Что было первым изделием сделанным из алюминия?

История алюминия

Первое упоминание о металле, который по описанию был похож на алюминий, встречается в первом веке нашей эры у Плиния Старшего (рисунок 1). Согласно изложенной им легенде, некий мастер преподнес императору Тиберию необычайно легкий и красивый кубок из серебристого металла. Даритель сообщил, что получил новый металл из обычной глины. Очевидно, он ожидал благодарности и покровительства, но вместо этого лишился жизни. Недальновидный правитель приказал обезглавить мастера и разрушить его мастерскую, чтобы предотвратить обесценивание золота и серебра.

Но это всего лишь предание. А факты? Первый шаг к получению алюминия сделал прославленный Парацельс (рисунок 2) в 16 веке. Он выделил из квасцов «квасцовую землю», содержавшую окись неведомого тогда металла. А в середине 18 века эксперимент повторил немецкий химик Андреас Маргграф (Andreas Marggraf). Он назвал окись алюминия словом «alumina» (от латинского «alumen» – вяжущий). С этого момента о существовании алюминия стало известно науке, однако, не будучи найденным в чистом виде, металл не получил настоящего признания.

Рисунок 1 – Гай Плиний Секунд	Рисунок 2 – Парацельс

В 1808 году англичанин Хэмфри Дэви (Humphry Davy) (рисунок 3) пытался выделить алюминий методом электролиза. Это ему не удалось, но ученый все же дал металлу его современное название. Успехом увенчались эксперименты датчанина Ханса-Кристиана Эрстеда (Hans Christian Оrsted) (рисунок 4)в 1825 году. Пропустив хлор через раскаленную смесь глинозема с углем, он получил хлористый алюминий. Нагрев его с амальгамой калия, Эрстед выделил металл, по своим свойствам похожий на олово. Ученый сообщил об этом в малоизвестном журнале и прекратил эксперименты. Эстафету принял немец Фридрих Вёлер (Friedrich Wöhler) (рисунок 5), который в итоге потратил 18 лет работы на то, чтобы получить алюминий в виде слитка.

Рисунок 3 – Хэмфри Дэви	Рисунок 4 – Ханс-Кристиан Эрстед

В 1854 году французский химик и промышленник Сент-Клер Девиль (Henri Saint-Claire Deville) (рисунок 6) разработал более дешевый способ. Он использовал в качестве восстановителя натрий, заменив им дорогостоящий калий. На Всемирной выставке 1855 года в Париже «серебро из глины» произвело фурор. Император Наполеон III, за столом которого особо почетным гостям подавали приборы из алюминия, загорелся мечтой снабдить свою армию кирасами из легкого металла. Он оказал Девилю мощную поддержку, и тот построил несколько алюминиевых заводов. Но произведенный им металл по-прежнему оставался дорогим. Из него делали лишь ювелирные украшения и предметы роскоши.

Рисунок 5 – Фридрих Вёлер	Рисунок 6 – Сент-Клер Девиль

Более дешевый способ производства крылатого металла появился лишь к концу 19-го века. Его одновременно и независимо друг от друга разработали американский студент Чарльз Холл (Charles Hall) (рисунок 7) и французский инженер Поль Эру (Paul Héroult) (Рисунок 8). Предложенный ими электролиз расплавленной в криолите окиси алюминия давал прекрасные результаты, но требовал большого количества электроэнергии. При строительстве первого завода эту проблему решили, разместив предприятие рядом со знаменитым Рейнским водопадом в Швейцарии.

Рисунок 7 – Чарльз Холл	Рисунок 8 – Поль Эру

Работавший в России австрийский инженер Байер (Carl Josef Bayer) (рисунок 9) создал технологию получения глинозема, которая сделала новый способ еще более дешевым. Процессы Байера и Холла-Эру до сих пор применяются на современных алюминиевых заводах.

Рисунок 9 –Карл Байер

Новый промышленный материал был хорош всем, за исключением одного: для некоторых сфер применения чистый алюминий был недостаточно прочен. Эту проблему решил немецкий химик Альфред Вильм (Alfred Wilm), сплавлявший его с незначительными количествами меди, магния и марганца. Он открыл, что сплав в течение нескольких дней после закалки становится все прочнее и прочнее. В 1911 году в немецком Дюрене была выпущена партия названного в честь города дюралюминия, а в 1919 году из него был сделан первый самолет.

Так началось триумфальное шествие алюминия по миру. Если в 1900 году в год получали около 8 тысяч тонн легкого металла, то через сто лет объем его производства достиг 24 миллионов тонн [2].

Металл для ложки императора

Уже более полутора сотен лет алюминий — металл, совершивший в своё время прорыв в авиации — сопровождает человека в вопросах питания и кулинарии. Причём это уже не устаревшие «бабушкины» миски и бидоны, а современный высокотехнологичный инвентарь, занявший своё место на каждой кухне: сегодня более 95% посуды с антипригарным покрытием производится из алюминия!

Как изменилась и эволюционировала алюминиевая посуда с древности и до наших дней? Почему алюминий на кухне сегодня является оптимальным выбором между откровенно устаревшей эмалированной и избыточно дорогой премиальной посудой? Как приобрести правильную сковороду и кастрюлю при широчайшем современном ассортименте? И что нужно знать об упаковке пищевых продуктов из алюминия?

