Ál

	Bór
Magnesín	Ál	Kísill
	Gallín
Efnatákn Al Sætistala 13 Efnaflokkur Tregur málmur Eðlismassi 2700,0kg/m³ Harka 2,75 Atómmassi 26,981538g/mól Bræðslumark 933,47K Suðumark 2792,0K Efnisástand (viðstaðalaðstæður) Fast efni (meðseglandi) Lotukerfið

Staðsetning áls í lotukerfinu

ÁlerfrumefnimeðefnatákniðAlúrbórhópilotukerfisinsmeð sætistöluna 13.Ál er silfurlitaður og sveigjanlegurtregur málmur.Það leysist almennt ekki í vatni. Það myndar 8% massajarðskorpunnarog er þar með algengasti málmurinn og þriðja algengasta frumefni hennar á eftirsúrefniogkísli.Ál er svohvarfgjarntað það kemur ekki fyrir hreint í náttúrunni en finnst í meira en 270 mismunandi efnasamböndum. Ál er jafnan unnið úrsúrálimeðálbræðslu.

Efnið er þekkt fyrir léttleika og viðnám sitt gegntæringu(vegna fyrirbæris er nefnisthlutleysing). Ál ogálblöndureru notuð í smíð áflugvélumog íhlutum í margvísleg önnur flutningatæki og byggingar þar sem not eru fyrir léttleika, varanleika og styrk. Ál er líka mikið notað ídósir.Vegna hvarfgirni þess er það gagnlegt sem hvati eða bætiefni í ýmsar efnablöndur og er þannig til dæmis notað íammoníumnítrat-sprengiefnitil að auka sprengikraft.

Einkenni

Ál er mjúkur, endingargóður, léttur,mótanlegurmálmur með útlit allt frá því að vera silfurgljáandi til þess að vera matt grátt, eftir sléttleika yfirborðsins. Ál er óeitrað,óseglandiogóneistandi.Það er óleysanlegt ívínandaen getur leyst í vatni við sérstakar aðstæður.Brotstyrkurhreins áls er 7-11 MPa en vissra álblandna 200-600 MPa.Ál hefur um það bil þriðjungeðlismassaogstífnistáls.Það erteygjanlegtog það má vélvinna, steypa og útpressa auðveldlega.

Tæringarþolgetur verið afbragðsgott vegna þunns yfirborðslagsáloxíðssem myndast þegar málmurinn kemst í snertingu við andrúmsloft en lag þetta kemur í veg fyrir frekarioxun.Sterkustu álblöndurnar eru minnst tæringarþolnar vegnagalvanískraefnahvarfa viðkopar.Tæringarþol áls minnkar einnig oft mikið komist það í snertingu við ýmsarsaltlausniren einkum þó við aðra málma.

Álfrumeindir raðast íframhliðar-miðjaða tenings-kristalsgrind (FMT). Ál hefur háastöflunar-galla-orkuupp á um það bil 200 mJ/m².

Ál er einn fárra málma sem heldur silfurkenndum gljáa einnig þegar það er á formi fíns dufts og er það því mikilvægur þáttur í silfurmálningu. Fægður álspegill hefur mest endurvarp allra málma á 200-400 nm (útfjólubláa) sviðinu og 3000-10000 nm (út-innrauða) sviðinu en á 400-700 nmsýnilegasviðinu lýtur það naumlega í lægra haldi fyrirtiniogsilfriog á 700-3000 nm sviðinu (nær-innrauðasviðinu) fyrir silfri,gulliogeiri.

Ál er góðurvarma-ografleiðari,miðað við þyngd tvöfalt betri rafleiðari eneir.Ál getur virkað semofurleiðari;markofurleiðarahitastigþess er 1,2 K ogmarksegulsviðum það bil 10mT.

