21世紀,鋁是大家常見的金屬了,從日常使用的易拉罐,到航空器械的關鍵部件。其實,現在我們司空見慣的鋁,在百年前竟是“皇室特供”呢?是與各種稀世珍寶并駕齊驅的。
鋁的發現,世界上公認是德國化學家維勒于1827年發現的。1825年,丹麥科學家奧斯特發表文章說,他提煉出一塊銀白色的金屬,形態和光澤有點像錫,但因為他忙于自己的電磁學研究,加上他的方法提煉出的金屬鋁并不純正,雜志的知名度也不足,這個實驗并未引起軒然大波。但他的朋友維勒得知了這個實驗,并十分感興趣,因而基于這個實驗埋頭苦干,用了兩年的時間,終于提煉出了金屬鋁粉末。而后,他又開始致力于提煉出一塊致密的鋁塊,用了18年時間終于成功,并用同樣的方法制得金屬鈹。1854年,法國化學家德維爾把鋁礬土、木炭、食鹽混合,通入氯氣后加熱得到氯化鈉,氯化鋁復鹽,再與過量的鈉熔融,得到了金屬鋁,但是使用鈉作為還原劑生產的鋁成本比黃金還貴,盡管實現了鋁的工業化生產,但價格確定了它當時只是王公貴族的玩意。
因為鋁的價值連城,在當時,鋁都被當作稀世珍寶看待。法國皇帝拿破侖三世是一個虛榮心極重的人,命令官員為自己制造一頂鋁王冠出席一次盛大的宴會,同時在宴會中自己使用一套鋁制餐具,而其他的賓客只能使用金制銀制餐具,以此彰顯自己的高貴。1855年巴黎博覽會上,展出了一小塊鋁,注釋為:來自稀土的白銀,并放在了最珍貴的珠寶旁邊。1889年,俄國沙皇為了表揚化學家門捷列夫發明元素周期表的功績,贈與他一只鋁制獎杯。
眾所周知,鋁是地殼中最豐富的金屬,占地殼總質量的7.45%,但為何鋁制品在當時卻如此昂貴?正由于鋁的化學性質相當活潑,因而一般的還原劑都無能為力,所以在當時鋁的冶煉是相當困難的。后來經過十幾位科學家100多年的努力,才首次制得了純鋁,鋁才正式走進千家萬戶。
而鋁之所以能實現大規模生產,電解鋁技術的發明功不可沒。
1884年,美國奧伯林學院化學系的一名名叫霍爾的青年學生,偶然聽到一位教授說:“不管誰能發明一種低成本的煉鋁法,都會出人頭地。”這讓霍爾意識到,只有發明一種廉價的煉鋁方法,才能將鋁帶給千家萬戶。
霍爾利用早期的一項發現,即把電流通到熔融的金屬鹽中,可以使金屬的離子在陰極上沉積下來,從而使金屬離子分離出來,同時使用熔融狀態的冰晶石作為精制氧化鋁的溶劑,再以碳作為陰極,在瓷坩堝里通上電流,并最終成功電解出一把金屬鋁球,宣布電解鋁方法的成功。如今,這些鋁球被珍藏在美國制鋁公司的陳列廳中。無獨有偶,一位遠在法國的科學家埃魯也在1886年的晚些時候發明了相同的煉鋁法,因而后人一提起電解煉鋁法,都會把霍爾和埃魯的名字聯系在一起。
電解鋁方法的發明,使鋁這種地殼中含量占8%的元素得以成為為人類提供多方面重要用途的材料,鋁的產量不斷增加也使鋁價急速下跌,從此走入了尋常百姓家。到了20世紀60年代,鋁在全世界有色金屬產量上超過了銅位居首位,此時的鋁已不再是王公貴族的玩物,但是它的用途正在慢慢變廣,大到國防、航天、電力、通訊,小到鍋碗瓢盆等生活用品,無不有鋁的蹤影,并且不同的含鋁化合物也正在醫藥、有機合成、石油精煉等領域發揮重要的作用。
“舊時王謝堂前燕,飛入尋常百姓家。”這句詩用來形容鋁的發展再合適不過。隨著科技的進步,鋁必將在更廣闊的領域為人類發光發熱。