Дороже золота

Первые попытки получить металлический алюминий наталкивались на технологические ограничения, и алюминиевым веком стал лишь XX, когда на помощь металлургам пришло электричество. В конце же XIX столетия «серебро из глины», как его называли, в малых количествах получали лишь химическими методами. Именно поэтому первые проволока и фольга из нового необычного металла, представленные французским учёным и промышленником Сент-Клер Девилем на Всемирной выставке в Париже в 1855 году, произвели настоящий фурор.

За несколько же лет до этого алюминиевые ложки и вилки в столовом приборе использовались исключительно при дворе императора Франции Шарля Луи Наполеона Бонапарта и полагались лишь наиболее почётным гостям. А не попавшие в число избранных ели «второсортными» золотыми приборами и негодовали от зависти к счастливчикам, по чьим тарелкам позвякивали лёгкие вилочки из новомодного «драгметалла»…

«В России первую попытку изготавливать посуду из алюминия предпринял в 1893 году купец Александр Кольчугин, создатель медеобрабатывающего завода во Владимирской области (впоследствии известного как Кольчугинский завод цветных металлов), — рассказывает Леонид Хазанов, заместитель главного редактора журнала «Металлоснабжение и сбыт». — Он обратился в Министерство финансов с просьбой предоставить ему субсидию в 100 тысяч рублей на строительство фабрики, обосновывая это возможностью использования алюминия для выпуска посуды на нужды армии, но потерпел неудачу: новый металл ещё не вызывал доверия у властей».

Сегодня же, в «алюминиевую эпоху», значительную долю потребления «крылатого металла» взяла на себя пищевая промышленность — это не только посуда, но и разнообразная тара и упаковка. Пресловутые ложки, вилки, кружки и миски из голого металла, коими так гордился Наполеон III, сейчас востребованы разве что в пешем туризме. А в домовых хозяйствах спросом в первую очередь пользуются антипригарные внутри и красиво анодированные в цвет снаружи сковороды, кастрюли, сотейники, жаровни, казаны, грили, воки. Алюминий занял место бесспорного мирового лидера в производстве инвентаря для кулинарии.

Оптимальный выбор

Различные материалы, разумеется, имеют свои плюсы и минусы — как же без этого. Но только алюминий уверенно предлагает лучший баланс характеристик и стоимости, причём честно, без маркетинговых выкрутасов, выдающих ретро за прогресс, а неудобства — за признаки элитарности. Безусловно, старый добрый чугун недурственен и по сей день, но с антипригарными покрытиями дружит он плохо, а хрупкое эмалирование — это и вовсе возврат в прошлое.

Жаростойкие стекло и керамика были бы безупречны по некоторым показателям, но они слишком нежны и требовательны в эксплуатации, а к тому же слишком дороги и потому явно останутся навсегда нишевым товаром. Алюминий же, являясь безусловным лидером среди посудных материалов по характеристикам теплопроводности, оптимален и по цене, и по дизайну. Даже самая толстостенная алюминиевая посуда остаётся лёгкой и удобной, при этом быстро и равномерно прогреваясь, экономя электроэнергию и газ.

«Отечественное производство алюминиевой посуды стало налаживаться только во времена советской власти — уже в Великую Отечественную бойцам Красной армии наравне с эмалированными кружками выдавали и алюминиевые, — продолжает свой рассказ Леонид Хазанов. — После войны выпуск алюминиевой посуды был поставлен на широкую ногу. Её начали изготавливать как на специализированных предприятиях, подобно Кукморскому заводу металлопосуды с 1950-х годов, так и на заводах по выпуску алюминиевых полуфабрикатов — скажем, на Каменск-Уральском металлургическом заводе с 1947 года или Белокалитвинском металлургическом с 1970 года. Изначально, разумеется, алюминиевая посуда делалась из голого металла, но в 1980-х годах в СССР начало осваиваться нанесение антипригарных покрытий». Сегодня в нашей стране существует немало предприятий, которые производят современную алюминиевую посуду с антипригарным покрытием, — «Кукмор», СКОВО, «Калитва», VARI, «Гвура», НМП и другие.

Ещё недавно на российском рынке доминировала импортная посуда из алюминия — в 2013 году на неё приходилось 55% продаж. Но уже к 2016 году импортозамещение проявило себя в полной мере и отечественные аналоги заслуженно занимают 68% рынка благодаря качеству и безопасности для здоровья. Эксперты ведущего отечественного производителя лёгкого металла, компании «Русал», отметили, что заметный перевес в пользу российской продукции произошёл в 2015 году: 13,8 тыс. тонн против 8,8 тыс. тонн по весу металла. Согласно их прогнозам, эта тенденция на российском рынке посуды сохранится на протяжении нескольких лет и к 2021 году достигнет соотношения 21 тыс. тонн против 12,6 тыс. тонн. Устойчивый же рост рынка предсказывается в 5–7% в год.