Samsætur

Ál hefur níusamsæturmeð massatölur frá 23 til 30. Aðeins²⁷Al (stöðug samsæta) og²⁶Al (geislavirksamsæta,t_1/2= 7.2 × 10⁵ár) koma fyrir í náttúrunni. Hinsvegar er²⁷Al 99.9+ % þeirra samsætna sem koma fyrir í náttúrunni.²⁶Al verður til viðsplundrunargonsílofthjúpnumfyrir tilverknaðgeimgeisla-róteinda.Hagnýt not hafa fundist fyrir álsamsætur við aldursgreiningusetsíúthöfunum,manganhnökra, jöklaíss,kvarsíberginnskotumogloftsteinum.Hlutfall²⁶Al og¹⁰Behefur verið notað til að rannsaka hlutverk flutnings, setmyndunar, setmyndunartíma og veðrunar á tímakvarðanum 10⁵til 10⁶ár.Geimættað²⁶Al var fyrst notað við rannsóknir átunglinuog loftsteinum. Eftir að brot losna frá loftsteinum verða þau fyrir áköfu geimgeislunarálagi á ferð sinni um geiminn og þannig verður til verulegt magn²⁶Al. Þegar loftsteinabrotin falla til jarðar hættir þessi framleiðsla og má því nýta hrörnun þess til að ákvarða jarðneskan aldur brotsins. Rannsóknir á loftsteinum hafa enn fremur leitt í ljós að²⁶Al var tiltölulega algengt þegarsólkerfiðvarð til. Flestir loftsteinafræðingar telja að orkan sem losnaði við hrörnun²⁶Al hafi valdið því að sumsmástirnibráðnuðu ogsundurgreindusteftir að þau urðu til fyrir 4,55 milljörðum ára.

Birtingarform í náttúrunni

Báxítsteinn

Íjarðskorpunnier ál algengasta efnið (8,13% miðað við massa) og þriðja algengasta frumefnið á eftir súrefni og kísli. Vegna þess hve gjarnan það myndar efnasambönd með súrefni kemur það þó nær aldrei fyrir hreint, heldur í oxíðum eðasílíkötum.Feldspör,algengasti hópur steinefna í jarðskorpunni, eru álsílíköt. Hreinan álmálm má finna sem minniháttar þátt á stöðum þar sem súrefni hefur láganhlutgufuþrýsting,svo sem innan í ákveðnum eldfjöllum.

Enda þótt ál sé afar algengt og útbreitt frumefni er málmurinn ekki unninn úr algengustu álsteindunum. Nær allur álmálmur er framleiddur úr málmgrýtinubáxíti.Báxít kemur fyrir semveðrunarafurðberggrunns úr kísli með litlu járninnihaldi í hitabeltisloftslagi. Eru báxítnámur af þessum sökum flestallar á breiðu belti í kringum miðbaug.

Framleiðsla og vinnsla

Vegna þess hversu ál kemur sjaldan fyrir hreint var það áður fyrr álitið veraeðalmálmurverðmætara en gull. Árið 1884 var ál dýrara en silfur, gull eðaplatína.Ál hefur verið fjöldaframleitt í rétt rúmlega 100 ár.

Ál er mjög hvarfgjarn málmur sem myndar háorku-efnatengi við súrefni. Í samanburði við aðra málma er erfitt að vinna það úr málmgrýtinu, svo sembáxíti,vegna orkunnar sem þarf til að draga það út úrsúráli,öðru nafniáloxíði(Al₂O₃). Til dæmis er beinafoxunmeð kolefni, eins og gert er við framleiðslu járns, ekki möguleg því ál er sterkara afoxunarefni en kolefni. Álið þarf því að vinna meðrafgreiningu,sú vinna á sér oftast stað íálveri.Í því ferli er súrálið leyst upp í bráðnukrýolíti.Álið dregst að öðru skautinu þannig að eftir stendur hreinn málmurinn. Rekstrarhiti kerjanna er 950-980 °C, sem er mun lægra en bræðslumark áloxíðs sem er 2.000 °C. Krýolít finnst sem bergtegund áGrænlandien til iðnaðarnota hefur því verið skipt út fyrir tilbúið efni. Krýolít er efnasamband áls,natrínsogkalkflúoríða:Na₃AlF₆.Áloxíðið (hvítt duft) er fengið með því að hreinsa súrál íBayer-ferlinueftirKarl Bayer.(Áður fyrr varDeville-ferliðríkjandi hreinsunaraðferð).

Rafgreiningin kom í staðWöhler-ferlisinssem fólst í afoxun vatnsfirrts álklóríðs meðkalíni.Bæðirafskautinsem notuð eru í rafgreiningu áloxíðs eru kolefni. Þegar málmgrýtið er bráðið geta jónir þess ferðast frjálst. Hvarfið við bakskautið er

Al³⁺+ 3 e⁻→ Al

Áljóninafoxasthér (rafeindum er bætt við). Álmálmurinn sekkur þá til botns og er fjarlægður.

