アルミの基礎知識│種類や加工特性について解説

身の回りにあるアルミ製品といえば、1円硬貨やアルミ缶、アルミ箔などが思い浮かぶかと思います。軽さや錆びにくさ、食品に触れても無害であるアルミは、さまざまな用途で使用されています。

ただし、身の回りにあるアルミ製品のほとんどは、アルミニウムにほかの金属を加えた合金であり、純度100％で使用されているのは1円硬貨ぐらいで大変希少です。

今回の記事では、身近にある軽い金属 アルミニウムについてご紹介します。

アルミ（アルミニウム）とは

そもそもアルミ（アルミニウム）とはどういったものなのでしょうか。

アルミニウムは、酸化アルミニウムを主な成分とする赤褐色の鉱石 ボーキサイトから製錬されます。
原料となるボーキサイトから酸化アルミニウムを抽出し、それらを電気分解することでアルミニウムだけを取り出します。そして、圧延や押出、鋳造などの加工を行い製品素材へ成形します。

さまざまな化合物として鉱物や土壌に紛れていたアルミニウムが金属として発見されたのは、1800年代。紀元前に発見された銅や鉄などと比べて、アルミニウムはわずか200年ほどしか経っていません。

アルミニウムは、金属の中でも軽く、非常に柔らかい性質を持っていますが、用途によっては強度が不十分である場合があります。
そんな純アルミの弱点を補うために、銅やマンガン、ケイ素やマグネシウムなどのほかの金属を加えることで強度を高めつつ軽い金属 アルミニウム合金が作られます。

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アルミ（アルミニウム）の特徴

ここでは、アルミの主な特徴をまとめました。

比重が軽い

アルミニウムの比重は2.7。 鉄（7.8）や銅（8.9）に比べると約3分の1です。その軽さを活かして、自動車や鉄道車両、飛行機などにおける燃費・性能向上に貢献したり、部品の作動効率を高めることができたりします。

耐食性に優れる

アルミニウムは、空気中ではステンレスと同様に酸化皮膜を形成するため、錆の発生や腐食を防ぎます。この優れた耐食性を活かし、建築や自動車、海洋開発などの分野で活躍しています。

電気をよく通す

アルミニウムの電気伝導率は、銅と比較すると銅より劣るものの、比重が約3分の1のため、同じ重さの銅と比べると2倍の電流を通すことができます。この特性を活かし、送電線や配電線に採用されています。

熱伝導率が高い

アルミニウムの熱伝導率は、鉄の約3倍。熱しやすく冷めやすい、放熱性にも優れているため、エンジンパーツや冷暖房装置、放熱フィン、ヒートシンクなどに用いられています。

磁気を帯びない

アルミニウムは、非磁性体で磁気を帯びません。磁場に影響されない特性から、電子医療機器やメカトロニクス機器製品など様々な製品に用いられています。

毒性がない

アルミニウムは毒性がなく、無害・無臭で衛生的です。重金属のように人体を害したり、土壌をいためたりしないため、食品や医薬品の包装、飲料缶、医療機器や家庭用器物などで広く活用されています。

光や熱を反射する

純度が高いアルミニウムは反射性に優れ、光や熱、電磁波を反射します。この特性を活かし、照明器具や暖房器の反射板、レーザープリンターや宇宙服に使用されています。

リサイクル可能

アルミニウムは、ほかの金属に比べて簡単に再生できるうえ、品質も落ちません。そのため、省エネやリサイクルに貢献します。

アルミニウム合金の種類と特徴

身の回りで実用化されているアルミニウムは純度99.0％以上のものが純アルミニウムと呼ばれていますが、強度や性能を高めるためにほかの金属を混ぜ合わせた「アルミニウム合金」が非常に多く使用されています。
「アルミニウム合金」は、加える金属元素の種類によって4桁の数字で分類され、「番号」で表記されるのが一般的です。
以下では、「アルミニウム合金」の種類と特徴をまとめました。

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まとめ

今回の記事では、アルミ（アルミニウム）の特徴と種類を詳しくご紹介しました。

アルミニウムの特性を高めるために製造されるアルミニウム合金ですが、熱処理やアルマイト処理をすることで、さらに強度や耐食性を向上させることが可能です。また表面処理を施し光沢を出したり、着色したりすることも可能であるため、建築外装や包装材などデザイン性が求められるところでも幅広く活用される金属です。