alümina kullanılmaya başlanmış, böylelikle üretimin verimi artmıştır. Bayer yönteminin değeri Avrupa ve A.B.D. tarafından kısa sürede anlaşılmış, bu yöntemle çalışan ilk tesis 1895 yılnda Fransa’da kurulmuştur.10 yıl içinde ise Rusya, İngiltere, Almanya ve İtalya’da da fabrikalar kurulup üretime geçmiştir.
Bu yöntemle çok fazla miktarda, yüksek tenörlü alüminayı düşük maliyetlerle üretmek mümkün olmuştur.Üretilen alüminanın kimyasal bileşimi yaklaşık olarak şu şekilde gerçekleşmektedir : Al2O3 (% 98,5 min), SiO2(%0,02 max), Fe2O3(% 0,025 max), Na2O(% 0,5 max)
Alüminyumun İlk Pazarları Alüminyumun ilk kullanıcısı olma şerefi Fransanın o dönemdeki prensine aittir.Deville Prosesini bulan Sainte-Claire Deville tarafından, alüminyumdan imal edilen bebek çıngırağı bebek prense armağan olarak verilmiştir. Alüminyumun A.B.D.’de ilk kullanımı 1876 yılında olmuş, bir mühendis tarafından yapılan pusula için alüminyum kullanılmıştır. 1884 yılında, Hall-Heroult Prosesinin keşfinden önce ilk mimari uygulama yine A.B.D.’de gerçekleştirilmiştir.100 ons ( 2,85 kg ) ağırlığındaki ve piramit şeklindeki alüminyum döküm Washington Anıtının yanına konmuştur. Bunu takip eden 5 yıl içinde alüminyum cerrahi araçlarda, çelik deoksidasyon işlemlerinde kullanılmıştır. Alüminyum üretiminin ekonomik bir hale gelmesinin ardından bu metal için değişik pazarlar oluşmaya başlamıştır.Ancak ilk günlerde birçok firma, metalin çok yeni olmasından dolayı bozuk para, yaka düğmesi, tarak gibi küçük ve değerli aksesuarları üretmeyi tercih etmiştir. Alüminyumun ilk büyük kullanım alanı 1890’lı yıllara rastlamıştır.Dökme mutfak kapları alüminyumun hafif olması yüzünden büyük rağbet görmüştür.En büyük gelişme ise alüminyumun elektriksel iletken olarak kullanımında yaşanmıştır. Alüminyum iletken olarak ilk kez 1895 yılında elektrik nakli için kullanılmıştır.2 yıl sonra, 1897 yılında telefon kablosu montajında kullanılmak üzere elektrik iletimi için alüminyum iletkenlerin ilk satışı gerçekleştirilmiştir.1899 yılında ise elektrik enerjisi üretiminde kullanılmak üzere alüminyum iletkenlerin satışı yapılmıştır. Aynı yıllarda alüminyumdan paketleme sektöründe yararlanılması düşünülmüş, ilk alüminyum kavanoz kapakları 1898 yılında yapılmış, böylece alüminyum paketleme alanına da girerek mutfak kapları ve elektrik ilekenlerin ardından geniş ve önemli bir alüminyum pazarı oluşmuştur. 1900’lü yıllara girildiğinde, ilk 10 yıl içinde alüminyum kullanımı çok çeşitli alanlarda gerçekleşmiştir.Kullanım alanı mutfak kaplarını, denizcilik ve havacılık malzemelerini, tel ürünleri, şişe kapaklarını, askeri malzemeleri ve deoksitleme, indirgeme gibi metalurjik işlemleri kapsayacak biçimde gelişmiştir.Metalin maliyetinin giderek düşmesi bu alanı daha da genişletmiştir.Hafif olması yüzünden bisiklet üreticilerinin de yararlandıkları bir metal olmuştur. Aynı özellik otomobil üreticilerinin de dikkatini çekmiştir. 1903 yılında Wright kardeşlerin gerçekleştirdiği büyük olayda alüminyumun rolü de büyük olmuştur.Wright kardeşlerin başardığı uçuş denemesinde kullandıkları uçak Pittsburgh Reduction Company tarafından temin edilmiştir ve büyük oranda alüminyum içeren bir motora sahiptir.