Viðforskautiðmyndast súrefni:

2 O²⁻→ O₂+ 4 e⁻

Kolefnisforskautið oxast og þannig losnarkoltvísýringur.

O₂+ C → CO₂

Forskautunum í afoxunarkeri þarf að skipta út reglulega því þau eyðast í ferlinu.

Bakskautin oxast hinsvegar ekki því fljótandi álið í kerinu heldur súrefni frá þeim. Bakskaut eyðast engu að síður, aðallega vegna rafefnafræðilegra ferla. Eftir 5-10 ár, eftir strauminum sem notaður er í rafgreiningunni, þarf að endursmíða kerið vegna bakskautsslits.

Þróun álframleiðslu heimsins

Álframleiðsla með rafgreiningu meðHall-Héroult-ferlinuer mjög orkufrek, en allir aðrir ferlar hafa reynst dýrari eða verri fyrir umhverfið. Meðalorka á massaeiningu í álframleiðslu í heiminum er 15±0,5kílóvattstundirá kg framleidds áls (52-56 MJ/kg). Nýjustu bræðslur ná um það bil 12,8 kWh/kg (46,1 MJ/kg). (Þetta má bera saman viðhvarfvarmann,31 MJ/kg, ogGibbsorkuhvarfsins, 29 MJ/kg. Afoxunarlínustraumar fyrir eldri tæknir eru 100-200 kA, allranýjustu álverumvinna við um það bil 350 kA. Fréttst hefur af tilraunum með 500 kA ker.

Endurvinnslutákn áls

Endurheimt málmsins meðendurvinnsluer orðinn mikilvægur hluti áliðnaðarins. Í endurvinnslu er brotamálmurinn bræddur en til þess þarf aðeins 5% orkunnar sem þarf til að vinna ál úr álgrýti. Umtalsverður hluti, allt að 2-15% ílagsins, tapast hinsvegar semsori(öskukennt oxíð).Lítið bar á endurvinnslu þar til seint á 7. áratugnum, þegar vaxandi notkundrykkjardósavakti almenning til vitundar um hana. Er nú svo komið að áNorðurlöndum,þar sem endurvinnsla álumbúða er mest í heiminum, skila sér um það bil 85% þeirra. Í Bandaríkjunum er endurvinnsla hinsvegar mun skemmra á veg komin eða tæp 60% og mætti loka nokkrum álverum ef hlutfallið væri þar hið sama og á Norðurlöndum.

Raforka er 20-40% kostnaðarins við álframleiðslu, eftir staðsetningu álvera. Þeim er helst komið fyrir þar sem gnótt er ódýrrar raforku, svo sem (í röð eftir framleiðslumagni):Alþýðulýðveldinu Kína,Rússlandi,Bandaríkjunum,QuebecogBresku KólumbíuíKanada,Ástralíu,Brasilíu,Noregi,Indlandi,Flóaríkjunum,Suður-Afríkuog áÍslandi.

Árið 2005 var Alþýðulýðveldið Kína efst með tæpan fimmtung heimsframleiðslunnar. Sama ár taldist álframleiðsla Íslendinga 721.000 tonn eða 2,2% heimsframleiðslunnar.

Síðastliðin 50 ár hafa Ástralir gerst meiriháttar framleiðendur súrálgrýtis og áls.Ástralir framleiddu 62 milljónir tonna báxíts árið 2005. Áströlsku námurnar líða fyrir tiltekin úrvinnsluvandamál, sumar þeirra hafa hátt kísilinnihald, en í staðinn hafa þær þann kost að vera grunnar og auðunnar.

Álvinnsla á Íslandi

ÁlverFjarðarálsá Reyðarfirði meðan það var í byggingu.