Стоит отметить, что компании, производящие и потребляющие алюминий, в нашей стране объединены в Алюминиевую ассоциацию, которая занимается контролем качества металла и изделий из него, увеличением доли отечественной продукции на внутреннем рынке и повышением её экспортного и инновационного потенциала. Ассоциация курирует более 30 масштабных проектов — от первой в России линии производства особо чистого оксида алюминия для выращивания монокристаллов лейкосапфиров, используемых в производстве светодиодов, до высококачественных легкосплавных автомобильных дисков и широкого спектра посуды, которой и посвящена наша история.

Здоровье важнее всего

В любой алюминиевой посуде присутствуют два основных компонента — собственно алюминиевый сплав, который составляет основу сковороды или кастрюли, и антипригарное покрытие. И, разумеется, всем нам важно, чтобы и то и другое было совершенно безопасным для здоровья. «С этой точки зрения в первую очередь безупречна российская алюминиевая посуда, поскольку в ней используются исключительно гостовские пищевые сплавы алюминия, а наш закон контролирует, чтобы на посуду шёл только первичный и чистый металл», — отметил директор по продажам АО «Алюминий металлург рус» Андрей Чертовиков.

В низкокачественной импортной посуде может запросто встречаться переработанный алюминий из неизвестного вторсырья, куда при плавке попадают вредные и опасные примеси тяжёлых металлов, не предназначенные для пищевого алюминиевого сплава. Но это, разумеется, претензия не к алюминию как таковому, а к технологии производства — попадание опасных примесей возможно в посуде и из чугуна, нержавейки, керамики, увы, это реалии низкобюджетного китайского производства под неизвестными брендами…

В 1914 году известный российский химик Николай Пушин с сожалением отмечал: «Россия потребляет ежегодно 80 000 пудов алюминия, но сама не производит ни одного грамма этого металла, всё покупая за границей». Сегодня же наша страна является одним из ведущих производителей алюминия в мире — в первую очередь благодаря предприятиям группы «Русал» в Красноярске, Братске, Саяногорске и других городах. И поэтому многочисленные отечественные заводы, выпускающие посуду, применяют только высококачественные пищевые сплавы — безопасность основы сковород и кастрюль гарантирована!

Теперь о покрытиях. Собственно, у всех на слуху знаменитый тефлон, который давно стал нарицательным, как джип или ксерокс. Это уникальное вещество, именуемое ещё политетрафторэтилен (ПТФЭ), имеет коэффициент трения скольжения, наименьший из известных человеку материалов — даже меньше, чем у тающего льда.

Политетрафторэтилен был открыт (причём случайно!) в 1938 году молодым 27-летним американским учёным-химиком Роем Планкеттом и запатентован под брендом «тефлон» небезызвестным химическим концерном DuPont как вещество, незаменимое в электротехнике, механике и множестве других отраслей. Одна из них — термостойкие посудные антипригарные покрытия, которые могут называться по-разному из-за патентных ограничений и фирменных решений, но на деле являются одним и тем же веществом. К примеру, есть покрытия, называемые каменными, — но в их основе лежит тот же самый ПТФЭ с включёнными в состав частицами твёрдых минералов.

ПТФЭ не вступает в химическую реакцию ни с чем — ни с влагой, ни с пищевыми продуктами, ни с моющими средствами. О безопасности этого вещества лучше всего говорит его биологическая совместимость с тканями человека — из ПТФЭ делают имплантаты для хирургии, стоматологии, офтальмологии, искусственные кровеносные сосуды и шовные материалы… Собственно, последнего факта более чем достаточно, чтобы полностью закрыть вопрос безвредности антипригарных ПТФЭ-покрытий для человека.

Ответы на вопросы покупателей

Пищевой алюминий, из которого делаются банки, пакеты, брикеты, тубы и масса других форм, — также едва ли не самый безопасный для человека материал! Тем более что и плавленый сырок в алюминиевой фольге, и газировка в алюминиевой банке совершенно с металлом не контактируют. Во-первых, любой предмет из алюминия всегда покрыт тончайшим слоем химически инертного оксида — такова уж особенность этого металла, — а во-вторых, алюминиевая упаковка никогда не соприкасается с продуктом непосредственно.

Она защищена либо полиэтиленом (как в «тетрапаках» сока и молока), либо тончайшим слоем пищевого лака, которым традиционно покрыты изнутри и классические жестяные консервные банки, и закаточные крышки для домашней консервации. Пищевые лаки делаются на основе особо обработанных натуральных масел: льняного, касторового — или их синтезированных аналогов. Эти лаки не имеют вкуса, запаха, не реагируют ни с кислотными, ни со щелочными продуктами и полностью безвредны для человека.

«Самый простой критерий при выборе безопасной и удобной посуды из алюминия — это её отечественное происхождение. В первую очередь надо найти на этикетке наименование производителя и его адрес, — рекомендует Лидия Толстоусова, директор по продажам и маркетингу популярного производителя посуды торгового дома «СКОВО». — Стоит выбирать посуду только известных заводов, имеющих историю в данной области. Такие компании помимо богатого опыта имеют развитые системы управления качеством, обеспечивающие контроль на всех этапах выпуска. Известные производители также гарантируют надёжность и высокое качество используемых антипригарных покрытий».

