鋁是一種銀白色金屬，現(xiàn)在用的英文名“Aluminium”是從古羅馬語“Alumen(明礬)”衍生來的，在北美洲用“aluminum”，在世界其他國家及地區(qū)則多用“Aluminium”。1807年英國化學(xué)家波特(J.H.Pott)用明礬制得氧化鋁。1807年英國化學(xué)家戴維(H.Davy)試圖電解熔融氧化鋁制取金屬，1808年他將這個預(yù)想的金屬命名為“Aluminum”，后改為“Aluminium”。1825年丹麥科學(xué)家奧斯忒(H.C.Qersted)用鉀汞齊還原無水氯化鋁，制得幾毫克鋁。1827年德國化學(xué)家沃勒(F.Wohler)用鉀還原氧化鋁，制得了少量較純的鋁，并描述了它的一些性質(zhì)，不過在此之前，這個金屬一直是實驗室中的一種名貴“古董”。到1854年法國科學(xué)家德維爾(Henri Saint，Claite Deville)改進了以前的制備方法，用鈉作為還原劑成功地生產(chǎn)了較多的以kg計的更純的鋁，價格比黃金的還貴一些，并建廠為皇室貴族生產(chǎn)一些頭盔、餐具及玩具。1886年美國奧伯寧學(xué)院化學(xué)系大學(xué)生霍爾(C.M.Hall)與法國埃科爾礦業(yè)學(xué)院(Ecole des Mines)大學(xué)生埃羅(Paul L.Heroult)在大洋彼岸獨立地發(fā)明了冰晶石-氧化鋁熔鹽電解煉鋁法，并分別在各自國家取得了專利。1888年霍爾組建了匹茲堡冶金公司(Pittsburgh Reduction Company)，即當今的美國鋁業(yè)公司(Alcoa)的前身，埃羅也在瑞士成立了產(chǎn)鋁工廠。鋁的生產(chǎn)從此進入了工業(yè)化，年年增加，一路攀升，1956年全世界原鋁產(chǎn)量超過銅，成為僅次于鋼的第二大金屬，2016年全世界原鋁產(chǎn)量59166kt，其中中國的產(chǎn)量32650kt，占世界總產(chǎn)量的55.18%，中國已成為世界原鋁生產(chǎn)的全面領(lǐng)軍者。

在此順便說明一下，在提到鋁時，不要在鋁的前面加“金屬”二字，因為漢字“鋁”有“金”字偏旁，就說明它是一種金屬，而由英文的“Aluminium”并不能看出它是什么狀態(tài)與什么屬性的物質(zhì)，因此他們常說與書寫為“metal aluminium(金屬鋁)”。

鋁是地球和月球上最豐富的金屬元素，占地球表面固體部分的8%以上，海水平均含0.5ppm鋁。目前全世界查明的鋁土礦工業(yè)儲量約280×108t，儲量豐富和產(chǎn)量較大的國家有幾內(nèi)亞、澳大利亞、巴西、牙買加、印度等國，他們的鋁土礦多為優(yōu)質(zhì)的高鐵低硅三水軟鋁石型，適用于以簡單的成本較低的拜耳(Bayer)法生產(chǎn)氧化鋁，而中國缺乏這種優(yōu)質(zhì)鋁土礦，已探明的93%以上為一水硬鋁石型，主要雜質(zhì)為SiO2和少量的Fe2O3、TiO2，不適宜用純拜耳法生產(chǎn)氧化鋁，所以說中國并不是一個鋁土礦資源豐富的國家。

鋁的基本特性

鋁是一種輕金屬，化學(xué)符號Al，在元素周期表中屬ⅢA族，原子序數(shù)13，原子量26.982，面心立方晶格，常見化合價+3099.99%Al的物理性質(zhì)：20℃時密度2.70g/cm3，熔點660.1℃，沸點2520℃，0℃~100℃的平均比熱容917J/(kg·k)，20℃~100℃的平均線脹系數(shù)23.6×10-6/℃，20℃的體脹系數(shù)68×10-6/℃，熔化熱10.47KJ/mo1，汽化熱291.4KJ/mo1，熱導(dǎo)率(0℃~100℃)238W/(m·k)，電阻率(20℃)2.67μΩ·cm，電導(dǎo)率(62%~68%)IACS，撞擊時不發(fā)火花，非磁性，反射全光譜輻射能，聲音在鋁中的傳播速度5000m/s~6500m/s，對光的反射率85%~90%，25℃時熱擴散率0.969cm2/s。