Á Íslandi hófst álvinnsla árið 1969 með gangsetninguÁlversins í Straumsvík(ISAL), álversÍslenska álfélagsins.Framleiðslan fyrsta árið var 33.000 tonn. Eigandi félagsins var svissneska álfyrirtækiðAlusuissesem árið 2000 var keypt af kanadíska álfyrirtækinu Alcan, sem nú heitirRio Tinto.Hinn 11. júní árið 1998 var gangsett álverNorðurálsá Grundartanga í Hvalfirði. Eigandi þess er bandaríska álfyrirtækiðCentury Aluminium.Í júní 2007 var svo gangsett álverAlcoa Fjarðaálsá Reyðarfirði. Það er í eigu bandaríska álrisansAlcoa.Fyrsti ársfjórðungur 2008 var fyrsti ársfjórðungur þar sem ál fór fram úr sjávarafurðum í verðmæti vöruútflutnings, með 37,7% heildar.Þá er því spáð að álútflutningur verði rúmlega 30% heildarútflutningstekna Íslands fyrir árið 2008 sem er 70% aukning frá fyrra ári þegar hann var 17,8%. Árið 2009, þegar Fjarðaál verður komið í fulla framleiðslugetu, er því spáð að hlutfallið fari vel yfir 30%.Þar með hefur Ísland langmesta álframleiðslu allra landa sem hlutfall útflutningstekna.

Efnafræði

Oxunarástand eitt

• AlH verður til þegar ál er hitað í lofti sem inniheldurvetni.
• Al₂O verður til með hitun venjulega oxíðsins, Al₂O₃,með kísli við 1800 °C ílofttæmi.
• Al₂S má búa til með því að hita Al₂S₃með álsvarfi við 1300 °C í lofttæmi. Þaðafhlutfallasthratt yfir í upphafsefnin. Seleníðið er búið til á hliðstæðan hátt.
• AlF, AlCl og AlBr eru til á gasfasa þegarþríhalíðiðer hitað með áli.

Álhalíð eru yfirleitt á forminu AlX₃,það er AlF₃,AlCl₃,AlBr₃,AlI₃og svo framvegis

Oxunarástand tvö

• Áleinsýringur,AlO, myndast þegar álduft brennur í súrefni.

Oxunarástand þrjú

• Samkvæmtreglum Fajanskemur einfalda þrígilda katjónin Al³⁺ekki fyrir í vatnsfirrtum söltum eða tvígildum efnasamböndum svo sem Al₂O₃.Hýdroxíðið er veikur basi og ekki er hægt að útbúa álsölt veikra sýra svo sem karbonats. Sölt sterkra sýra svo sem nítrats eru stöðug og vatnsleysanleg og mynda hýdröt með að minnsta kosti sex sameindumkristalsvatns.
• Álhýdríð,(AlH₃)_n,má búa til úrþrímetýláliog umframvetni. Það brennur með sprengikrafti í lofti. Það má einnig búa til með verkan álklóríðs áliþínhýdríðíeterlausnen verður ekki einangrað án leysisins.
• Álkarbíð,Al₄C₃,myndast við hitun ílagsefnanna upp fyrir 1000 °C. Fölgulir kristallarnir hafa flókna grindarbyggingu. Hvarfist þeir við vatn eða veikar sýrur myndastmetan.Asetylíð,Al₂(C₂)₃,myndast þegarasetýlenier hellt yfir hitað ál.
• Álnítríð,AlN, má mynda úr ílagsefnunum við 800 °C. Þegar það ervatnshverftmeð vatni myndastammóníakogálhýdroxíð.
• Álfosfíð,AlP, myndast á hliðstæðan hátt, og myndar með vatnshverfingufosfín.
• Áloxíð,Al₂O₃,kemur fyrir í náttúrunni semkórúndúm.Það myndast við brennslu áls í súrefni eða með því að hita hýdroxíðið, nítratið eða súlfíðið. Sem gimsteinn hefur þaðhörkusem aðeinsdemantur,bórnítríðogkarbórúndumtaka fram. Það er nærri óleysanlegt í vatni.
• Álhýdroxíðmá mynda sem hlaupkennt útfall með því að bæta ammoníaki við vatnsleyst álsalt. Það er mjög veik sýra ogtvísúrhneigtog myndar álefnasambönd meðalkalísöltum.Það finnst í ýmsum kristalsmyndum.
• Álsúlfíð,Al₂S₃,má mynda með því að hellavetnissúlfíðiyfir álduft. Það ermargleitt.
• Áljoðíð,(AlI₃)₂,ertvennameð hagnýt not ílífrænum efnasmíðum.
• Álflúoríð,AlF₃,er myndað með því að meðhöndla hýdroxíðið með HF, eða úr upprunaefnunum. Það er gert úr risastórri sameind sem gufar upp án þess að bráðna við 1291 °C. Það er mjög óvirkt. Hinir þríhalíðarnir eru tvennur með brúarkennda byggingu.
• Álflúoríð/vatnsflókar:Þegar ál og flúrsalt eru saman í vatnslausn mynda þau greiðlega flóknar jónir svo sem AlF(H₂O)₅⁺²,AlF₃(H₂O)₃⁰og AlF₆^-3.Af þeim er AlF₆^-3stöðugust. Það stafar af því að ál og flúrsalt, sem eru bæði mjög þéttar jónir, passa akkúrat saman til að mynda átthyrndaálhexaflúoríðflókann.Þegar ál og flúrsalt eru saman í vatni í mólhlutföllunum 1:6 verður AlF₆^-3algengasta myndin, einnig í tiltölulega lágum styrk.
• Lífræn-málmkennd efnasambönd með reynsluformúluna AlR₃eru til, ýmist á formi risasameinda, tvenna eðaþrenna.Viss not eru fyrir þau í lífrænum efnasmíðum, til dæmisþrímetýlál.

