- Mille poolest sarnanevad ja mille poolest erinevad vask ja alumiinium?
- Millised on vase ja alumiiniumi sulamid?
- Kus kohtame vase ja alumiiniumi sulameid igapäevaelus?
Vasest ja alumiiniumist ehted
Vask on esimene metall, mida inimkond õppis tundma juba tuhandeid aastaid tagasi. Sellest valmistati tööriistu ja tarbeesemeid. Oma iseloomuliku punakaspruuni värvuse tõttu tehti sellest ka kauneid ehteid ja iluasjakesi. Mõnevõrra uskumatu võib olla aga see, et veel 19. sajandi keskel peeti alumiiniumi väärismetalliks. Alumiiniumehted olid siis hinnalised kingitused ning alumiiniumtoidunõusid ja -söögiriistu sai endale lubada vaid kõrgklass. Alumiinium oli kallim kui kuld!
Vask ja vasesulamid
Vask on keemiliste elementide levikult maakoores alles 26. kohal. Looduses leidub vaske puhtal kujul vähe, mistõttu toodetakse seda vasemaagist. Tähtsamad vasemaagid on vaskläik (Cu2S) ja kalkopüriit (CuFeS2). Hinnanguliselt jätkub vase tootmiseks kaevandatavaid mineraale veel vaid mõnekümneks aastaks. Vase tootmismahu suurenemine ja maagikoguste vähenemine on tõstnud vase hinda sel millenniumil mitu korda. Seetõttu peetakse vase taaskasutamist üha tähtsamaks.
Vask on väga hea elektrijuht ja keemiliselt vastupidav, mistõttu kasutatakse seda tänapäeval laialdaselt elektrijuhtmetes ja elektroonikas. Ligi pool vase maailmatoodangust kulub vasesulamite valmistamiseks, sest need on puhtast vasest tavaliselt kõvemad ja tugevamad, neid on parem vormida ja need on korrosioonikindlamad.
Vase omadused:
- punakaspruun;
- suhteliselt pehme;
- plastne (kergesti töödeldav);
- väga hea elektri- ja soojusjuht;
- tihedus 8,9 g/cm3;
- sulamistemperatuur 1083 ℃;
- keemiliselt väheaktiivne;
Üks tähtsamaid vasesulameid on pronks. See koosneb peamiselt vasest ja tinast, kuid tihti sisaldab ka teisi lisandeid. Pronks on kas punane või kollakas. Enne roostevaba terase leiutamist valmistati pronksist laevaosi, sest see pidas vastu korrosioonile. Pronksi saab hästi valada ja sellest valmistatakse nt kirikukellasid, skulptuure ja monumente.
Messing on vase ja tsingi sulam, milles tsingi sisaldus on kuni 40%. Kuna messing on helekollane, nimetatakse seda ka valgevaseks. Dekoratiivsuse tõttu tehakse messingist näiteks lühtreid või uksenuppe. Akustiliste omaduste tõttu valmistatakse sellest puhkpille, näiteks trompeteid ja saksofone.
Vask on oluline mündimetall, kuna see on keemiliselt stabiilne, võrdlemisi odav, hästi töödeldav ja antimikroobne (hävitab mikroorganisme). Metallraha valmistatakse vase ja nikli sulamitest, mis on hõbedased kõvad tugevad ja korrosioonikindlad materjalid.
Alumiinium ja duralumiinium
Alumiinium on maakoores metallilistest elementidest kõige levinum (keemilistest elementidest hapniku ja räni järel 3. kohal). Erinevalt vasest on alumiinium keemiliselt suhteliselt aktiivne ja esineb looduses ainult ühenditena. Tähtsaimaks alumiiniumimaagiks on boksiit, mis koosneb peamiselt alumiiniumoksiidist (Al2O3). Alumiiniumi toodetakse sulatatud Al2O3 elektrolüüsil. Pikka aega oli alumiiniumi tootmine väga kallis, kuna boksiidi sulatamiseks (sulamistemperatuur 2050 ℃) kulus palju energiat. Tänapäeval osatakse aga elektrolüüsi temperatuuri lisanditega alandada ja alumiiniumi on seega mõnevõrra odavam toota. Kõrge hinna tõttu on oluline alumiiniumi taaskasutada, kuna selleks kulub alla 6% energiast, mida on vaja maagi kaevandamiseks ja töötlemiseks.
Alumiiniumi omadused:
- hõbevalge;
- läikiv, hea peegeldamisvõimega;
- plastne (kergesti töödeldav);
- hea elektri- ja soojusjuht;
- kerge, tihedus 2,7 g/cm3;
- sulamistemperatuur 660 ℃;
- keemiliselt aktiivne.
Puhas alumiinium reageerib kergesti hapnikuga ning metalli pind kattub õhukese ja väga tiheda oksiidikihiga, mis kaitseb metalli edasise oksüdeerumise eest. Kui tekkinud oksiidikihti ei kahjustata, on alumiiniumist vahendid hapniku suhtes vastupidavad.
Alumiiniumi elektrijuhtivus on võrreldav vase omaga ja seepärast rakendatakse seda mõnes elektrilahenduses vase asemel. Nimelt on alumiiniumi eeliseks mitu korda väiksem tihedus. Kerguse, töödeldavuse ja hea väljanägemise tõttu kasutatakse alumiiniumi Apple’i sülearvutite ning Tesla Motorsi elektriautode kerede tootmisel. Nähtavast valgusest peegeldab alumiinium üle 90%, mistõttu kasutatakse seda peeglites peegeldava kihina. Oksiidikihi tekkimisel alumiiniumi pinnale metalli peegeldusvõime väheneb oluliselt.
Duralumiinium on alumiiniumisulam, mis sisaldab lisandina vaske (4%) ning väikeses koguses Mg, Mn ja Si. Duralumiinium on oma nime saanud Düreni linna järgi Saksamaal, kus seda sulamit esimest korda tootma hakati, kuid sulami omadused vastavad hästi ka ladinakeelsele sõnale durabilis (vastupidav). Duralumiinium on terase tugevusega, ent sellest ligi kolm korda kergem ning selle kõige olulisem kasutusvaldkond on lennukiehitus. Puhas alumiinium on suhteliselt pehme ja painduks lennuki õhkutõusmise ajal tugevalt, ent duralumiinium sobib oma omaduste tõttu nii lennuki kere kui ka muude osade valmistamiseks.
Ma tean, et ...
- Pronks on vase ja tina sulam.
- Messing on vase ja tsingi sulam.
- Duralumiinium on alumiiniumi ja vase sulam.
Küsimused
- Iseloomusta vasesulameid pronksi ja messingit.
- Mille poolest on duralumiinium parem kui alumiinium?
- Kui suur oleks Apple'i sülearvuti mass, kui 500 g alumiiniumi asemel oleks samasugune arvuti valmistatud sama ruumalaga vasest (teised arvutiosad kaaluvad 800 g)?
