알루미늄(Al) 어원, 특징, 활용

 

알루미늄 원자 번호 13번의 원소이며 주기율표상 3주기 13족의 원소입니다.

알루미늄은 염색 매염제(염색이 안되는 물질을 되도록 도와주는 물질)에서 처음 발견되어,

염색 매염제의 라틴어인 ‘alumen’에서 따온 ‘Aluminum’으로 표기합니다.

원소 기호는 Al로 Aluminum의 앞 두글자를 따왔습니다.

1754년 독일의 A.S 마르크그라프에 의해 명반(백반:白礬:염화알루미늄)에 금속 산화물이 존재한다는 사실이 알려졌으며, 1827년 독일의 F.뵐러에 의해 염화알루미늄의 금속칼슘에 의한 환원으로 금속알루미늄을 분리하고 처음으로 그 성질을 정확하게 기술하였습니다..

 

알루니미늄이 처음 발견된 염색 매염제

 

알루미늄은 최외각 전자를 3개 가진다.

 

알루미늄는 이러한 기본적인 특성을 가지고 있습니다.

원자량: 26.98g/mol

밀도 : 2.70g/cm3

녹는점: 660.32℃

끓는점: 2518.85℃

상온 상태: 고체

전기 음성도: 1.61

 

알루미늄은 산소와 규소 다음으로 지구상에서 3번째로 많은 원소입니다. 각종 금속의 알루미노규산염(Al2SiO5)의 형태로 암석, 토양의 주성분을 구성하고 있습니다. 현재는 알루미늄의 원료로는 보크사이트를 사용하며 이것으로 알루미나를 만들고 이것을 전기분해하여 알루미늄을 만듭니다.

 

알루미늄 생산의 주 원료인 보크사이트

 

 

알루미늄은 다음과 같은 실생활에 활용이 가능한 다양한 특성을 가지고 있기 때문에 다방면에서 활용됩니다.

 

1) 가볍다: 알루미늄의 비중은 2.7로 철(7.8), 동(8.9)에 비하면 30% 수준이며 경량화가 요구되어 있는 현대사회에 알루미늄의 활용은 필수적입니다.

 

2) 강하다: 순수 알루미늄의 강도는 크지 않지만 Mg, Cu 등을 첨가해 합금으로 활용하면 다양한 강도의 금속을 생산할 수 있습니다.

 

3) 가공성이 좋다: 알루미늄은 소성가공(금속을 부드럽게 하여 모양을 변형시키는 가공법)에 용이하여 복잡한 형상을 쉽게 제작할 수 있습니다.

 

4) 내식성이 좋다: 알루미늄은 공기 중에서 치밀하고 안정한 산화 피막을 형성하여 부식을 방지합니다.

 

5) 전기가 잘 통한다.: 알루미늄의 전기전도도는 동의 60% 뿐이지만 비중이 30%밖에 안되기 때문에 동일한 무게의 동에 비해서 2배의 전류를 통할수 있습니다.

 

6) 열을 잘 전달한다: 알루미늄의 열 전도율은 철의 약 3배로 각종 과열방지를 위해 사용되고 있습니다.

 

7) 자성을 뜨지 않는다: 자성을 띄지 않는다는 의미는 자기장의 영향을 받지 않는다는 의미로, 자기장을 이용하는 자기부상열차, 전자 의료기기 등에 알루미늄의 활용됩니다.

 

8) 빛이나 열을 반사한다: 적외선, 자외선 등의 광선을 잘 반사한다. 이러한 특성을 이용하여 난방기의 난방판, 우주복 등에 사용됩니다.

 

9) 독성이 없다: 알루미늄은 무해, 무취, 위생적이며 다른 물질과 화학반응을 하여도 인체와 환경에 영향을 주지 않습니다.

 

10) 진공 특성이 좋다: 알루미늄은 진공 장치의 재료에 사용했을 때 금속내부에서 발생하는 가스가 매우 작아서 다른 물질들보다 더 빠르게 진공을 형성할 수 있습니다.

 

11) 저온에 강하다: 알루미늄은 액체 질소(-196℃나) 액체 산소(-183℃)의 극저온에서도 깨지지 않아서 액화 LNG(-162℃)의 탱크재료로 사용합니다.

 

12) 지구상에 풍부하게 존재한다: 알루미늄의 최대 장점이다. 위와 같이 좋은 특성을 가지고 있으면서 지구상에 풍부하게 존재함으로 다양한 실생활에 활용할 수 있습니다.

 

알루미늄의 이러한 특성을 이용하여 최근에는 경량화 특성이 요구되는 비행기의 기체나 무독성 특성이 요구되는 의료용 제품 등 다양한 분야에서 활용하려는 노력을 하고 있습니다.

 

 

알루미늄의 비자성체 특성을 활용하는 자기부상 열차

 

알루미늄을 활용한 의료용기기의 부품

 

 

<사진출처>

염색 매염제: http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=youn052810&logNo=80166007451&beginTime=0&jumpingVid=&from=section&redirect=Log&widgetTypeCall=true

알루미늄 원자 모형 :https://librewiki.net/wiki/%EC%95%8C%EB%A3%A8%EB%AF%B8%EB%8A%84

보스사이트: https://kr.123rf.com/photo_92477779_%EB%B3%B4%ED%81%AC-%EC%82%AC%EC%9D%B4%ED%8A%B8-%EA%B4%91%EC%82%B0-%ED%91%9C%EB%A9%B4%EC%97%90-%EC%9B%90%EC%8B%9C-%ED%92%8D%ED%99%94-%EB%B3%B4%ED%81%AC-%EC%82%AC%EC%9D%B4%ED%8A%B8-%ED%87%B4%EC%A0%81%EC%95%94.html

자기부상열차: https://kr.123rf.com/photo_16838417_%EC%9E%90%EA%B8%B0-%EB%B6%80%EC%83%81-%EC%97%B4%EC%B0%A8.html

의료용기기 부품: http://rh-aluextrusions.kr/medical-equipment.html