Да, существует масса европейских компаний, производящих безупречную и даже премиальную алюминиевую посуду. Но при цене, включающей доставку из-за рубежа, а также при минимальных или вовсе отсутствующих технологических и дизайнерских преимуществах перед российским товаром платить больше нет никакого смысла! Если же импортная посуда стоит как отечественная или даже дешевле — это с большой долей вероятности означает китайское её происхождение или откровенную подделку.

Вся российская алюминиевая посуда проходит тесты на качество металла, стойкость и безопасность антипригарного покрытия, но, к сожалению, строгие отечественные требования не распространяются на импортную посуду… Наличие тяжёлых металлов и токсичных элементов в её составе не контролируется российским законодательством. Поэтому, лишь покупая отечественную посуду, можно быть абсолютно уверенным в её безопасности.

История Азербайджана

Научно-популярный портал по истории Азербайджана

• Home
• /
• Мировая история
• /
• Как появился алюминий

Как появился алюминий

О.БУЛАНОВА

В нашей жизни постоянно присутствует металл. Железо, медь, золото, серебро… Есть еще одни, но на него мы как-то мало обращаем внимания, хотя у любой хозяйки в хозяйстве найдется пара кастрюлек из этого металла. Речь идет об алюминии.

Первые попытки получить алюминий начали предприниматься только в XIX в. Около 1808 г. английский химик Гемфри Дэви попытался провести электролиз глинозема и получил металл, который был назван алюмиумом или алюминумом, что в переводе с латинского означает те самые, давно известные человечеству квасцы. (Кстати, попытаться-то Дэви попытался, но подтвердить теорию практикой так и не смог.)

В 1825 г. датский физик Ханс Кристиан Эрстед впервые в мире получил алюминий из его оксида: смешал глинозем с углем, разогрел смесь и пропустил через нее хлор.

Полученный в результате хлористый алюминий подогрел с амальгамой калия (калий, растворенный в ртути) и получил амальгаму алюминия. Продистиллировав раствор, Эрстед получил несколько небольших слитков не совсем чистого алюминия. Ученый сообщил об открытии и прекратил эксперименты, потому что выяснить, что за металл был получен, тогда так и не удалось.

Его работу продолжил немецкий химик Фридрих Велер, который в 1827 г. получил около 30 гр алюминия в виде порошка, пропуская пары хлористого алюминия над металлическим калием. Ему понадобилось еще 18 лет непрерывных опытов, чтобы в 1845 г. получить небольшие шарики застывшего расплавленного алюминия (корольки).

Но эти способы не могли быть применены в промышленности, потому что использовали очень дорогой калий. Приходилось искать другие пути.

В 1855 г. на всемирной Парижской выставке французский химик и технолог Сен- Клер Девилль демонстрировал первый алюминий, полученные путем нагревание хлористого алюминия с натрием.

Он усовершенствовал метод Велера и уже в 1856 г. открылось первое предприятие алюминиевой промышленности – завод братьев Шарля и Александра Тисье в Руане. Химическим способом Девиля в 1855-1890 гг. было получено 200 т алюминия.

Из-за трудностей, связанных с выделением алюминия из соединений он долго был очень дорогим металлом, и вплоть до начала XX в. его стоимость была выше стоимости золота. Поэтому долгие годы первый алюминий использовался как музейный экспонат.

Из первого алюминия изготавливали ювелирные украшения, статуэтки, медали и пр. Первыми считаются медали с барельефами Наполеона III, который всячески поддерживал развитие производства алюминия, и Фридриха Велера, а также погремушка наследного принца Луи-Наполеона из алюминия и золота.

Кстати, алюминиевыми приборами укомплектовывались в советское время школьные и производственные столовые, точки общепита и т.п. Эти приборы были более чем дешевы: украдут их посетители, сломают (а ломается алюминий очень легко), потеряют – так не жалко.

Но вернемся в историю – в годы первых ювелирных украшений из алюминия. Над алюминием тряслись, однако уже тогда Девиль понимал, что будущее алюминия связано отнюдь не с ювелирным делом.

Он писал: “Нет ничего труднее, чем заставить людей использовать новый металл. Предметы роскоши и украшения не могут служить единственной областью его применения. Я надеюсь, что настанет время, когда алюминий будет служить удовлетворению повседневных нужд”.

Получение алюминия из глин интересовало не только ученых-химиков, но и промышленников. Поэтому ученые трудились, не покладая рук. Ситуация изменилась с открытием более дешевого электролитического способа производства алюминия в 1886 г.

Его одновременно и независимо друг от друга разработали французский инженер Поль Эру и американский студент Чарльз Холл.

Проводя исследования, Холл в расплаве криолита растворил оксид алюминия. Полученную смесь поместил в гранитный сосуд и пропустил через нее постоянный электрический ток. Он был очень удивлен, когда через некоторое время на дне сосуда обнаружил бляшки чистого алюминия. Предложенный метод позволял получать металл в больших количествах, но требовал большого количества электроэнергии.

Однако очень может быть, что все эти открытия, позволяющие получать чистый алюминий из соединений, это то самое новое, которое хорошо забытое старое.