1. Dünya Savaşı ve Duralümin Alaşımının Keşfi 1.Dünya Savaşına yakın dönemlerde, yıllık alüminyum tüketiminin büyük çoğunluğu başlıca üç alanda gerçekleşmiştir.Bu alanların en büyüğü olan otomobil endüstrisi 15500 tonluk bir tüketime sahiptir.12000 tonla ikinci sırada bulunan mutfak gereçleri endüstrisi ve 5000 tonla onu izleyen, alüminyumu çelik deoksidasyonu işleminde kullanan çelik sektörü otomotiv sektörünü takip etmişlerdir. 1.Dünya Savaşı başlarında Alfred Wilm adlı Alman metalurjistin keşfettiği alaşım olan duralümin, alüminyum için çok önemli bir kilometre taşı olmuştur.Daha önce alüminyum üzerine çalışmalar yapmış olan Wöhler’in arkadaşı olan Wilm, 1910 yılında Göttingen Üniversitesindeki çalışmaları sırasında, çeliğin yapısal özelliklerine benzer özelliklere sahip olan ve ısıl işlem uygulanabilen bu alaşımı, bakır,mangan ve magnezyum katılmış alüminyumun yüksek sıcaklıkta ısıtılmasının ardından soğuk suda su vermesi sonucunda elde etmiştir.Wilm, bu işlemler sonucunda mekanik özelliklerin önemli ölçüde geliştiğini farketmiştir.Bu alaşıma, Almanya’nın Westphalia Eyaletinde Kuzey Rehn’de bulunan Düren şehrinin isminden yararlanarak duralümin ismini vermiştir. Duralümin % 3-4 bakır, % 0,5-1 mangan, % 0,5-1,5 magnezyum içeren, su verme ve yaşlandırma sonucu yaklaşık olarak 400 MPa gibi oldukça iyi bir kopma yüküne ulaşabilen, korozyona karşı oldukça düşük bir dayanımı olmasına karşın saf alüminyumla kaplanarak bu özelliği de geliştirilebilen bir alaşım olması yüzünden 1.Dünya Savaşı sırasında önemli bir ölçüde kullanılmıştır. 1914 yılı 1.Dünya Savaşının başladığı yıl olmakla beraber alüminyum endüstrisinin dinamik gelişiminin de başlangıç yılı olmuştur.1.Dünya Savaşı sırasında dünyada üretilen alüminyumun % 90’lık gibi büyük bir kısmı askeri amaçlar için kullanılmış, alüminyumun yıllık üretim miktarı iki katına çikmıştır.A.B.D.’nin Avrupaya ihraç ettiği alüminyum miktarı 1918 yılında 65800 ton, 1919 yılında 76200 ton olarak gerçekleşmiştir. Uçak ve araç motorlarının imalinde kullanılan alüminyum, ünlü Liberty Motorunun da üretimin de kullanılmıştır.Bu motorun dökümü için 300 Pound ( 136,8 kg ) alüminyum kullanılmıştır. Motorlar ışında yemekhanelerde, personel malzemelerinde, mühimmat sandıklarında da geniş bir kullanım alanına sahip olmuştur. 1920’lerde ve 1930’larda Alüminyum Endüstrisi 1920’li ve 1930’lu yıllarda alüminyumun kullanışlılığı anlaşılmaya başlanmıştır.Endüstri, sadece alüminyum üretiminin yeterli olmadığını kavramış; pazarlara ve kullanıcılara hizmet vermesi, tasarım ve üretim desteği alması ayrıca problemleri önceden araştırarak daha sonra çıkabilecek sorunlara karşı hazırlıklı olması gerektiğini anlamıştır.Bu yüzden 1920’li ve 1930’lu yıllar alüminyumun özelliklerinin geliştirilmesi üzerine çalışmalar yürütülen yıllar olmuştur. 