Klasar

Í tímaritinuScience2005 var greint frá því tekist hefði að fá klasa 13 álfrumeinda (Al₁₃) til að hegða sér eins ogjoðfrumeindog að 14 álfrumeindir (Al₁₄) hefðu hegðað sér eins ogalkalímálmur.Vísindamennirnir bundu einnig 12 joðfrumeindir við Al₁₃-klasa og bjuggu þannig til nýjan flokk fjöljoðíðs. Sagt er að þessi uppgötvun gefi kost á nýrri aðferð við flokkun lotukerfisins:ofurfrumeindir.

Notkunarsvið

Almenn not

Austin A40frá 1951 með skel úr áli.

Ál er mest notaði málmurinn að frátöldu járni og málmblöndum byggðum á því.Heimsframleiðslan árið 2008 var 35 milljónir tonna, meiri en nokkurs annars málms nema járns (1000 milljónir tonna). Tiltölulega hreint ál er aðeins notað þar sem tæringarþol og/eða vinnanleiki skiptir meira máli en styrkur eða harka. Setja má þunnt lag af áli á flatt yfirborð meðeðlisfræðilegri gufuhéluneða (miklu sjaldnar)efnafræðilegri gufuhéluneða öðrum efnafræðilegum aðferðum til að búa tilljóshúðunogspegla.Þegar húð úr hreinu áli er búin til með þessum hætti endurvarpar hún sýnilegu ljósi vel (um það bil 92%) og mið- og út-innrauðu afar vel (allt að 98%).

Hreint ál hefur lágantogstyrk,en bæta má aflfræðilega eiginleika þess mikið með varma-vélrænni vinnslu, einkumeldherðingu.

Ómissandi íhlutir í flugvélar ogeldflaugargerðir úr álblöndum vegna hás styrks-massa-hlutfalls þeirra. Ál myndar greiðlega blöndur með mörgum frumefnum svo sem eiri, sinki, magnesíni,manganiog kísli (til dæmisdúrál). Nú til dags eru nær öll efni sem eru kölluð ál í daglegu tali í rauninni blöndur. Til dæmis er hinn algengiálpappírblanda úr 92-99% áli.

Nokkur hinna mörgu nota fyrir ál eru í:

• Samgöngum (bílum,flugvélum,vörubílum,lestarvögnum,skipum,reiðhjólumog svo framvegis).
• Umbúðum (dósum, þynnum og fleira).
• Vatnsmeðhöndlun.
• Meðferð gegnroðflyðrusýkinguí fiski (sem sníkjudýriðGyrodactylus salarisorsakar).
• Byggingastarfsemi (gluggum,hurðum,báruáli,byggingavír og fleira).
• Búsáhöldumogeldunaráhöldum.
• Rafmagnsflutningsleiðslum.
• MKM-stáliogAlnico-seglum.
• Ofurhreinu áli(99,980-99,999% Al) sem notað er írafeindatækjumoggeisladiskum.
• Varmasvelgumfyrir rafeindaíhluti svo semsmáraogörgjörva.
• Undirlagsefni íeirhúðuð lagskipt efni með málmkjarnasem notuð eru fyrirljóstvista-lýsingu.
• Álduft er notað ímálninguog íhraðbrunatæknisvo sem eldsneyti ífastefniseldflaugarogþermít.
• Í blöðleikmunasverðaoghnífasem notuð eru ísviðsbardögum.
• Ál er mikið notað viðúrsmíðarvegna endingar, léttleika og mótstöðu þess gegn tæringu ogáfalli.

