13　　铝

Aluminium
相对原子质量26.98

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古希腊和古罗马把矾称为alumen（苦盐）。

1日元的成本在1日元以上？

铝是银白色金属，很轻，质地软，延展性（可以拉长、拉宽）好，可制成很薄的铝箔。家用的铝箔纯度是99％，而一日元硬币的铝纯度是100％。铝的导热性很好，因此被用于锅和水壶。我们最熟悉的应该就是饮料和啤酒的易拉罐了。铝反射光的能力很强，被用于公路上的转弯镜、天文台的反射望远镜的镜片等。在拿破仑时代，铝比金还贵，但现在铝是非常便宜的金属。

铝的用途很广泛，而这也要感谢其表面致密的保护膜氧化铝。氧化铝让铝表面很难生锈。铝加上4％的铜和少量的镁或锰构成的合金就是硬铝，质量轻但坚固，被用于制造飞机的机体。

氢氧化铝可以中和胃酸（盐酸），被用于制作胃药。

1日元硬币是纯铝，外直径为20mm，重量正好1g，厚度为1.5mm。因为正好一个是1g，美国理科教材网站上，曾贩卖过1日元硬币砝码。

因为硬币的成本并没有公布，所以我不知道制造一个硬币所要花费的准确成本。但是，制造1日元是亏本的，这的确是事实。原材料铝的成本就接近1日元了，而把铝制成硬币还需要更多的成本，算下来大概需要2～3日元。

锡纸的正反面

我们平时用的锡纸看起来是分正反面的。正面很光滑，反面有些哑光的感觉。在制作很薄的锡纸过程中，就会出现正反两面。

制作锡纸时，先把铝块加热并不断延展。经过几个阶段后，被延展的铝进入圆筒形的铝箔轧机，随之变得更加纤薄。

家里用的锡纸厚度为0.015～0.02mm，非常薄。如果只单独制作一张，很难将它碾压成如此薄。因此将一张锡纸压到某种程度后，再取另一张锡纸，两张重叠起来再继续碾压。因此，两张锡纸相对的面成哑光面，而被辗压机压的面就变为光面。这样一来，锡纸就有了正反两面。

22岁青年的发明

1807年，英国化学家戴维成功提取出了钠和钙。他利用已经发明出来的原料电池，将液态氢氧化钠和氢氧化钙成功电解。

钠和钙有很大的还原性，当时很难从金属化合物中提取出来，而戴维的方法成了提取金属有力的方法。随后，铝也用这个方法被成功提取。因此，这样得到的铝比黄金还要贵重。

那么，现在人们是怎么提取金属的呢？

铝土矿是富含铝的矿石，其中富含40％～60％的氧化铝（明矾）。因此，人们要熔解氧化铝从而提取纯净的明矾。但是，要想熔化氧化铝，温度必须要达到2000℃以上，十分困难。

而敢于挑战这个难题的，正是美国的霍尔（1863～1914）。他从大学时开始自己的研究，大学毕业后在父亲建造的小木屋中继续做他的实验。他猜想会不会有办法可以熔解氧化铝。他想到了冰晶石。

冰晶石是由钠、铝和氟组成的化合物，是乳白色固体，可以在格陵兰岛得到。

如果把熔点为1000℃的冰晶石加热至熔融状态，再向其中加入氧化铝的话，大概有10％的氧化铝会熔解。若是在此液体中插入电极进行电解，我们就会在阴极看到析出的铝单质。这是1886年进行的实验。两个月后，法国的埃鲁（1863～1914）也发现了这个方法。他是完全独立地发现了相同的方法。而且，两个人都是22岁的青年，他们在各自的国家都拿到了知识产权。

现在工业制铝正是使用了这两人发现的方法（霍尔－埃鲁法）。炼铝需要耗费很多电力，因此铝的回收再利用非常重要。全世界金属铝的年产量为2000万吨，而这些铝几乎全被回收再利用。

阳极化处理

铝容易和空气（氧气）和水发生反应，但自然放置时，表面会生成一层致密的保护膜，也就是“锈”。这个“锈”可以防止金属进一步被腐蚀。

人工可以将这个氧化薄膜加厚，使得铝更加结实，这就是铝制品，比如在铝合金门窗表面通过阳极化处理，使得铝在阳极被电解，加厚氧化铝薄膜。

阳极化处理是日本人的发明。为了让铝制饭盒更加结实，也对其进行了阳极化处理。

硬铝

铝合金中最广为人知的就是硬铝了。硬铝中除了铝以外，还包含4％的铜，还有些许镁、锰、硅等，加热到500℃左右后，迅速冷却，合金元素就会融于铝，成为一整个固体。放置一段时间后，铝原子和铜原子按照2:1的比例析出结晶，发生位错运动，增加金属强度，这种现象叫作沉淀硬化，是1910年德国的威尔姆偶然发现的。

硬铝在第一次世界大战时，被德国人用于制作飞机骨架。除了硬铝，还有性能更好的超硬铝和超超硬铝。

超超硬铝是1936年日本的住友金属工业开发出来的，被应用于零式舰上战斗机的主翼。现在，硬铝经过不断地改良，已经成为最强力的铝合金了。

绣球花色的变化和铝

大家都知道，绣球花的颜色是会变的。这种花的色素主要成分是花色素苷。即使是在同一株绽放的花朵，颜色也不同，而刚开始开花和即将花谢时，花的颜色也不同。这与种植绣球花土壤的酸碱性相关。受到绣球花中辅助色素和土壤中铝含量的影响，花朵在酸性土壤中偏蓝色，在酸性较弱的土壤中则偏红色。