Das Leichtmetall »Aluminium« (chemisches Kurzzeichen »Al«) kommt in der Natur nur in Verbindungen vor, es ist nach dem Sauerstoff und dem Silizium das am dritthäufigsten in der Erdkruste vorkommende Element (Anteil: 8,1 %). Das erst im 19. Jahrhundert von Oersted entdeckte Metall wurde nach seinem natürlichen Vorkommen als »Alaunerde« (lateinisch »alunen«) bezeichnet. Es ist silberweiß, dehnbar, sehr leitfähig und korrosionsbeständig. Aufgrund seiner Eigenschaften ist es heute das wichtigste Leichtmetall und zählt nach dem Eisen zu den wichtigsten Gebrauchsmetallen überhaupt. Es wird aus Bauxit (enthält bis zu 60 % Aluminium) gewonnen und zu 35 % im Fahrzeug- und Flugzeugbau, zu 15 % in Folien- und Pulverform und zu 12 % in der Elektrotechnik eingesetzt. Nach vielen Anstrengungen gelang es dem Chemiker Friedrich Wöhler (1800-1882) im Jahre 1827 als Erstem, reines Aluminium in größeren Mengen herzustellen. Aluminium weist einige für Konstrukteure sehr angenehme Eigenschaften auf. Es lässt sich leicht verformen, man kann es walzen und pressen, stanzen und ziehen und auch gießen. Mit anderen Metallen bildet es sehr feste Legierungen, Aluminium leitet zudem auch elektrischen Strom sehr gut.
Die ersten Erzeugnisse aus den silberweißen Aluminiumbestandteilen entstanden vor über 7000 Jahren, als die Töpfer im Persischen Reich Töpfe und Kannen aus einer bestimmten Tonsorte herstellten, nämlich einem Ton, der überwiegend aus Silikaten des Aluminiums bestand, wobei darin das heute so bezeichnete Aluminiumoxid überwog. Diese Gegenstände wurden durch die in den Tonen enthaltenen Aluminiumoxide vergleichsweise haltbar, ohne dass die damaligen Töpfer auch nur annähernd wussten, was für einen besonderen Stoff sie eigentlich nutzten. Da Aluminium in der Natur nicht in reiner Form vorkommt, konnten die Perser der damaligen Zeit dies auch nicht wissen, es handelte sich wohl eher um eine zufällig gefundene Anwendungstechnik.
Etwa vor 4000 Jahren begannen dann die Ägypter und auch die Babylonier damit, Tonarten mit anderen darin enthaltenen Aluminiumverbindungen zu verwenden. Es handelte sich dabei um Aluminiumsalze, in der Regel Sulfate, die heute unter dem Begriff »Alaune« zusammengefasst werden. Die Ärzte der damaligen Zeit erkannten zudem, dass Mischungen aus Sulfaten und Aluminium dazu geeignet waren, Blutungen zu stillen. Weitere etwa 1000 Jahre später wurden dann einige Aluminiumverbindungen dazu genutzt, um daraus Farbstoffe und Kosmetika herzustellen.
Wie bei zahlreichen anderen Gegebenheiten und Entdeckungen hat sich auch rund um das Leichtmetall Aluminium manche Sage gebildet. Ein Beispiel hierfür ist, dass dem römischen Kaiser Tiberius vor etwa 2000 Jahren von einem Handwerker eine Schale aus einem silbrig-weißen Material überreicht worden sein soll, welches dieser aus Lehm gewonnen haben wollte. Die Farbe glich beinahe dem des wertvollen Silbers, weshalb Tiberius fürchtete, dass dieses neuartige Material seine wertvollen Silberschätze entwerten könnte. Deshalb ließ Tiberius den Handwerker hinrichten, wobei er sich zuvor überzeugte, dass niemand sonst das Geheimnis der Herstellung dieses »seltsamen« Materials beherrschte.