Потому что еще в “Естественной истории” римского ученого Плиния Старшего говорится о легенде I в., в которой мастер дарит императору Тиберию чашу из неизвестного металла – похожую на серебряную, но при этом очень легкую. Что, если это была чаша из алюминия?

Дорогая, ценная – судя по тому, что это был подарок императору: властителям дешевого не дарят.

Но перенесемся вновь во времена Холла и Эру, когда метод был найден, но большие энергозатраты требовали придумать что-то еще. Поэтому свое первое производство Эру организовал на металлургическом заводе в Нейгаузене (Швейцария), рядом со знаменитым Рейнским водопадом, сила падающей воды которого приводила в действие динамо-машины предприятия.

И вот 18 ноября 1888 г. между Швейцарским металлургическим обществом и немецким промышленником Ратенау было подписано соглашение об учреждении в Нейгаузене АО Алюминиевой промышленности с общим капиталом в 10 млн швейцарских франков.

Позднее его переименовали в Общество алюминиевых заводов. На его торговой марке было изображено солнце, восходящее из-за алюминиевого слитка, что должно было, по замыслу Ратенау, символизировать зарождение алюминиевой промышленности. За 5 лет производительность завода возросла более чем в 10 раз: если в 1890 г. в Нейгаузене было выплавлено всего 40 т алюминия, то в 1895 г. – 450 т.

Холл же, воспользовавшись поддержкой друзей, организовал Питтсбургскую восстановительную компанию, которая запустила свой первый завод в Кенсингтоне неподалеку от Питтсбурга 18 сентября 1888 г.

В первые месяцы он выпускал лишь около 20-25 кг алюминия в сутки, а в 1890 г. – уже по 240 кг ежедневно. (В 1907 г. Питтсбургская восстановительная компания была реорганизована в Американскую алюминиевую компанию – “Alcoa”.)

Свои новые заводы компания расположила в штате Нью-Йорк вблизи новой Ниагарской ГЭС.

В 1889 г. технологичный и дешевый метод производства глинозема – оксида алюминия, основного сырья для производства металла – изобрел австрийский химик Карл Иосиф Байер, работая в Санкт-Петербурге на Тентелевском заводе.

В одном из экспериментов ученый добавил в щелочной раствор боксит и нагрел в закрытом сосуде – боксит растворился, но не полностью. В не растворившемся остатке Байер не обнаружил алюминия – оказалось, что при обработке щелочным раствором весь алюминий, содержащийся в боксите, переходит в раствор.

Таким образом, за несколько десятилетий была создана алюминиевая промышленность, завершилась история о “серебре из глины” и алюминий стал новым промышленным металлом.

На рубеже XIX и XX вв. алюминий стал применяться в самых разных сферах и дал толчок для развития целых отраслей. В 1891 г. по заказу Альфреда Нобеля в Швейцарии создается первый пассажирский катер “Le Migron” с алюминиевым корпусом.

В 1894 г. шотландская судостроительная верфь “Yarrow & Co” представила изготовленную из алюминия 58-метровую торпедную лодку. Этот катер назывался “Сокол”, был сделан для военно-морского флота Российской империи и развивал рекордную для того времени скорость в 32 узла.

В том же году американская железнодорожная компания “New York, New Haven, and Hartford Railroad”, принадлежавшая банкиру Джону Пирпонту Моргану, начала выпускать специальные легкие пассажирские вагоны с сиденьями из алюминия. А всего через 5 лет на выставке в Берлине Карл Бенц представил первый спортивный автомобиль с алюминиевым корпусом.

На площади Пиккадили в Лондоне в 1893 г. появилась алюминиевая статуя древнегреческого бога Антероса. Высотой почти в 2,5 м, она стала первой крупной работой из этого металла в сфере искусства – а ведь совсем недавно каминные часы или статуэтки считались роскошью, доступной только высшему обществу.

Но настоящую революцию алюминий совершил в авиации, за что навсегда заслужил свое второе имя – “крылатый металл”. В этот период изобретатели и авиаторы во всем мире работали над созданием самолетов.

Алюминий всем был хорош – кроме прочности, которая была необходима для промышленности. Но и эта проблема была решена. Немецкий химик Альфред Вильм сплавил алюминий с другими металлами: медью, марганцем и магнием.

Получился сплав, который был значительно прочнее алюминия. На его получение ушло семь лет. В промышленных масштабах такой сплав был получен в немецком местечке Дюрене в 1911 г. Этот сплав был назван дюралюминием, в честь городка.

Первым из дюралюминия был сделан фюзеляж первого цельнометаллического самолета в мире Junkers J1, разработанного в 1915 г. одним из основателей мирового авиастроения, знаменитым немецким авиаконструктором Хуго Юнкерсом.

Драгоценный алюминий

В настоящее время алюминий является одним из самых популярных и нашедших широкое применение металлов. Даже не верится, что этот металл открыли только в середине девятнадцатого века. И сначала его считали одним из ценнейших благодаря удивительным качествам: по цвету белый подобно серебру, легкий по весу и не подверженный воздействию окружающей среды. Стоимость его была выше цен на золото. Само собой, такой металл первым делом нашел свое применение в создании ювелирных изделий и дорогих элементах декора.

