알루미늄의 소재 알루미나와 보크사이트

 

지구 상에서 가장 풍부한 금속은 알루미늄입니다.

 

세계 알루미늄 광석의 대부분은 중국을 비롯해 러시아, 캐나다, 호주, 미국 등에 주로 매장되어 있습니다. 생산도 전력비가 낮은 이들 국가가 담당하고 있어 지구에는 대략 270종류가 넘는 알루미늄 광물들이 있는데, 알루미늄 역시 철과 마찬가지로 지각에서 순수한 상태로 발견되는 게 아니라 다른 물질과 결합된 상태로 발견되는데 가장 흔히 볼 수 있는 것이 '알루미나'(산화알루미늄)이며 알루미늄 제련에 활용되는 광석이 '보크사이트'입니다.

 

 

알루미늄 제련에 활용되는 보크사이트는 알루미나를 52~57% 함유

 

보크사이트

 

 

알루미늄 발견 초기에 알루미늄 정련은 매우 비싸고 힘들었기에 찰흙에서 나는 보크사이트는 불순물이 섞여있는 산화알루미늄이며 철은 산화철에 코크스를 섞어서 함께 가열하면 산소가 분리되고 철을 얻을 수 있지만, 알루미나(산화알루미늄)는 산소와 결합이 강해서 알루미늄으로 분리되지 않아서 전기분해법을 활용해 보크사이트 광석을 빙정석과 함께 가열하여 전기분해 함으로 알루미늄을 추출합니다.

 

 

빙정석

 

알루미늄의 특성

 

알루미늄은 부드럽고 튼튼해 가벼운 금속으로 쉽게 성형이 가능하고 색깔 또한 은빛 또는 회색을 가집니다. 알루미늄은 자성이 없고 잘 부식되지 않는 특성도 있습니다. 알루미늄은 금속 중에서 철 다음으로 많이 생산되어 여러 용도로 사용됩니다.

 

• 알루미늄과 그 합금은 항공기, 건물, 자동차 구조재료, 주방 재료, 기계부품
• 화학설비와 화학물질 저장탱크, 가구, 전자기기, 전선, 주화, 알루미늄박 및 포장재료, 음료수 용기로 활용
• 특히 적외선에 대한 반사율이 높아 열 반사체로 사용

 

 

알루미늄 화합물 알루미나(산화알루미늄)의 용도

 

전기절연성이 높고, 내마모성, 화학적 안정성이 있어 저렴한 가격으로 범용성이 있는 세라믹스 소재이기도 합니다. 생활용품에서 많이 사용되는 알루미늄과 달리 알루미나는 전자제품이나 자동차 부품 소재로 많이 사용되기 때문에 고순도 알루미나는 첨단 전자제품 소재의 물질로 떠오르고 있는 중입니다.

 

알루미나는 다이아몬드만큼 경도가 높아 다른 금속재료보다 10배 이상 내마모성을 가지고 있어 내열성과 내화학성을 동시에 갖추고 있다는 점입니다.

 

• 촉매 및 촉매 지지제, 연마제, 내열재료
• 반도체, 액정장치 부품
• 스파크 플러그, 세라믹 타일, 유리, 절삭공구, 섬유 등

 

알루미나 세라믹스는 기능성 알루미나로 기술발전에 따라 용도가 더 다양해지고 있습니다. 향후 첨단산업의 핵심소재로 떠오르는 알루미나는 각종 첨단 산업의 전자부품과 회로기판, 반도체 장비와 소재, 자동차 엔진, 인체 골격 이식용 생체 바이오 소재까지 광범위하게 사용됩니다.