Efnasambönd áls

• Álammoníumsúlfat,[Al(NH₄)](SO₄)₂,er notað semlitfestir,viðvatns-ogskólphreinsun,viðpappírsframleiðslu,sútunleðursog semíbætiefnií matvæli.
• Álasetatersaltnotað í lausn semherpiefni.
• Álbórsýrusalt,Al₂O₃B₂O₃,er notað við framleiðsluglersogkeramiks.
• Álbórhýdríð,Al(BH₄)₃,er notað sem íbætiefni íþotueldsneyti.
• Álbrons,CuAl₅.
• Álklóríð,AlCl₃,er notað ímálningu,svitalyktareyða,gervigúmmíog viðolíuhreinsun.
• Álklórhýdríðer notað sem svitalyktareyðir og við meðhöndlunofsvita.
• Álflúorsílíkat,Al₂(SiF₆)₃,er notað við framleiðslugervigimsteina,glers og keramiks.
• Álhýdroxíð,Al(OH)₃,er notað: semsýrueyðir,sem litfestir, við vatnshreinsun, framleiðslu glers og keramiks og þegar föt eru gerðvatnsheld.
• Áloxíð,Al₂O₃,finnst í náttúrunni semkórúnd(rúbínarogsafírar) og semsmergillog er notað við glergerð. Gervirúbínn og -safír eru notaðir íleysavið framleiðslusamfasa ljóss.
• Álfosfat,AlPO₄,er notað við framleiðslu: glers og keramiks,trjámauksog pappírsafurða,snyrtivara,málningar oglakksog við gerðtannlíms.
• Álsúlfat,Al₂(SO₄)₃,er notað: við pappírsframleiðslu, sem litfestir, íslökkvitæki,við vatns- og skólphreinsun, gerð eldvarnarefna og leðursútunar og sem íbætiefni í matvæli.
• Í mörgumbóluefnumþjóna tiltekin álsölt semónæmisglæðarsem auka áhrifamátt prótíns bóluefnisins svo ónæmiskerfið örvist nægjanlega.

Álblöndur notaðar í byggingarhluti

Álfrauð

Álblöndur með breiðu úrvali eiginleika eru notaðar í verkfræðilegum byggingum. Blöndurnar eru flokkaðar með talnakerfi (ANSI) eða með heitum sem gefa til kynna helstu innihaldsefni blöndunnar (DINogISO).

Styrkur og ending álblandna eru mjög mismikil, ekki aðeins vegna íblöndunarefnanna heldur vegna hitameðhöndlunar og framleiðsluferla. Þekkingarskortur á réttum aðferðum hefur stundum valdið hönnunargöllum í byggingum og í kjölfarið vantrausti á ágæti áls sem byggingarefni.

Ein veruleg takmörkun álblandna sem byggingarefni erþreytu-styrkurþeirra. Ólíkt stáli hafa álblöndur ekkert vel skilgreintþreytumarksem þýðir að þreytubrot á sér stað á endanum jafnvel vegna mjög lítils lotubundins álags. Þetta þýðir að verkfræðingar verða að meta álagsmynstur mannvirkisins og hanna út fráákveðnum líftímaen ekki óendanlegum.

Annar mikilvægur eiginleiki álblandna er viðkvæmni þeirra fyrir hita. Það flækir verkstæðisvinnuferli sem fela í sér hitun að ólíkt stáli bráðnar ál án þess að verða fyrst rauðglóandi. Þetta veldur því að notkungasbrennaratil að móta ál útheimtir nokkra sérkunnáttu því ekki er hægt að sjá hversu nærri efnið er því að bráðna. Í álblöndum þróast einnig innrispennurvegna hitunaraðgerða eins ogsuðuog steypu. Vandinn við álblöndur í þessu tilliti er lágtbræðslumarkþeirra, sem veldur því að hlutir úr þeim aflagast frekar fyrir áhrif spenna vegna hitameðhöndlunar. Ná má fram stýrðri spennuminnkun meðan á framleiðslu stendur með því að hitameðhöndla hlutina í ofni og kæla þá síðan smám saman – í reyndglóðaspennurnar.