Сейчас трудно найти первые произведения искусства из алюминия. С некоторыми из них можно ознакомиться в коллекциях Музея Виктории и Альберта, Британского музея, Музея д’Орсэ, Музея Купера-Хевитта в Нью-Йорке и Музея Декоративного искусства в Париже.

Одной из самых больших коллекций предметов из алюминия (свыше 16 тысяч изделий) может похвастаться Франция – страна, в которой этот металл впервые получили химическим путем. Очень долго алюминий не покидал стен химических лабораторий. И лишь в 1854 году химик Сант Клер Девиль из Франции изобрел процесс изготовления алюминия при помощи натрия. Ему был предоставлен бюджет размером 30 тысяч старых франков императором Наполеоном III для создания экспериментальной лаборатории для производства нового металла.

В 1855 г. На Универсальной выставке в Париже алюминий был самой главной достопримечательностью. Изделия из алюминия располагались в витрине, соседствующей с бриллиантами французской короны. Император Наполеон III не скрывал гордости за открытие, которое было совершено под его личным покровительством, и называл алюминий «своим металлом».

Алюминий, как и все необычные научные открытия того времени, должен обязан был обрести великое будущее. Постепенно зародилась определенная мода на алюминий. Его считали благородным малоизученным металлом, используемым исключительно для создания произведений искусства.

Для этого использовались самые чистые марки алюминия. При помощи особой обработки поверхности ювелирами достигался наиболее светлые цвета металла, который зачастую приравнивали к серебру. Но в сравнении с серебром, алюминий обладал более мягким блеском, чем обуславливалась еще большая любовь к нему ювелиров. В совокупности с тонкими узорами, яркий блеск серебряных изделий затмевал художественную отделку, затрудняя рассмотрения мелких деталей. Эти детали можно было разглядеть лишь со временем, после того как серебро начинало темнеть. Алюминий не обладал таким ярким блеском и позволял легко разглядеть даже весьма тонкий рисунок орнамента.

Если в произведениях ювелирного искусства наряду совместно с драгоценными камнями использовалось серебро, то яркость его блеска вкупе с искусственным освещением придавала камням оттенок желтизны. Особенно заметно это было на бриллиантах, которые были оправлены серебром. Алюминий абсолютно не нарушал натуральные цвета драгоценных камней.

Французские коллекции располагают настольными скульптурными группами, изготовленными в мастерской Кристофль в Париже. Самые редкие из них были изготовлены из чистого алюминия, остальные – из сплава алюминия и меди, который называли «бронза алюминия». Этот сплав по цвету очень напоминает бронзу или позолоту, поэтому по внешнему виду предмета весьма сложно догадаться о составе сплава.

Наиболее часто алюминий использовали ювелиры. В 60-х годах XIX века в Англии любая модница имела хотя бы несколько алюминиевых украшений. Во Франции были знамениты первые ювелирные изделия из алюминия, созданные ювелиром и скульптором по металлу Онорэ Северином Бурдонклем. Из его работ 1855–1860-х годов остались несколько алюминиевых кубиков и игрушечный скипетр наследного принца, а также три браслета. Бурдонкль создал браслеты, имеющие типичную для своей эпохи форму, которая напоминала сложные скульптурные композиции. Браслет, сохранившийся в музее Декоративного искусства в Париже, обрамляют ангелы, цветы и переплетающиеся ленты обрамляют вокруг медальона с инициалами PR. На других браслетах Бурдонкля изображены змеи, ящерицы, голуби, ангелы (которые сильно напоминают итальянские скульптурные произведения эпохи Возрождения).

Потому как химические и физические свойства алюминия сначала были слабо изучены, ювелиры сами изобретали новые техники его обработки. Алюминий технически легко обрабатывать, этот мягкий металл позволяет создавать отпечатки любых узоров, наносить рисунки и создавать желаемой формы изделия. Алюминий покрывался золотом, полировался и доводился до матовых оттенков.

Основные трудности возникали при необходимости соединения различных элементов из алюминия друг с другом. Процесс сплавливания осуществлялся с помощью других металлов (магнезия, этан, серебро). Во избежание этих трудностей ювелиры часто прибегали к механическим способам соединения – системам цепочек, скрепок, винтовых соединений. Иногда накладные элементы из алюминия фиксировались на другом металле.

В то же время, далеко не каждый ювелир осмеливался проводить эксперименты с этим дорогим металлом. Некоторыми ювелирами он использовался наряду с другими металлами с применением старых технологий, при этом выбирались уже ранее известные формы для алюминиевых изделий. Лишь небольшое число ювелиров занимались разработкой новых форм и техник обработки алюминия. Среди них большой вклад внес французский ювелир Шарль Генри Виллемонт, который создал специальный стиль для алюминиевых украшений. К характерным признакам таких изделий относятся массивные округлые формы различных элементов изделия, использование готических природных мотивов, сочетание алюминия с фоном из позолоченных металлов для создания контраста цветов.

Но со временем алюминий стал падать цене. Если в 1854–1856 годах стоимость одного килограмма алюминия составляла 3 тысячи старых франков, то в середине 1860-х годов за килограмм этого металла давали уже около ста старых франков. Впоследствии из-за низкой стоимости алюминий вышел из моды.