Aber auch von einem Chinesen wird in Legenden berichtet, der als erster Mensch in der Lage gewesen sein soll, reines Aluminium herzustellen, und zwar schon etwa 300 Jahre vorher. Danach soll er eine Gürtelschnalle aus reinem Aluminium angefertigt haben, die dann später in einem Grab eines chinesischen Generals gefunden worden sein soll. Einen wissenschaftlichen oder auch nur plausiblen Beweis für diese Legende und den Fund gibt es allerdings ebenso wenig wie für die Überlieferung des Tiberius und den Handwerker mit seiner silbrig-weißen Schale. Eines belegen diese Legenden aber, nämlich die Tatsache, dass Aluminium, wenn sicherlich auch mit höheren Beimengungen anderer Begleitstoffe, schon vor 2000 bis 3000 Jahren hergestellt und bearbeitet wurde. Allerdings konnten die Menschen zu dieser Zeit sicherlich noch kein reines Aluminium herstellen, auch waren ihnen die damit verbundenen Möglichkeiten dieses speziellen Leichtmetalls noch völlig verborgen.
Es sollte aber noch einige Jahrhunderte dauern, bis sich die besten Wissenschaftler jener Zeit etwa zu Beginn des 19. Jahrhunderts mit dem natürlich nur mehr oder weniger unrein vorkommenden chemischen Element Aluminium befassten. Überliefert ist beispielsweise die Aussage des damaligen berühmten Chemikers Antoine Laurent de Lavoisier (1743 - 1794 {hingerichtet}) aus dem Jahre 1782: „Wahrscheinlich ist die Tonerde das Oxid eines Metalls, das mit dem Sauerstoff so starke Bindungen eingeht, dass es weder durch Kohle noch sonst irgendein bekanntes Reduktionsmittel aufgespalten werden kann.“ Lavoisier ist übrigens auch für die Einführung des metrischen Systems in Frankreich verantwortlich.
Ein weiterer Zufallsfund ereignete sich auf der weitab gelegenen und unwirtlichen Insel Grönland. Dort entdeckte Peder Christian Abildgaard 1799 das Mineral Kryolith, ein Aluminium-Doppelfluorid, nahe dem kleinen Eskimodorf Ivigtut. Dieser Ort ist bis zum heutigen Tage die einzige Stelle, an der das seltene Mineral in reiner Form und gleichzeitig in abbauwürdigen Mengen vorkam, wo es zwischen 1865 und 1987 abgebaut wurde (der Fundort ist inzwischen erschöpft). Kryolith ist ein wichtiger Baustein zur Herstellung von Aluminium, obgleich es als giftig und umweltgefährlich eingestuft wird.
Im Jahre 1807 schließlich gelang dem britischen Wissenschaftler Sir Humphrey Davy der Nachweis des Elements Aluminium, allerdings schaffte er es nicht, aus Erz auch Aluminium herzustellen. Das Verdienst von Davy ist aber, dass er Kalium und Natrium erstmals auf elektrolytischem Wege herstellen konnte, in seinen Versuchen schaffte er es aber nur, eine Eisen-Aluminium-Legierung und kein reines Aluminium zu erzeugen. Einige Jahre später, nämlich 1825, gelang schließlich dem dänischen Physiker Hans Christian Oersted die Reduktion von Chloraluminium mit Kaliumamalgam. Durch Destillation des daraus erhaltenen Aluminiumamalgams konnte er schließlich einige Tröpfchen reines Aluminium gewinnen, für die damalige Zeit eine Sensation.