華學(xué)性能：鋁在空氣中會立即與氧形成薄的(0.005μm~0.02μm)氧化膜，它很致密，可阻止鋁的繼續(xù)氧化，因而有強的抗蝕性，但是鋁是兩種元素，與大多數(shù)稀酸只發(fā)生緩慢的反應(yīng)，可迅速溶解于濃鹽酸，而不與濃硝酸反應(yīng)，因為發(fā)生了鈍化，鋁可與NaOH溶液發(fā)生強烈反應(yīng)，鋁可與氮、硫和鹵族元素在高溫下發(fā)生反應(yīng);99.50%Al在2.67%AlCl3溶液中對標準甘汞電極的自然電位-955.8mV，在3.5%NaCl溶液中對標準電極的孔蝕電位-732.2mV，鋁有很好的可陽極氧化與電泳涂漆性能，可電鍍性能也不錯。鋁的腐蝕有多種類型：普通腐蝕、點腐蝕、晶間腐蝕與剝落腐蝕，應(yīng)力腐蝕等，雜質(zhì)的性質(zhì)與分布狀態(tài)決定它們對腐蝕的影響;影響腐蝕介質(zhì)侵蝕能力最重要的因素是：濃度、溫度、壓力與運動。

力學(xué)性能：總體上，鋁及鋁合金有很好的力學(xué)性能，抗拉強度Rm從1070-H18合金的125N/mm2~7075-T6合金的570N/mm2，有些合金的Rm可以達到700N/mm2或更高一些，不少鋁合金材料的Rm可接近軟鋼的;鋁及鋁合金有優(yōu)秀的可壓力加工性能，可加工成各種半成品，可工業(yè)化軋制寬2000mm，厚0.006mm的箔;其他的力學(xué)性能如彈性模量、疲勞性能、抗蠕變性能、斷裂韌性、損傷容限等等都可以滿足現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的需求。

鋁是一種節(jié)能環(huán)保的綠色金屬

在上世紀60年代以前，人們都認為鋁是一種耗能大與污染嚴重的金屬，因為生產(chǎn)一噸原鋁需要15000kWh以上的綜合交流電：在原鋁提取過程中，排放的氣體有CO2、CO、HF、CF4、C2F6、SiF4、SO2、H2S、CS2、COS、H2O等，其中CO2是主要的，占75左右，另外，煙氣中還含有微量的C、Al2O3、Na3AlF6、Na5AL3F14、NaAlF4、AlF3、CAF2等固體微粒，在這些排放物中最有害的是F，在現(xiàn)代化預(yù)焙糟原鋁中產(chǎn)生的煙氣經(jīng)集氣凈化處理后，排放大氣的煙氣中的含F(xiàn)量可≤0.60kg/tAl，這就是說，一座800kt/a的原鋁廠每年排放的有害物質(zhì)F仍可達約480t。在生產(chǎn)中，每生產(chǎn)1t鋁需要消耗約4t鋁土礦，產(chǎn)生約3t固體廢棄物，它們雖不是有毒的，但卻是有害的。自上世紀70年代以來，人們開始對鋁有了新的認識：

●能源儲蓄銀行

美國鋁業(yè)協(xié)會公司認為鋁是“能源儲蓄銀行”即在原鋁提取過程中所消耗的能源，在其后的使用及回收過程中可以“支取”，還給社會。汽車的質(zhì)量每減輕10%可節(jié)油8%;每使用1kg鋁，可使車在合用期內(nèi)減少20kg尾氣排放;采用鋁所節(jié)省的能量是生產(chǎn)該零件所用原鋁耗能的6倍~12倍。

●鋁在使用過程中，由于零部件質(zhì)量的減輕，以及抗蝕性的提高與壽命的延長，因而可減少溫室氣體排放。

●鋁是一種可回收性極強的金屬，每循環(huán)一次僅損失約5%，而回收的能耗及排放的溫室氣體，僅相當于原鋁提取5%在一定程度上說，鋁是一種“與世長存”的金屬，自1988年至2016年全世界共生產(chǎn)了約13.5億噸鋁，至今仍有約75%在使用。