Хотя, несмотря на обесценивание алюминия, часть знаменитых ювелиров продолжала использовать его. Например, в 1899 году Рене Лалик создал для актрисы Мадам Бартет театральную диадему из алюминия, слоновой кости и гранатов. Диадема была выполнена в античном стиле и украшена сценами из жизни куртизанок античности и стилизованными цветками лотоса. Выбор в пользу алюминия был сделан по причине его легкости вкупе с большими размерами диадемы (27 на 37 сантиметров). Сейчас диадема хранится в музее Ламбинет в Версале.

В 1900 году французским ювелиром Леоном Колон на Универсальной выставке в Париже была представлена бриллиантовая диадема, имеющая форму голубиного пера высотой 15 см. Все бриллианты этого изделия были в алюминиевой оправе. Тем самым художник стремился добиться особой легкости головного украшения. Помимо этого, матовый и нейтральный цвет алюминия, по сравнению с другими белыми металлами, позволял лучшим образом подчеркнуть блеск бриллиантов.

Диадему отметили в обзорных статьях о выставке, многие предполагали, что она получит главный приз на конкурсе. Но Леон Колон входил с состав членов жюри и потому не мог принимать участие в конкурсе. В ходе выставки Леону Колон был присвоен Орден Легиона Чести. К сожалению, его диадему можно увидеть лишь на фотографиях с Универсальной выставки 1900 года.

В настоящее время самые первые алюминиевые изделия представляют большую редкость. Большинство из них не пережило обесценивания металла и было заменено серебром, золотом и другими драгоценными металлами и сплавами. В последнее время вновь наблюдается повышенный интерес к алюминий у специалистов. Этот металл стал темой отдельной выставки «Aluminum by design», организованной в 2000 году Музеем Карнеги в Питсбурге. Во Франции расположен Институт истории алюминия, среди направлений работы которого есть и исследование первых ювелирных изделий из этого металла. Публикации и участие в организации выставок позволяют специалистам и любителям искусства познакомиться с таким необычным для настоящего времени явлением, как алюминиевые ювелирные украшения.

Античность

Уже в эпоху античности многие ученые предполагали возможное существование алюминия. Впервые «легкий серебристый металл» был упомянут Плинием старшим. Легенда гласит, что неизвестный мастер подарил императору Тиберию кубок, изготовленный из металла, цветом похожим на серебро. Кубок был удивительно легким, и, если верить дарителю, странный металл был получен из глинистой земли. Император Тиберий в страхе за обесценивание серебра и золото приказал казнить мастера.

Времена Наполеона III

Одно из первых алюминиевых изделий – игрушка в виде скипетра, изготовленная по заказу французского императорского двора для наследного принца. Автором работы стал ювелир Онорэ Бурдонкль. Кроме алюминия в скипетре было использовано золото, бриллианты, изумруды и кораллы. Сейчас это произведение искусства находится в коллекции потомков императорской семьи.

В середине XIX в. для императорской семьи были изготовлены многочисленные сервизы и столовые наборы из алюминия. Причем только императорская семья и ее почетные гости пользовались этой посудой – остальные довольствовались серебром и золотом. Согласно французской легенде, Наполеон III даже подарил один из таких столовых наборов российскому императорскому двору. Однако попытки обнаружить этот роскошный подарок французского правителя были тщетны.

Зная об удивительной легкости алюминия, Наполеон III решил заменить орлов, возвышающихся над императорскими знаменами. Раньше они были изготовлены из бронзы с позолотой, и их средний вес равнялся 2400 г. В 1861 г. ателье Марион изготовило 217 алюминиевых орлов. При размерах 20х23,5 см средняя масса каждого орла была равна 900 г. На их изготовление потребовалось 187 кг алюминия, что по тем временам составляло целое состояние: каждый орел стоил 300 старых франков, а общий заказ приравнивался к сумме в 65 000 старых франков. Знаменосцы же особенно оценили легкость новых орлов, теперь они весили на 1500 г меньше. Несколько таких орлов из алюминия хранятся в Музее армии в Париже.

Алюминий: физические свойства, получение, применение, история

Физические свойства алюминия

Алюминий — мягкий, легкий, серебристо-белый металл с высокой тепло- и электропроводностью. Температура плавления 660°C.

По распространенности в земной коре алюминий занимает 3-е место после кислорода и кремния среди всех атомов и 1-е место — среди металлов.

К достоинствам алюминия и его сплавов следует отнести его малую плотность (2,7 г/см3), сравнительно высокие прочностные характеристики, хорошую тепло- и электропроводность, технологичность, высокую коррозионную стойкость. Совокупность этих свойств позволяет отнести алюминий к числу важнейших технических материалов.

Алюминий и его сплавы делятся по способу получения на деформируемые, подвергаемые обработке давлением и литейные, используемые в виде фасонного литья; по применению термической обработки — на термически не упрочняемые и термически упрочняемые, а также по системам легирования.

Получение

Впервые алюминий был получен Гансом Эрстедом в 1825 году. Современный метод получения разработали независимо друг от друга американец Чарльз Холл и француз Поль Эру. Он заключается в растворении оксида алюминия Al2O3 в расплаве криолита Na3AlF6 с последующим электролизом с использованием графитовых электродов. Такой метод получения требует больших затрат электроэнергии, и поэтому оказался востребован только в XX веке.

