알루미늄(Aluminium)의 특성

 

알루미늄의 성질과 방식법에 대해 알아보겠습니다.

 

물리적성질과 기계적 성질 및 화학적 성질에 대해 알아보겠습니다.

물리적인 성질은 도전율은 금, 구리 다음으로 좋아서 송전선, 액체 공기 제조에 사용됩니다. 전도율은 불순물 다소에 영향을 주며 용융점이 낮아 용해하기가 쉽고 결정격자는 면심 입방 격자입니다. 기계적 성질은 순도가 높을수록 연하며 불순물이 증가하면 강도는 커지고 단단해집니다. 알루미늄 합금에선 강도를 추가적으로 증가시키는 원소는 구리, 마그네슘, 규소, 망간, 니켈 등이 있습니다. 강도는 고온에서 급격히 감소되며 상온 가공에서는 경도와 인장강도는 증가하고 연신율이 감소합니다. 화학적인 성질도 금속 분야에선 중요한 부분이죠. 대표적으로 대기 중에서 표면에 알루미나의 얇은 피막이 형성되어 내식성, 가공성이 좋아지며 내식성은 불순물의 함유량이 적을수록 우수합니다.

알루미늄의 방식 법에 대해 알아보겠습니다.

알루미늄의 표면에 적당한 전해액 중에서 양극 산화 처리하여 표면에 방식 성이 우수하고 치밀한 산화 피막이 만들어도록 하는 방법입니다. 대표적으로 수산법이 있으며 알루미늄 제품을 2% 수산 용액에서 직류, 교류 또는 직류에 교류를 동시에 송전하여 표면에 단단하고 치밀한 산화피막을 만드는 방법이 수산법입니다. 이 외에 황산 법은 15%~20% 황산액이 사용되며 농도가 낮은 경우에 단단한 피막이 형성되며 수산법보다 강해서 일반적으로 많이 사용되는 방식 법 중 하나입니다.

 

알루미늄 합금의 종류

알루미늄합금의 종류에는 대표적으로 주 조용 알루미늄 합금,  합금, 내열용 알루미늄 합금, Y 합금, 강력 합금인 두랄루민과 초 두랄루민 합금이 있으며 가장 흔하게 사용되는 알루미늄은 내 식용 알루미늄 합금과 내열 용이 있습니다.

주조용 알루미늄 합금은 담금질과 시효 경화에 의해 강도는 증가하고 내열성, 연신율, 절삭성이 좋으나 고온에서 취성이 크며 수축에 의한 균열이 있다. 고용체에 의해 시효 경화를 이용하며 경도를 증대한 합금의 대표적이다. 주 조용 알루미늄에서 대표적인 실루민은 규소계 합금이며 개량 처리한 알루미늄이다. 개량 처리를 하게 되면 조직은 미세화, 강력 화가 되며 용탕과 모래형의 수분과의 반응으로 기포가 생긴다. 대표적으로 실루민은 건축재료, 자동차, 선박 기구, 취사 용구, 기계부품, 증발기, 선박용 등에 다양하게 사용된다.

 

내열용 합금(Y 합금)은 알루미늄과 구리 및 마그네슘 등이 첨가된 합금이다. 대표적인 특징은 고온에서 강한 것이 특징이며 모래형 또는 주물형으로 사용한다. 금형에서 주조한 것은 열전도율이 크며 기계적 성질이 매우 우수하며 내연기관의 피스톤, 공랭 실린더 헤드에 사용되기도 한다. 금형에서 주조 후 열처리한 것이 복잡한 주물로 주조하기 쉽고 내열성이 크며 적열 취성이 없고 팽창 계수가 작으므로 피스톤 등의 부품에 많이 사용된다.

 

강력 알루미늄에는 대표적으로 두랄루민 과 초두랄루민이 있다. 두랄루민은 단련용 합금의 대표로 시효 경화성 합금이다. 주성분은 구리와 마그네슘이며 비중은 약 2.79이며 비강도가 연강의 3 배이다. 요체화 처리 후 상온 시효 하여 기계적 성질을 개선한 합금이며 가볍고 강도가 커서 항공기, 자동차, 운반용 기계 등에 많이 사용된다. 초두랄루민은 두랄루민에 마그네슘을 다소 증가시킨 것이며 항공기의 구조용 재료 등에 사용한다.

 

하이드로날륨은 대표적인 마그네슘계 알루미늄이다. 내해수성이 좋고 피로 강도가 온도에 따른 변화가 적고 염수와 알칼리성에 대한 내식성이 강하고 용접성이 매우 우수하다. 주조성이 좋으며 비중이 적고 강도, 연신율이 우수하나 내열성은 좋지 않다. 주로 사용되는 곳은 선박용, 조리용, 화학 장치용 부품에 많이 사용되며 일반적으로 마그네슘 함량은 60% 이하가 일반적이나 특수 목적에는 10%의 것도 실용화된다고 합니다.