1.Dünya Savaşını takip eden bu yıllarda yapılan çalışmalar anodik kaplama, ekstrüzyon işlemi, anodik proses ve 1910 yılında keşfedilen duralümin alaşımı üzerine olmuştur. Yeni ısıl işlem alaşımlarının bir bölümünün bazı ortamlarda korozyona karşı dayanıklı olmaması bu alaşımları korozyondan koruyacak bir tabaka oluşturma ihtiyacını doğurmuştur.Sonuçta levha ürünlerin yüzeyine saf alüminyum kaplanarak bu ihtiyaç giderilmiştir.Alaşımların üzerinesaf alüminyum kaplamak suretiyle korozyon özelliklerinin geliştirilmesi anodik kaplama olarak bilinmektedir.Geniş bir kullanım alanına sahip bu alaşıma alclad ismi verilmiştir. Alclad alaşım sınıfı, mekanik ve korozyon özelliklerinin çok iyi olması yüzünden birçok alanda kullanılmıştır.Modern uçağın bu yıllarda geliştirilmesinde en büyük paylardan biri bu alaşım sınıfınındır.2.Dünya Savaşında çok önemli rolü olan uçakların hemen hemen hepsinde bu alaşım sınıfı kullanılmıştır. 1920’li yılların başında geliştirilen ekstrüzyon tekniği ise anodik kaplamadan sonra alüminyum için bu dönemdeki ikinci önemli işlem olmuştur.Günümüzde bu teknik kullanılarak üretilen çelik miktarı sınırlı olmasına karşın alüminyumun bu teknikle üretimi çelikte mümkün olmayan üretim ekonomikliliğini ve tasarım verimini sağlamıştır. Diğer önemli bir proses ise anodik prosestir.Geliştirilen bu yöntem sayesinde alüminyumun yüzeyinde suni olarak oluşturulan oksit tabakasının koruyucu özelliğinden faydalanarak alüminyum esaslı malzemelerin korozyona karşı direnci arttırılmıştır.Bu yöntemin diğer bir avantajı ise yüzeye renk kazandırabilmesi olmuştur.Anodik proses esnasında alaşımın kendiliğinden renklendirilmesi gerçekleştirilmiştir. 1920’li ve 1930’lu yıllarda alüminyum, demiryolu taşımacılığında, yolcu vagonlarında, tankerlerde kullanılmaya başlanmıştır.Denizcilikte ise güverte salonu, kurtarma botu yapımında kullanılmıştır.Çatı, pencere kenarları, yağmur olukları, kemer gibi kısımlar ise alüminyumun inşaat sektöründe kullanım yerleri olmuştur. Alüminyum levhaların çelikten daha kolay şekillendirilebilmesi o tarihlere kadar otomotiv sektörünün alüminyumu tercih ediş sebebi olmuştur.Ancak, derin çekme işlemlerinin geliştirilmesi sonucu üretilen derin çekme çelikler ve bu çeliklerin daha düşük maliyetle ve daha pürüzsüz kaynak yapılabilirliği nedenleriyle alüminyum otomotiv sanayiinde ikinci plana atılmıştır.1930’lu yılların başlarında radyatör yüzeylerinde ve silindir kafalarında kullanılan alüminyum zamanla bu alanlarda da kullanım dışı kalmıştır.Bu, 2.Dünya Savaşına kadar böyle devam etmiştir.