Auf diese Versuche aufbauend, brauchte der deutsche Chemiker Friedrich Wöhler noch einige Jahre, um die von Oersted vorgezeichneten Herstellungsmethoden weiter zu verbessern und effizienter zu gestalten, sodass er schließlich 1827 erstmals etwas größere Mengen reines Aluminium herstellen konnte. Die so erzeugten Mengen waren jedoch immer noch zu gering, um das begehrte Metall industriell sinnvoll anwenden zu können. Die Herstellung von Aluminium in einer laborähnlichen Kleinproduktion wurde schließlich vom französischen Metallurgen Henri Saint-Claire Deville ermöglicht, der damit dafür sorgte, dass Aluminium eine erste nennenswerte Verbreitung fand. Dieses Aluminium war zu dieser Zeit aber wegen der immer noch nur begrenzt verfügbaren Menge extrem teuer und fand daher weiterhin nicht die ihm gebührende Verbreitung im industriellen Maßstab. Es sollte schließlich noch bis zum Jahre 1852 dauern, bis Aluminium in Form von kleinen Murmeln hergestellt werden konnte. Aluminium kostete zu dieser Zeit 545 Dollar je britischem Pound (umgerechnet 453 Gramm) und war damit teurer als Gold! Erst im Jahre 1869 konnte die Jahresproduktion auf zwei Tonnen erhöht werden, der Preis sank immerhin recht deutlich auf 17 Dollar pro Pound. Mit diesem nach heutigen Maßstäben primitiven Herstellungsverfahren konnten zwischen den Jahren 1854 und 1890 etwa 2000 Tonnen Aluminium produziert werden.
Aluminium war aber für die meisten Menschen weiterhin ein unbezahlbar teures Metall, dieses konnten sich nur die Reichsten jener Zeit leisten. Der französische König beispielsweise ließ bei großen Empfängen die Speisen auf Aluminium-Tabletts servieren, was ihm seine Diener sicherlich wegen des geringen Gewichts dieser Tabletts dankten. Auch der dänische König Christian X. verfiel auf die Idee, eine Krone aus Aluminium herstellen zu lassen, die damit deutlich weniger schwer auf seinem Haupt lastete als eine Krone aus Gold und Silber. Um den Reichtum zu demonstrieren, wurde im Jahre 1884 ein insgesamt sechs Pfund schweres pyramidenförmiges Aluminiumstück als Spitze auf das Washington-Monument gesetzt, das größte Stück Aluminium, welches bis dahin hergestellt werden konnte. Und diese Aluminiumspitze ist bis heute noch an gleicher Stelle vorhanden.
Da die Vorzüge des leichten Aluminiums mit zunehmender Verbreitung immer offensichtlicher wurden, beschäftigten sich auch die Wissenschaftler immer mehr mit diesem Metall, war doch eine Produktion in großen und für die industrielle Anwendung erforderlichen Mengen bis dahin immer noch nicht möglich. Schließlich wiegt das sehr harte und gut legierbare Aluminium bei gleichem Volumen nur etwa ein Drittel von Stahl oder Kupfer, zudem ist es mit allen gängigen Verfahren gut und einfach formbar. Nahezu zeitgleich und unabhängig voneinander gelang es dann dem Franzosen Paul L.T. Héroult und dem Amerikaner Charles Martin Hall, Aluminium mit Hilfe der Elektrolyse in größeren Mengen zu produzieren, wodurch auch die Herstellungskosten deutlich sanken. Dieses Verfahren ist heute noch unter dem Namen »Hall-Héroult-Process« bekannt, obgleich die beiden Erfinder an jeweils unterschiedlichen Orten ihre Patente erhielten: Héroult wurde am 23. April 1886 in Paris das Patent erteilt, Hall am 9. Juli 1886 in Washington. Eine weitere Verbesserung des Herstellungsverfahrens erfolgte im Jahre 1889 durch Carl Josef Bayer, wobei dieses Prinzip auch heute noch in der großtechnischen Erzeugung von Aluminium eingesetzt wird.