Lágt bræðslumark álblandna hefur ekki útilokað notkun þeirra í eldflaugaiðnaðinum, ekki einu sinni við smíði brennsluhólfa þar sem lofttegundir ná 3500 K hita. ÍAgenaefristigs-eldflaugina var notað ál með afturvirkri kælingu í vissa íhluti stútsins, þar með talið koksvæðið þar sem hitaálagið er mest.

Álrafleiðslur

Samanborið við eir hefur ál 65% rafleiðninnar miðað við rúmmál en 200% miðað við massa. Eir er hefðbundið efni í rafleiðslur í húsum. Á sjöunda áratugnum var ál umtalsvert ódýrara en eir og var því tekið að nota það í húsarafleiðslur í Bandaríkjunum, enda þótt festibúnaður hafi oft ekki verið gerður fyrir álvír. Í sumum tilvikum olli hærrivarmaþenslustuðullálsins misþenslu milli hans og festinganna sem voru úr öðrum málmi sem olli því á endanum að vírinn losnaði. Einnig hefur hreint ál tilhneigingu til aðskríðaundir stöðugum þrýstingi (því meira sem hitinn er hærri) sem veldur einnig losi festinga. Síðast en ekki síst hækkaði rafviðnám festingarinnar vegnagalvanískrar tæringar.

Allt olli þetta ofhitnun og losi á festingum og það aftur eldsvoðum. Byggingamenn tóku að forðast álvíra og í mörgum sveitarfélögum var notkun þeirra bönnuð í nýbyggingum í mjög smáum stærðum. Þar kom að nýjar festingar komu fram sem hannaðar voru til að losna hvorki né ofhitna. Þær voru merktar „Al/Cu “í fyrstu en nú „CO/ALR “. Nýjar málmblöndur, hannanir og aðferðir eru nú notaðar fyrir álvíra með álúttökum.

Ál hefur alloft verið notað í vöfrafhreyflaaf ofangreindum ástæðum. Eir hefur þó haldið stöðu sinni á þessu notkunarsviði vegna þess að í rafhreyflum er mikilvægt að hámarka rafleiðni per rúmmál.

Álblöndur eru oft notaðar í háspennulínur.

Saga

Forn-GrikkirogRómverjarnotuðu álsölt sem litfesti við fatalitun og sem herpir þegar bundið var um sár;álúner enn þá notað sem herpiefni (til að stöðva blæðingar). Árið 1761 lagðiGuyton de Morveautil að grunngerð álúns yrði kölluðalumine.Árið 1808 greindiHumphry Davyfyrstur manna málmkennt grunnefni álúns sem hann nefndi fyrstalumiumog síðaraluminum.

Friedrich Wöhlerer almennt eignaður heiðurinn af því að hafa fyrstur manna einangrað ál (álatínualumen,álún) árið 1827 með því að blandavatnsfirrtuálklóríðisaman viðkalín.Danski eðlis- og efnafræðingurinnHans Christian Ørstedhafði þó fyrstur búið málminn til tveimur árum áður (í óhreinni mynd) og má því einnig telja hann hafa uppgötvað hann.Enn fremur uppgötvaðiPierre Berthierál í súrálgrýti og vann það úr því.FrakkinnHenri Etienne Sainte-Claire Devilleendurbætti aðferð Wöhlers árið 1846 og lýsti endurbótum sínum í bók sem kom út árið 1859, en helsta bótin var notkunnatrínsí stað hins umtalsvert dýrara kalíns.

Áður enHall-Héroult-ferliðvar þróað var einstaklega erfitt að vinna ál úr hinum ýmsumálmgrýtum.Fyrir vikið var hreint ál verðmætara engull.Álstangir voru sýndar við hliðfrönsku krúnudjásnannaáHeimssýningunni 1855ogNapóleón IIIvar sagður hafa látið mestu heiðursgesti sína snæða af áldiskum, meðan aðrir máttu gera sér silfurborðbúnað að góðu.

Ál var valið í tindWashington-minnismerkisinsárið 1884 þegar 30 grömm kostuðu dagslaun verkamanns við verkið;ál var álíka verðmætt og silfur.