Применение

Алюминий широко применяется как конструкционный материал . Основные достоинства алюминия в этом качестве — легкость, податливость штамповке, коррозионная стойкость (на воздухе алюминий мгновенно покрывается прочной пленкой Al2O3, которая препятствует его дальнейшему окислению), высокая теплопроводность, неядовитость его соединений. В частности, эти свойства сделали алюминий чрезвычайно популярным при производстве кухонной посуды, алюминиевой фольги в пищевой промышленности и для упаковки.

Основной недостаток алюминия как конструкционного материала — малая прочность, поэтому его обычно сплавляют с небольшим количеством меди и магния (сплав называется дюралюминий ).

Электропроводность алюминия сравнима с медью, при этом алюминий дешевле. Поэтому он широко применяется в электротехнике для изготовления проводов, их экранирования и даже в микроэлектронике при изготовлении проводников в чипах. Правда, у алюминия как электротехнического материала есть неприятное свойство — из-за прочной оксидной пленки его тяжело паять.

Благодаря комплексу свойств широко распространен в тепловом оборудовании.

Внедрение алюминиевых сплавов в строительстве уменьшает металлоемкость, повышает долговечность и надежность конструкций при эксплуатации их в экстремальных условиях (низкая температура, землетрясение и т.п.).

Алюминий находит широкое применение в различных видах транспорта. На современном этапе развития авиации алюминиевые сплавы являются основными конструкционными материалами в самолетостроении. Алюминий и сплавы на его основе находят все более широкое применение в судостроении. Из алюминиевых сплавов изготовляют корпусы судов, палубные надстройки, коммуникацию и различного рода судовое оборудование.

Идут исследования по разработке пенистого алюминия как особо прочного и легкого материала.

Драгоценный алюминий

В настоящее время алюминий является одним из самых популярных и нашедших широкое применение металлов. С самого момента открытия в середине XIX века его считали одним из ценнейших благодаря удивительным качествам: белый как серебро, легкий по весу и не подверженный воздействию окружающей среды. Стоимость его была выше цен на золото. Не удивительно, что в первую очередь алюминий нашел свое применение в создании ювелирных изделий и дорогих декоративных элементов.

В 1855 г. на Универсальной выставке в Париже алюминий был самой главной достопримечательностью. Изделия из алюминия располагались в витрине, соседствующей с бриллиантами французской короны. Постепенно зародилась определенная мода на алюминий. Его считали благородным малоизученным металлом, используемым исключительно для создания произведений искусства.

Наиболее часто алюминий использовали ювелиры. При помощи особой обработки поверхности ювелиры добивались наиболее светлого цвета металла, из-за чего его часто приравнивали к серебру. Но в сравнении с серебром, алюминий обладал более мягким блеском, чем обуславливалась еще большая любовь к нему ювелиров.

Так как химические и физические свойства алюминия сначала были слабо изучены, ювелиры сами изобретали новые техники его обработки. Алюминий технически легко обрабатывать, этот мягкий металл позволяет создавать отпечатки любых узоров, наносить рисунки и создавать желаемой формы изделия. Алюминий покрывался золотом, полировался и доводился до матовых оттенков.

Но со временем алюминий стал падать цене. Если в 1854-1856 годах стоимость одного килограмма алюминия составляла 3 тысячи старых франков, то в середине 1860-х годов за килограмм этого металла давали уже около ста старых франков. Впоследствии из-за низкой стоимости алюминий вышел из моды.

В настоящее время самые первые алюминиевые изделия представляют большую редкость. Большинство из них не пережило обесценивания металла и было заменено серебром, золотом и другими драгоценными металлами и сплавами. В последнее время вновь наблюдается повышенный интерес к алюминию у специалистов. Этот металл стал темой отдельной выставки , организованной в 2000 году Музеем Карнеги в Питсбурге. Во Франции расположен Институт истории алюминия , который в частности занимается исследованием первых ювелирных изделий из этого металла.

В Советском союзе из алюминия делали общепитовские приборы, чайники и т.д. И не только. Первый советский спутник был выполнен из алюминиевого сплава. Другой потребитель алюминия — электротехническая промышленность: из него делаются провода высоковольтных линий передач, обмотки моторов и трансформаторов, кабели, цоколи ламп, конденсаторы и многие другие изделия. Кроме того, порошок алюминия применяют во взрывчатых веществах и твердом топливе для ракет, используя его свойство быстро воспламеняться: если бы алюминий не покрывался тончайшей оксидной пленкой, то мог бы вспыхивать на воздухе.

Последнее изобретение — пеноалюминий, т.н. «металлический поролон», которому предсказывают большое будущее.

Другие статьи по сходной тематике

Основные понятия о токарной обработке и токарных станках.

Стали марок AISI 409, 430, 439 — аналоги отечественных марок 08×13, 12×17 и 08×17Т

Гидравлические гильотинные ножницы, гильотинные ножницы с ЧПУ для раскроя и обработки листовых материалов.

Правила нанесения обозначений шероховатости поверхностей на чертежах