Neben dem geringen Gewicht des Metalls hat Aluminium aber noch einige andere Vorteile. Aluminium gilt als idealer Werkstoff, wenn Wasser, Sauerstoff, extreme Temperaturen und weitere chemische Substanzen zusammen einwirken. Deshalb kann Aluminium nicht nur in den tiefsten Tiefen der Weltmeere eingesetzt werden, sondern auch im Weltall. Durch die rasche Reaktion des Metalls mit Sauerstoff bildet sich bereits unmittelbar nach der Herstellung der Schmelze während der Abkühlphase an der Oberfläche eine sehr dünne Schicht aus Aluminiumoxid. Diese Schicht schützt das Metall vor weiterer Korrosion und anderen unerwünschten chemischen Reaktionen. Hinzu kommt, dass ein Kilogramm Aluminium die doppelte Menge Strom leiten kann wie ein Kilogramm Kupfer. Dies ist auch der Grund dafür, dass Aluminium sowohl bei ober- als auch bei unterirdischen Leitungen oftmals den Vorzug findet, zumal es bei gleicher Stromleitung weniger wiegt. Und ein Material, welches ein guter Stromleiter ist, ist gleichzeitig auch ein guter Wärmeleiter. Deshalb findet sich Aluminium auch in riesigen Wärmetauschern, in Form von Kochtöpfen, aber auch die Tiefkühlverpackungen oder Haushaltsfolien aus Aluminium sind heute nicht mehr wegzudenken.
Doch weitere Vorteile des völlig ungiftigen Aluminiums dürfen nicht verschwiegen werden. Durch fachgerechtes polieren und bearbeiten kann ein mit Aluminium beschichteter Glasspiegel über 95 % der Reflexionskraft eines mit Silber beschichteten Spiegels erreichen, bei heute ungleich geringeren Kosten. Verbunden ist damit eine ideale Barriere gegen Strahlungshitze. Da Aluminium zudem nicht magnetisch ist, kann es nicht nur im Flugzeugbau verwendet werden, sondern auch im Automobilbau und in der Wissenschaft. Wegen der nicht vorhandenen Toxizität eignet sich Aluminium, wie bereits erwähnt, zur Verpackung und zum Transport von Lebensmitteln, Medikamenten und Flüssigkeiten aller Art, die für den menschlichen Verzehr gedacht sind.
Im Gegensatz z. B. zum Stahl, der bei tiefen Temperaturen vergleichsweise schnell spröde und damit stoßempfindlich wird, kann Aluminium, wenn bestimmte Legierungen verwendet werden, selbst bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt (-273,16°C) noch eingesetzt werden, da diese speziellen Legierungen mit abnehmenden Temperaturen sogar an Festigkeit gewinnen. Aluminiumbehälter dienen daher dazu, flüssigen Sauerstoff oder Stickstoff und ähnliches zu verarbeiten, zu transportieren und zu lagern. Durch die silbrig-weiße natürliche Oberfläche brauchen Gegenstände oder Behälter aus Aluminium im Grunde nicht mehr weiter veredelt zu werden, sind sie doch auch so bereits attraktiv anzusehen, obgleich eine Weiterverarbeitung und -veredelung vergleichsweise leicht möglich ist.
Schließlich darf ein weiterer nicht unbedeutender Vorteil von Aluminium nicht unerwähnt bleiben: Aluminium kann jederzeit vollständig wieder in den Wirtschaftskreislauf zurückgeführt werden, da es vollständig recycelbar ist. Bereits seit 1970 werden hierzulande Getränkedosen aus Aluminium wieder eingesammelt, eingeschmolzen und zu neuen Dosen oder anderen Gegenständen geformt. Bei dieser erneuten Schmelze werden nur noch 5 % der Energiemengen benötigt, die für die gleiche Menge neuen Aluminiums ohne Einsatz von recyceltem Aluminium erforderlich wäre. Deshalb ist es überaus sinnvoll, alle Aluminiumprodukte, sofern sie nicht mehr benötigt werden, wieder dem Stoffkreislauf zuzuführen. Der Nachteil, den Aluminium gegenüber dem Stahl hat, nämlich ein deutlich höherer Energieeinsatz bei der Erstproduktion, kann somit ganz entscheidend gemindert werden.