2.Dünya Savaşı ve Savaştan Günümüze Alüminyum 2. Dünya Savaşı 1938 yılının sonbaharında başladığında kimse savaşın alüminyum üzerindeki etkisinin bu kadar büyük olacağını tahmin edememiştir. Alüminyum alaşımları hafifliğinden, mukavemetinden ve korozyon özelliklerinin iyi olmasından dolayı savaş uçakları için vazgeçilmez bir malzeme olmuştur.Bunun sonucu olarak A.B.D. ordusu Amerikan alüminyum endüstrisinden 9000 uçağın yapımına yetecek kadar alüminyum ve alüminyum alaşımı üretmesini istemiştir.Alcoa (Alüminyum Company of America) üretim kapasitesini sürekli arttırmış ve beklenilenden daha fazla bir gelişim göstermiştir. 1941 yılında A.B.D. Hükümeti uçakların savaş üzerindeki etkisini hissetmiş ve 1. alüminyum programını hazırlamıştır.Bu programda özel sektörün mümkün olduğu kadar desteklenmesi düşünülmüştür.Bu yönde çalışmalar başlatılmış ve Reynolds Metal Company alüminyum üretimine başlamıştır.5,5 yıl içinde üretilen 1,750,000 ton alüminyumdan 304,000 savaş uçağı üretilmiştir. 1945 yılının sonunda A.B.D’de üretilen alüminyumda Alcoa % 50,6, Reynols % 29,4, Kaiser Aluminum % 20’lik paylar almışlardır. 1945 yılında ‘. Dünya Savaşı sona erdiğinde dünyadaki alüminyum tüketimi en yüksek seviyeye ulaşmıştır.Daha önceleri demir-çelik ve bakırın ardından en fazla tüketilen metal olan alüminyum, bu yıllarda bakırın önüne geçerek en fazla tüketilen ikinci metal olmuştur. Günümüzde de alüminyum ve alaşımları yıllık tüketimde demir-çelik mamüllerinin ardından ikinci en fazla tüketilen malzeme durumundadır.
Alüminyumun Fiyat Öyküsü Sainte-Claire Deville geliştirdiği prosesle alüminyum ürettiğinde, ürettiği alüminyumun kilogramı yaklaşık 198 $ olarak gerçekleşmiştir..Daha sonraları bu fiyat 60 $’a kadar düşmüştür.Fluorspar ve kriyolit gibi curuflaştırıcıların da kullanılmaya başlanmasıyla üretimin verimi artmış, alüminyumun fiyatı 1859 yılında 37 $’a düşmüştür. Castner ucuz sodyum üretme metodlarını geliştirdiğinde daha fazla alüminyum üretebilme imkanı doğduğundan alüminyum fiyatında büyük düşüş yaşanmış, 2,2 $’a 1 kilogram alüminyum alabilmek mümkün olabilmiştir.1920 yılında 1 kilogram alüminyumun fiyatı 72 cent olarak gerçekleşmiştir.1920 yılından 1943 yılına kadar fiyat genelde düşüş göstermiştir.1943 yılında fiyat 30 cente kadar düşmüştür. Ancak ilerleyen yıllarda yüksek değerlerden birine ulaşmıştır, 57 cent. 1965 yılının sonuna doğru, fiyat 52 cente düşmüştür.
KAYNAKLAR: 1-) VAN HORN, K.R.; “Aluminum Volume II Design and Application”; American Society for Metals; PITTSBURGH-1967 2-) EDWARDS,J.D.; FRARY,F.C.; JEFFRIES, Z.;“Aluminum and Its Production”; McGraw-Hill; NEW YORK-1985 3-) DUMAN, İ.; “Demirdışı Metaller Metalurjisi II”; Ders Notları; İSTANBUL-1999 4-) HART, L.D.; “Alumina Chemicals”; The American Ceramic Society; ARKANSAS-1990 5-) DENNIS, W.H.; Çeviren:TULGAR,H.E.;“Demirden Gayrı Metaller Metalurjisi”; İ.T.Ü. Kütüphanesi; Sayı:842; İSTANBUL-1987 6-) BOR, F.Y.; “Ekstraktif Metalurji Prensipleri Kısım II”; İ.T.Ü. Kütüphanesi; Sayı:1389; İSTANBUL-1989 7-) ERTEN, H.; “Genel Metalurji”; İ.T.Ü. Kütüphanesi; İSTANBUL-1957 8-) HABASHI, F.; “Principles of Extractive Metallurgy”; Laval University; QUEBEC CITY-1980 9-)
http://www.angelfire.com 11-) http://www.search.eb.com
Gönderen: Erdem Kurt
| anasayfa
| sayfa başı |
geri |
|