Aluminium i levnedsmiddelindustrien Fremtidens metal?

Transkript

1 Aluminium i levnedsmiddelindustrien Fremtidens metal? v. Lektor, kemiingeniør Birgit Kjærside Storm Aalborg Universitet Esbjerg Roskilde 27.januar

2 Aluminium Aluminium findes i store mængder i jordskorpen. Ca. 7% af jordens overflade består af aluminium Aluminium findes som Al 2 O 3 og som Al(OH) 3 Aluminium udvindes af bauxit, der indeholder ca. 20% Al Roskilde 27.januar

3 Hvorfor aluminium? Fordi Aluminium er let densiteten er 2,7g/cm 2 Aluminium kan legeres med mange andre metaller Aluminium er formbart Aluminiumlegeringer kan have et højt styrke/vægt-forhold Roskilde 27.januar

4 Aluminium kan anodiseres Aluminium har en flot overflade Aluminium er korrosionsbestandigt i normale miljøer Aluminium har en høj ledningsevne Aluminium er nem at sammenføje Aluminium kan genbruges Roskilde 27.januar

5 Ulemper Aluminium har lavt smeltepunkt ca. 659 o C Aluminium har forholdsvis lav styrke, når der ikke tages hensyn til densiteten Aluminium deformerer let Aluminium er korrosiv i sure, salte og basiske miljøer Roskilde 27.januar

6 Aluminiums opbygning Aluminium er opbygget i det kubisk fladecentrerede krystalsystem Roskilde 27.januar

7 Opbygning Det kubisk fladecentrerede system er årsagen til God formbarhed og gode forarbejdningegenskaber God ledningsevne og dermed til en stor del af aluminiums unikke egenskaber Roskilde 27.januar

8 Ledningsevne Ledningsevnen er sammenlignelig med ledningsevnen for Cu Roskilde 27.januar

9 Legeringer Aluminium legeres med mange forskellige grundstoffer Ved legering opnås en del egenskabsforbedringer bl.a. styrkeforbedringer, men andre egenskaber bliver dårligere bl.a. ledningsevnen Roskilde 27.januar

10 Legeringer Ren aluminium 1xxx Kobber leg. Mangan Silicium Magnesium Si + Mg Zink Lithium Anvendes ikke 2xxx 3xxx 4xxx 5xxx 6xxx 7xxx 8xxx 9xxx Roskilde 27.januar

11 Roskilde 27.januar

12 Hærdbarhed af legeringer Nogle legeringer kan hærdes Modningshærdning er den mest anvendte hærdningsmetode for aluminiumlegeringer Roskilde 27.januar

13 Roskilde 27.januar

14 Korrosion Anode reaktion Al Al e - Katode reaktion: I neutrale omgivelser O 2 + 2H 2 O + 4e - 4OH - I sure omgivelser 2H + + 2e - H 2 Roskilde 27.januar

15 Pitting Pitting i aluminium og legeringer af aluminium er ofte initieret af halogenioner og specielt af chloridioner Aluminiumchlorid hydrolyseres efter følgende reaktion Al Cl - + H 2 O AlOHCl - + HCl Roskilde 27.januar

16 Korrosion Aluminiums korrosion stopper, idet der dannes et tæt aluminiumoxidlag på overfladen. Derfor bliver aluminium korrosionsbestandigt i phområdet ca. 5 8 Renaluminium er mest korrosionsbestandigt Flere legeringer bl.a. Mg-holdige legeringer betragtes som værende havvandsbestandige Roskilde 27.januar

17 Roskilde 27.januar

18 Korrosionshastighed Roskilde 27.januar

19 Korrosion Aluminium er uædelt og står derfor lavt i spændingsrækken Aluminium korroderer derfor, hvis det i fugtigt miljø er i kontakt med mere ædle metaller som f.eks. konstruktionsstål Roskilde 27.januar

20 Roskilde 27.januar

21 Roskilde 27.januar

22 Overfladebehandling Aluminium kan overfladebehandles Overfladebehandlingsmetoder er Anodisering Chromatering Phosphortering Maling Roskilde 27.januar

23 Anodisering Ved anodiseringsprocessen dannes Aluminiumoxid i overfladen Aluminium er naturligt beskyttet af et sådant lag Ved anodiseringsprocessen dannes et tykkere lag på mellem 5 og 40 μ Roskilde 27.januar

24 Anodisering Anodisering er en almindelig overfladebehandling for aluminium Anodisering giver en korrosionsbeskyttelse af overfladen Efter anodisering kan overfladen indfarves før sealing Anodisering er dekorativ for nogle legeringers vedkommende Ikke alle legeringer kan anodiseres med et flot resultat Roskilde 27.januar

25 Roskilde 27.januar

26 Maling Aluminium kan males for korrosionsbeskyttelse og for dekorative formål Før maling overfladebehandles aluminium ofte Aluminium kan males med mange slags maling Roskilde 27.januar

27 Sammenføjning Aluminium kan sammenføjes ved Svejsning Limning Friktionsvejsning Nitning Forskruening Snaplukning Roskilde 27.januar

28 Aluminium og miljø Udvinding af aluminium sker ved elektrolyse Ved udvinding af 1000 kg Al anvendes 2000 kg aluminiumoxid kwh elektrisk energi 550 kg anodemateriale 30 kg fluorid 20 kg kryolit Roskilde 27.januar

29 Aluminium og miljø Ved elektrolyseprocessen fremstilles renaluminium med en renhedsgrad på mindst 99,5% Al Ved genbrug fremstilles sekundær aluminium. Til det anvendes kun 5% af den energi, der anvendes til fremstilling af primær aluminium Roskilde 27.januar

30 Anvendelse af aluminium Aluminium anvendes til Transportmateriel Fly både Tog Busser Biler lastvogne Roskilde 27.januar

31 Anvendelse Aluminium anvendes til sportsrekvisitter Cykler Kanoer Ketcher startblokke Roskilde 27.januar

32 Anvendelse Aluminium anvendes til Byggeri Emballage Maskinelementer offshorekonstruktioner Roskilde 27.januar

33 Tak for jeres opmærksomhed Nogen? Roskilde 27.januar