Der Ausgangsstoff für Aluminium ist das weit verbreitete Bauxit, welches wiederum das Aluminiumoxid in hoher Konzentration enthält. Bauxit ist nach Sauerstoff und Silizium das dritthäufigste Element, welches auf der Erde vorkommt. Sein Anteil an der zugänglichen Erdkruste beträgt etwa 8,1 Gewichtsprozent und ist damit noch häufiger anzutreffen als Eisen mit einem Anteil von 5 Gewichtsprozent. Im Vergleich dazu ist Kupfer noch wesentlich seltener anzutreffen, dessen Anteil lediglich 0,007 Gewichtsprozent beträgt. Der Anteil der Aluminiumsilikate an den gesteinsbildenden Mineralen beträgt etwa 70 %. Diese wiederum stellen wichtige Rohstoffe für die Glasproduktion und die Keramikindustrie dar. Das wichtigste Aluminiumerz ist jedoch das bereits genannte Bauxit. Bauxit kann zu mehr als 50 % aus Aluminium-Hydroxyden und Verunreinigungen bestehen. Gewonnen wird Bauxit heute hauptsächlich in der Karibik, in Brasilien, Australien und Afrika, Ausgangsstoff für das inzwischen in Industrie und Technik unentbehrliche Aluminium. Im Bauxit ist das Aluminium in Form von Hydroxid eingelagert.
Um aus Bauxit Aluminium herzustellen, müssen vergleichsweise aufwändige chemische Prozesse ablaufen. Vereinfacht gesagt, wird das im Bauxit vorhandene Hydroxid in einem ersten Schritt unter Einsatz von Natronlauge herausgetrennt. Das auf diese Weise ausgefällte und abfiltrierte Hydroxid wird anschließend gründlich gewaschen, um dann durch Kalzinieren in Drehrohröfen bei Temperaturen zwischen 1200°C und 1400°C in Aluminiumoxid umgewandelt zu werden. Aus diesem Oxid wird dann durch Elektrolyse reines Aluminium sowie Sauerstoff ausgefällt. Als Lösungsmittel für diesen chemischen Prozess dient eine Mischung aus Kryolith, Aluminiumfluorid und Calciumfluorid. Dieser gesamte Herstellungsprozess ist inzwischen auch eine großtechnisch bewährte Verfahrensweise. Dadurch wird sichergestellt, dass die Abgase nicht in die Umwelt abgegeben werden, sondern in abgekapselten Elektrolysezellen mit Kohlenstoffanoden weitergenutzt werden. Die Kohlenstoffanoden wiederum werden in einem Nebenbetrieb aus Petrolkoks und Pech in entsprechenden Pressen durch Rütteln und Pressen in so genannte »grüne« Blöcke vorgeformt und dann bei 1200°C unter Luftabschluss gebrannt.
Für die sehr viel Energie verschlingende Elektrolyse ist eine Kathode erforderlich. Diese besteht aus einer in einer Wanne eingebrachten feuerfesten und mit Kohlenstoff versehenen Ausmauerung, wobei diese Kohlenstoffanoden wie vorstehend beschrieben hergestellt werden. Diese Wanne nimmt das durch Elektrolyse ausgeschiedene und noch flüssige Aluminium auf. Um das Aluminium abzuscheiden, wird eine Gleichspannung von 4 bis 5 Volt benötigt, die Stromstärken allerdings reichen bis etwa 200 Kiloampere (kA). Das noch flüssige Aluminium wird in einem Abstand von ein bis vier Tagen in einen wärmeisolierten und fahrbaren Tiegel abgesaugt. Da flüssiges Aluminium die nicht gewünschte Eigenschaft aufweist, Wasserstoff zu adaptieren, muss die Rohschmelze entgast werden, um dann in größeren Warmhalteöfen zwischenzulagern, von wo aus dann die für die Anwendung gebräuchlichen Formate (meist Tafeln oder Blöcke) gegossen werden. Aluminium wird rein oder legiert als Werkstoff verwendet, besonders im Fahrzeug- und Flugzeugbau, in der Elektroindustrie und im Bauwesen (dort z. B. im Fenster- und Fassadenbau).
