古代對含鋁化合物的使用
- 史前時代,人類已經(jīng)使用含鋁化合物的黏土(\(Al_2O_3·2SiO_2·2H_2O\))制成陶器。在我國漢代的《本草經(jīng)》里就記載了包含鋁(明礬)在內(nèi)的16種礦物藥物,但這并非是指金屬鋁本身。由于鋁化合物的氧化性很弱,鋁不易從其化合物中被還原出來,所以金屬鋁在古代遲遲未能被分離出來。
早期探索與艱難制備
- 1746年,德國科學家波特用明礬制得氧化鋁,這是邁向金屬鋁制備的重要一步。
- 1807年,英國人戴維試圖電解熔融氧化鋁得到金屬鋁,但未成功。1809年,戴維給預想的這種金屬取名為“alumium”,后改為“aluminium”。
- 1825年,丹麥科學家奧斯勒用鉀還原氧化鋁,得到了少量金屬鋁,這是人類首次真正分離出金屬鋁,但量非常少。 - 1827年,德國化學家維勒重復了奧斯勒的實驗,并不斷改進制取鋁的方法。不過在這一時期,鋁的制備仍然非常困難,產(chǎn)量極低,導致其價格極其昂貴。
初步工業(yè)化生產(chǎn)與貴族用品階段
- 1854年,法國科學家德維爾用鈉還原\(NaClAlCl_4\)絡合鹽制得鋁錠,并建廠生產(chǎn)一些鋁制頭盔、餐具及玩具。由于生產(chǎn)技術(shù)的限制和成本高昂,鋁制品的價格等同于黃金,在當時只有帝王貴族們才能享用。 - 1855年在巴黎博覽會上,鋁與王冠上的寶石一起展出,標簽上注明“來自黏土的白銀”。
電解法的突破與大規(guī)模生產(chǎn)
- 1886年,美國霍爾和法國艾魯特同時分別獲得用冰晶石-氧化鋁熔鹽電解方法制取金屬鋁的專利。這一技術(shù)的發(fā)明使得鋁的生產(chǎn)成本大幅下降,為鋁的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。 - 1888年,美國匹茲堡建立第一家電解鋁廠,鋁生產(chǎn)進入一個新階段。同年,發(fā)明的用拜爾法由鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁以及直流電解技術(shù)的進步,進一步推動了鋁生產(chǎn)向工業(yè)規(guī)模發(fā)展。
廣泛應用與快速發(fā)展階段
- 20世紀初期,鋁材除了在日常用品領(lǐng)域有所應用外,主要在交通運輸工業(yè)上得到了發(fā)展。1901年用鋁板制造汽車車體;1903年美國鋁業(yè)公司把鋁部件供給萊特兄弟制造小型飛機;汽車發(fā)動機開始采用鋁合金鑄件,造船工業(yè)也開始采用鋁合金厚板、型材和鑄件。
- 1910年,世界的鋁產(chǎn)量增加到45000t以上,并且開始大規(guī)模生產(chǎn)鋁箔和其他新產(chǎn)品,如鋁軟管、鋁家具、鋁門窗和幕墻等,鋁制炊具及家用鋁箔等各種新產(chǎn)品也相繼出現(xiàn)。
- 1906年,德國的 A.維爾姆發(fā)明了硬鋁合金(\(Al-Cu-Mg\)合金),使鋁的強度提高兩倍,在第一次世界大戰(zhàn)期間被大量應用于飛機制造和其他軍火工業(yè)。 - 第二次世界大戰(zhàn)期間,鋁工業(yè)在軍事工業(yè)的強烈刺激下獲得了高速增長,1943 年原鋁總產(chǎn)量猛增到 200 萬 t。戰(zhàn)后,由于軍需的銳減,1945 年原鋁總產(chǎn)量下降到 100 萬 t,但各大鋁業(yè)公司積極開發(fā)民用新產(chǎn)品,使鋁的需求量逐年增加。
現(xiàn)代的蓬勃發(fā)展
- 到 1956 年,世界鋁產(chǎn)量超過銅,居有色金屬首位。此后,隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展和科技的不斷進步,鋁在建筑、包裝、電子、航空航天等眾多領(lǐng)域得到了極其廣泛的應用。并且,不斷有新的鋁合金材料被研發(fā)出來,以滿足不同行業(yè)對材料性能的更高要求。