Cowles-fyrirtækinmagnframleiddu ál í Bandaríkjunum og Englandi með aðstoð bræðsluofna á borð við bræðsluofnCarls Wilhelms Siemensárið 1886.Charles Martin HallíOhioí Bandaríkjunum ogPaul Héroultí Frakklandi þróuðu hvor í sínu lagiHall-Héroult-rafgreiningarferliðsem gerði vinnslu áls úr málmgrýti ódýrari og er nú ríkjandi vinnsluaðferð um allan heim. Með Hall-Héroult-ferlinu er ekki hægt að fá framofurhreint álbeint. Árið 1888 varPittsburgh Reduction Companystofnað, nú þekkt semAlcoa,með ferli Hallsog fjárstuðningiAlfred E. Hunt.Árið 1889 var ferli Héroults notað íSvissvið framleiðslu hjá Aluminium Industrie, núAlcan,og árið 1896 íSkotlandihjáBritish Aluminium,núLuxfer Groupog Alcoa.

Þegar kom fram á árið 1895 var farið að nota málminn sem byggingarefni svo sem í hvolfþakAðalritarabyggingarinnaríSydneyíÁstralíu.

Ísjóherjummargra landa er ál notað íyfirbygginguskipanna. Þó hefur eldsvoði árið 1975 íUSS Belknapsem eyðilagði ályfirbyggingu þess að innan, sem og tjón í orrustum á breskum skipum íFalklandseyjastríðinuvaldið því að margir sjóherir hafa skipt yfir í skip sem alfarið eru gerð úr stáli. Önnur nýleg þróun í gerð herskipa er að smíða þau úrkoltrefjum.

Verð á áli hefur fallið mikið í kjölfar hnattrænnar bankakreppu síðla árs 2008.

Ál í náttúrunni og lífverum

Ál er eitt fárra frumefna sem koma fyrir í ríkum mæli í náttúrunni sem virðast ekki hafa neitt hlutverk í lífverum.

Ál á formi hinna ýmsu salta (fosfata og sílíkata) er innihaldsefni ýmissa plantna og ávaxta sem taka umrædd sölt upp úr jarðveginum með vatni. Á það einkum við sé jarðvegurinn súr.

Ál í matvælum

Í flestum matvælum má finna ál sem snefilefni.Að meðaltali innbyrðum við 25 mg áls á dag með matnum á formi hinna ýmsu salta. Sé hann matreiddur með mataráhöldum úr áli (súr matvæli leysa ál) og geymdur í álpappír, getur þessi tala tvö- til þrefaldast. Ál er einnig sett í matvæli sem málmur á örsmæðarformi og í meiri mæli sem álsílíköt (seólít).Álsílíkater þannig innihaldsefni matarlitar (E173), bökunarvara,lyftidufts,smurostsog niðurlagðs súrs grænmetis. Þá er það notað gegn kekkjamyndun íkaffihvítti,matarsaltioggrænmeti.Áhrifa-litarefnisem innihalda ál eru notuð semnaglalakk,í hjúp sætra bökunarvara og í kökuskreytingar.

Álsambönd finnast í vörum til líkamshirðu (sólarolíu,svitalyktareyðiogtannkremi), lyfjum sem lækka sýrustig magans (Antacida), niðurgangslyfjum (Kaolín, Attapulgite, Bolus) og mörgumblóðfitulækkandi lyfjum(álklórfíbrat). Einnig finnst það í úrgangi sem fellur til við framleiðslu áls,pappírs,glers,postulínsogvefnaðarvöru.

Áhrif áls á mannslíkamann

Álsambönd geta valdið skorti áblóðrauða(blóðleysi) því þau setjast á sömu geymsluprótein og járn. Það getur haft áhrif á efnaskipti í beinum, flýtt fyrirgigt,valdið truflunum á taugakerfi svo sem minnis- og málörðugleikum, sleni og árásargirni. Það leiðir með tímanum í öllu falli af sér lifrar- og nýrnaskaða (en við því eru til ráð). Ál truflar efnaskiptikalsíns,króms,járns,flúors,eirs,magnesíns,fosfats,kísils,sinksogfjörefnannaB6 og D.

Örfáir fá framofnæmisviðbrögðvið því að snerta ál. Við notkun svitalyktareyða fá þeirútbrot,við neyslu matar sem eldaður var í álpottum eða -pönnum fá þeir meltingartruflanir og eiga erfitt með að taka upp næringarefnin; við neyslu lyfja með álinnihaldi kasta þau upp og/eða sýna önnureitrunareinkenni.

Tengt efni

• Álver