Der Ausgangsstoff Bauxit macht am Endpreis des Aluminiums etwa zwischen sieben und neun Prozent aus, der weitaus größte Kostenfaktor ist die zur Herstellung benötigte Energie. Die großen Energiemengen, die bei der Elektrolyse benötigt werden, lassen es daher zweckmäßig erscheinen, dass sich Aluminiumwerke in möglichst geringer Nähe zu entsprechenden Kraftwerken befinden, die zugleich preiswerte Energie zur Verfügung stellen. Dies ist auch der Grund dafür, dass inzwischen verschiedene größere Aluminiumwerke in Länder abwandern bzw. abgewandert sind, die preiswertere Energiequellen (ggf. unter Ausnutzung niedrigerer Umweltstandards) nutzen können, beispielsweise Wasserkraftwerke, die wiederum an größeren Staudämmen errichtet werden und die die benötigten Energiemengen auch über längere Zeit vergleichsweise preiswert zur Verfügung stellen können. Solche Standorte finden sich z.B. in Brasilien und Kanada sowie in Norwegen und selbst in Island.
In Island bieten sich als schier unerschöpfliche Energiequellen die geothermischen Kraftwerke an, die aus dem heißen Untergrund der Insel ohne Unterlass gespeist und angetrieben werden und somit nahezu konkurrenzlos preiswert sind. Selbst wenn man den Transport des Bauxits per Schiff nach Island und den Rücktransport des daraus gewonnenen Rohaluminiums berücksichtigt, ist der Kosten- und auch Umweltvorteil immer noch so groß, dass eine derartige Vorgehensweise gerechtfertigt werden kann. Berücksichtigt man in diesem Zusammenhang die von den Technikern so bezeichnete »Energiebank«, kommen die Vorteile des Recyclings von Aluminium erst recht zur Geltung, ist doch der Energiebedarf zur Herstellung von neuen Aluminiumblechen oder ähnlichem dadurch drastisch geringer. Einmal aus Bauxit hergestelltes Aluminium kann im Prinzip beliebig oft recycelt werden, ohne dass ein Qualitätsverlust damit verbunden wäre, und das bei einem Energieaufwand von nur noch etwa 5 % gegenüber der Neuherstellung!
Die Energiefrage war auch bei den frühen Wissenschaftlern, die sich mit der industriellen Herstellung von Aluminium intensiv befasst und ins Rollen gebracht haben, ein großes Problem. Die großtechnische Energieerzeugung steckte zu der damaligen Zeit noch in den frühesten Anfängen, die Energieindustrie dieser Zeit war deshalb nicht oder nur begrenzt in der Lage, die benötigte Energie auch für längere Zeit zur Verfügung zu stellen. Hinzu kam, dass der damals erst 22 Jahre alte Charles Martin Hall auch noch selbst die Märkte für die Verwendung von Aluminium erschließen musste, war doch das Metall noch weitgehend unbekannt. Aber auch die Geldgeber für dieses Unterfangen mussten von den sich bietenden Möglichkeiten überzeugt werden, damit diese ihr Geld überhaupt in die neue Technik investierten. Es fanden sich schließlich sechs Investoren, die von Alfred E. Hunt angeführt wurden und im Jahre 1888 die »Pittsburgh Reduction Company« gründeten. Der zunächst stetigen Steigerung der Aluminiumproduktion stand zu Beginn keine ausreichend große Nachfrage gegenüber, da die Menschen jener Zeit das sehr leichte Metall als nicht ausreichend stabil und haltbar ansahen und sich somit nur wenige Kunden für das innovative neue und überaus haltbare Produkt fanden.
