關於鋁的10個有趣冷知識，你知道多少個？
【希望之聲2024年11月12日】（編輯：李文涵） 鋁是我們日常生活中常見的金屬之一，化學符號為Al，源自拉丁語「alumen」，意為「明礬」（一種常見的含鋁化合物）。關於鋁，有很多您可能不知道的秘密。
1.鋁是地殼中最豐富的金屬元素
鋁是地殼中第三豐富的元素，僅次於氧和硅，同時也是地殼中最豐富的金屬元素，佔地殼總質量的8.23%。鋁通常以化合物形式（鋁硅酸鹽和鋁氧化物）存在於鋁土礦中，鋁土礦是生產鋁的主要原料，每年全球鋁的生產量約為5700萬噸。
2.鋁土礦儲量最豐富的國家
鋁土礦儲量最豐富的國家是非洲國家幾內亞，其儲量高達74億噸，約佔世界總儲量的四分之一。緊隨其後的是越南、澳大利亞和巴西，分別擁有58億噸、35億噸和27億噸的儲量。幾內亞不僅鋁土礦的儲量豐富，其鋁土礦產量也位居世界前列，2023年產量達到9700萬噸。
3.鋁曾經比黃金還要貴
在19世紀，鋁曾經比黃金還要貴。在1852年，一公斤鋁的價格高達1200美元，而一公斤黃金的價格僅為600美元。由於當時提取鋁的工藝十分複雜且成本高昂，鋁在當時被視為一種珍貴金屬。例如，時任法國國王拿破崙三世在宴會上為貴賓準備了鋁製餐具，而普通客人則使用金制餐具。
4.電解法使鋁的製造陳本直線下降
鋁比黃金貴的情況在1886年發生了根本變化，當時的發明家查爾斯·馬丁·霍爾和保羅·埃魯分別在美國和法國獨立開發出電解法制鋁，大幅降低了鋁的生產成本。到20世紀初，鋁的價格已大幅下降，成為一種常見且經濟實惠的金屬。
電解法制鋁的原理是利用電流電解在高溫下（950°C至980°C）溶解于冰晶石（Na₃AlF₆）中的氧化鋁，生成純鋁和二氧化碳。每生產1噸鋁大約需要13,000至15,000千瓦時的電能。
5.鋁永遠不會生鏽
鋁在暴露于空氣時，會迅速與氧氣反應形成一層薄薄的氧化鋁（Al₂O₃）。這層氧化鋁膜的厚度僅為幾納米，但其硬度接近鑽石，能有效保護底層金屬免受進一步腐蝕。換句話說，鋁的氧化過程實際上反而會阻止進一步的反應。這個特性使鋁在建築、航空和海洋工程中廣泛應用，因為它能在惡劣環境中保持穩定。
6.鋁是一種高反射的金屬
根據美國國家標準與技術研究院（NIST）的數據，鋁表面能有效反射可見光、紅外線和電磁波。鋁的反射率在不同條件下可達80%至95%，純鋁在高度拋光狀態下的反射率可達87%。鋁的高反射性使其成為光學系統中常用的材料，如望遠鏡和顯微鏡的鏡面。
7.鋁主要以合金的形式使用
純鋁雖然具有優良的導電性和導熱性，但其機械強度較低。而通過與其他金屬如銅、鎂、硅和鋅混合，鋁合金可以顯著提高強度和耐腐蝕性。例如，2024鋁合金含有4.5%的銅，其強度比純鋁高出50%以上。根據美國鋁業協會的數據，鋁合金佔全球鋁消費量的85%以上。
8.鋁合金是製造飛機的主要材料
鋁合金因其輕質、高強度和耐腐蝕性而廣泛應用於航空航天工業。根據MDPI的研究，鋁合金占現代商用飛機結構重量的80%以上。其中，2024鋁合金和7075鋁合金是最常用的兩種類型。2024鋁合金含有4.5%的銅，具有優異的疲勞強度和抗裂性能，常用於飛機機翼和機身結構。而7075鋁合金含有5.6%的鋅和2.5%的鎂，其高強度和耐腐蝕性使其成為飛機框架和起落架的理想材料。
9.鋁粉被廣泛用於炸藥和煙花
這是因為鋁粉能顯著提高爆炸和燃燒的效果。在煙花中，鋁粉與氧化劑如氯酸鉀混合，形成閃光粉，這種混合物能在2毫秒內產生強烈的光和聲音。而在炸藥中，鋁粉的添加可以提高爆炸的溫度和衝擊波的威力。根據研究，鋁粉的加入能使炸藥的爆速提高20%以上。
10.有史以來人類生產的所有鋁中，有近 75% 仍在使用
自1888年首次生產鋁以來，全球已生產了超過1.6億噸的原鋁。根據國際鋁業協會的數據，其中約1.2億噸（74.5%）仍在使用。在許多工業市場，如汽車和建築業，鋁的回收率超過了90%。每年全球回收的鋁廢料超過3000萬噸，這確保了鋁是地球上最具回收價值的材料之一。