【簡単解説】アルミニウムとは?特徴や実用上の注意点を解説!

技術情報

アルミニウムとは?

アルミニウムとは、軽く加工性に優れ電気伝導性が銀、銅、金に次いで4番目に高い金属です。

アルミニウムは酸化されやすい金属で、酸素と結合してアルミニウム表面で酸化被膜を形成します。

形成された酸化被膜は化学的に安定です。更に、この酸化被膜は非常に緻密であり外部からの腐食物質がアルミニウム素地まで浸透しにくいという特徴があり、これによってアルミニウムは高い耐食性を示します。

これらの優れた特徴から、アルミニウムはアルミ缶、アルミ箔、鍋、パソコン部品、自動車部品、航空機の材料など、日用品から工業用品まで幅広い用途で活用されています。

ちなみに酸化被膜が形成されることによって高い耐食性を示すのはステンレスも同様ですね。ステンレスについてはこちらの記事を参照ください。

アルミニウムの特徴

前述のように、アルミニウムは軽い、耐食性が高いなど、様々な良好な特性を持っています。

アルミニウムの主な特徴を一覧にして以下に羅列します。

 軽い:比重2.7と鉄よりも軽い。

 強い:軽さの割に強度が高い。また、添加物を混ぜて合金化することにより更に強度upが可能。

 耐食性が高い:前述の酸化被膜によるもの。

 加工しやすい:塑性変形しやすく機械加工しやすい。融点が660℃であり溶接もしやすい。

 伝熱性、導電性が高い:鉄よりも熱や電気を通しやすい

 デザイン性が良い:陽極酸化(アルマイト処理)で着色可能
          ※アルマイト処理については後述

 リサイクル性が高い:錆びにくく、溶かしやすいことから。

アルミニウムの活用 合金・アルマイト処理

前述したように、アルミニウムは様々な優れた特徴があります。

しかし、そのままでは構造用材料として使用するには強度が不足する場合があります。

そのような場合には、アルムニウムに微量の元素(銅、マグネシウム、ケイ素、マンガン、亜鉛、ニッケルなど)を加えて合金化して強度向上などの特性向上を図っています。

代表的なものとして航空材料によく使用されるジュラルミンが挙げられます。このジュラルミンは軽さと高い強度を両立させた良い材料です。(その反面、加工が難しいという弱点がありますが…)

 

合金化以外に、耐食性を更に高めたり、耐摩耗性を向上させたり、着色したりを目的として陽極酸化(アルマイト処理)という表面処理もよく活用されています。

こちらはアルミニウム表面に人工的に酸化被膜を作る処理方法で、通常の状態よりも厚い酸化被膜を形成することができます。

このアルマイト処理によって形成した酸化被膜をアルマイトと呼びます。

形成した酸化被膜(アルマイト)は非常に硬く耐久性に優れており、この酸化被膜によって耐食性や耐摩耗性向上が実現されます。

アルマイト処理についてはこちらの記事で詳しく解説していますので参照ください。

実用上の注意点

高い耐食性を持つアルミニウムですが、腐食してしまう環境もあります。

具体的には、ギ酸、シュウ酸、希塩酸およびアルカリに弱く、酸化被膜が溶解してしまいアルミニウム自体も腐食してしまいます。

技術士風に600字以内でまとめ!

アルミニウムについて技術士二次試験 筆記試験 問題Ⅱー1(選択科目)を想定して600字以内に収まるようにまとめてみました。

技術士試験を受ける予定のある方はぜひ参考にしてみてください。

なお、本記事では解説していない専門的な用語・事柄などが記載されている場合があります。
それらに関する詳細は市販されている参考書などをご参照ください。

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