Aus diesem Grunde kam man schließlich auf die Idee, fertige Produkte aus Aluminium herzustellen, frei nach dem Motto: Wenn es noch keinen Markt für Aluminium gibt, dann muss eben ein Markt für Produkte aus Aluminium geschaffen werden. Eines der ersten Produkte, die nach diesem Motto entstanden, waren Teekannen, die sich vergleichsweise rasch auf dem Markt etablierten und gut verkaufen ließen. Diese Idee stammte von Arthur Vining Davis, dem ersten Angestellten von Charles Martin Hall, der sich dafür eine Teekannen-Gussform besorgte und die industrielle Produktion in Gang setzte. Diese Erfahrung legte den Grundstein für weitere Produkte aus Aluminium, die den Markt für dieses neue Leichtmetall erst eröffneten. Dieses Geschäftsprinzip führte bereits kurze Zeit später dazu, nämlich 1891, dass das Werk an einem neuen Produktionsstandort vergrößert werden musste. Dieser neue Standort wurde im nahe gelegenen New Kensington gefunden. Da Hall parallel dazu die Produktionsmethoden unermüdlich verbesserte und verfeinerte und das Aluminiumangebot dadurch immer größer wurde, verfiel der Preis des Aluminiums von zunächst 4,68 Dollar je Pound (453 Gramm) im Jahre 1888 innerhalb einer kurzen Zeitspanne von nur fünf Jahren auf nur noch 78 Cent je Pound. Dennoch liefen die Geschäfte offensichtlich so gut, dass die »Pittsburgh Reduction Company« im Jahre 1907 eine eigene Bauxit-Mine in Arkansas besaß, weiterhin eine Aluminium-Raffinerie in Illinois und drei Aluminium-Schmelzanlagen im Bundesstaat New York und Kanada, wohlgemerkt zusätzlich zu dem Werk in New Kensington. Durch diese Expansion wurde auch der Entschluss gefasst, dies im Namen der Firma zu verdeutlichen. Dies führte schließlich dazu, dass die »Pittsburgh Reduction Company« sich in »Aluminium Company of America« umbenannte. Diese Gesellschaft besteht noch heute, allerdings wurde der Name zu »Alcoa« verkürzt, eine Abkürzung aus dem etwas sperrig langen Firmennamen »Aluminium Company of America«.
Die Nachfrage nach Aluminium wurde durch die Wünsche des Militärs während des 1. Weltkriegs weiter gefördert, konnte doch das leichte Aluminium bei verschiedenen Einsatzgebieten seine Gewichtsvorteile gegenüber beispielsweise Stahl oder Eisen voll ausspielen. Nach diesem Krieg mussten dann abermals neue Einsatzgebiete gesucht werden, um den Absatz wieder zu beleben, war der Preis doch inzwischen auf nur noch 20 Cent je Pound gefallen. Einen neuen Schub brachte schließlich der Zweite Weltkrieg, als die Amerikaner durch den japanischen Angriff auf Pearl Harbor auf der Pazifikinsel Hawaii in den Krieg hineingezogen wurden. Die Nachfrage nach Aluminium verdoppelte sich binnen kurzer Zeit, wodurch der damalige Monopolist Alcoa die Kapazitäten entsprechend nach oben fahren musste. Diese erneute Expansion konnte allerdings nur durch den amerikanischen Staat (also den Steuerzahler) finanziert werden. Um zu verhindern, dass nach dem Krieg Alcoa weiterhin eine Monopolstellung behielt, wurden Teile der neu entstandenen Werke an Konkurrenzunternehmen verkauft.
Durch die stetigen Weiterentwicklungen im Flugzeugbau und durch die massiv aufstrebende Raumfahrtindustrie stieg der Bedarf an Aluminium und Aluminiumprodukten in den 50er und 60er Jahren weiter deutlich an. Aber auch die Bauindustrie verlangte nach Aluminium, konnten doch Fenster und Fassaden mit deutlich geringerem Gewicht hergestellt werden, ohne dass damit statische Nachteile gegenüber Stahl verbunden waren. Hinzu kamen die Neuentwicklungen der Verpackungsindustrie, die die Vorteile des geringen Gewichts zur Herstellung insbesondere von Getränkedosen zu nutzen verstand, war doch Aluminium auch noch völlig unbedenklich hinsichtlich gesundheitlicher Auswirkungen. Doch auch die Autoindustrie fertigt in den letzten Jahrzehnten zunehmend mehr Teile aus Aluminiumblech und Gussaluminium, beispielsweise Türen oder Motorhauben bis hin zu ganzen Karosserien, Motorblöcken, Radaufhängungen oder Stoßdämpfern.
Mit Aluminium wird in der Technik nicht nur das reine Aluminium bezeichnet, sondern auch eine ganze Reihe von Aluminiumlegierungen, die je nach Art und Menge der Legierungselemente unterschiedliche Eigenschaften aufweisen können. Metallisches Aluminium ist sehr unedel. Unter atmosphärischen Bedingungen bildet sich jedoch rasch eine Passivschicht aus Aluminiumoxid, die sehr beständig ist und sich bei mechanischen Verletzungen von alleine neu bildet (»Selbstheilungseffekt«).
Aluminium wird seit vielen Jahren mit Erfolg für Dächer und Fassaden verwendet. Es ist auch in saurer Umgebung bis zu einem pH-Wert von 4 sehr beständig, weniger dagegen bei alkalischer Einwirkung. Bei pH-Werten ab 8,5 - 9 können durch Dauereinwirkung (z. B. unter Schmutzteilchen) Reaktionen auftreten. Besondere Vorsicht ist daher geboten bei der Berührung mit zementgebundenen Baustoffen (Beton, Zement- und Kalkmörtel). Insbesondere Frischbeton und Frischmörtel können zu erheblicher Korrosion führen, das Metall wird rasch matt und stumpf.
Bei eloxiertem Aluminium wird die schützende Oxidschicht in galvanischen Bädern hergestellt. Es entsteht dabei eine harte, glänzende Oberfläche, die auch eingefärbt werden kann.
Vor allem zwei Gründe machen Aluminium als Kreislauf-Werkstoff wertvoll. Zum einen der relativ geringe Energieaufwand für das Recycling, zum anderen erlauben die metallurgischen Eigenschaften des Aluminiums, die eingeschmolzenen Schrotte ohne Qualitätsverlust für gleiche Produktanwendungen wieder zu verwenden. Ausgediente Aluminiumprodukte sind ein wichtiger Rohstoff. Durch die Rückgewinnung kommen zu den ökologischen Vorteilen auch noch die wirtschaftlichen Vorteile. Wegen der Vorteile des Aluminiumrecyclings hinsichtlich der Energie- und Rohstoffeinsparung wird ein immer größerer Anteil wiederverwertet.
Die gesammelten Aluminiumschrotte werden je nach Beschaffenheit im Drehtrommelofen unter einer flüssigen Salzdecke oder in Herdöfen bzw. speziellen Recyclingöfen salzarm eingeschmolzen. Im Baubereich werden bereits 85 % des eingesetzten Aluminiums wieder verwendet. Einige Produkte werden nahezu zu 100 % dem Materialkreislauf wieder zugeführt.
Zur Abbildung: Das gezeigte Dach stammt aus dem Jahr 1897. Es schützt die Kirche San Giacchino in Rom und gilt als das älteste Dach aus Aluminiumblech.
Weitere Informationen z.B. unter:
• www.aluinfo.de
siehe auch:
- Blei
- Corten-Stahl
- Edelstahl
- Eisen
- Geothermie
- Kontaktkorrosion
- Kupfer
- NE-Metalle
- pH-Wert
- Stahl
- Titanzink
- Zink
