为什么铝制品在当时是那样昂贵的“稀有金属”?地壳中最丰富的金属是铝,它占整个地壳总质量的7.45%,仅次于氧和硅,位居金属元素的第一位,是居第二位的铁含量的1.5倍,是铜的近4倍。脚下的泥土,随意抓一把,可能都含有许多铝的化合物。但由于铝的化学性质活泼,一般的还原剂很难将它还原,因而铝的冶炼比较困难。铝从发现到制得纯铝,经过十几位科学家100多年的努力。

1884年,在美国奥伯林学院化学系,有一位叫做查尔斯·马丁·霍尔的青年学生。当时他只有二十一岁。一次,他听一位教授(这位教授正是维勒的学生)说:“不管谁能发明一种低成本的炼铝法,都会出人头地。”这使霍尔意识到只有探索廉价的炼铝方法,才能使铝被普遍应用。

霍尔决定在自己家里的柴房中办一个家庭实验室。他打算应用戴维早期的一项发明:把电流通到熔融的金属盐中,可以使金属的离子在阴极上沉积下来,从而使金属离子分离出来。因为氧化铝的熔点很高(2050℃),他必须物色一种能够溶解氧化铝而又能降低其熔点的材料,偶然发现了冰晶石(Na3AlF6)。冰晶石一氧化铝熔盐的熔点仅在930℃~1000℃之间,冰晶石在电解温度下不被分解,并有足够的流动性。这样就有利于电解的进行。 霍尔采用瓷坩埚,碳棒(阳极)和自制电池,对氧化铝,即精制的氧化铝矿进行电解。把氧化铝溶在10%~15%的熔融的冰晶石里,再通以电流,结果观察到有气泡出现,然而却没有金属铝析出。他推测,电流使坩埚中的二氧化硅分解了,因此游离出硅。于是他对电池进行改装,用碳作坩埚衬里,又将碳作为阴极,从而解决了这一难题。

1886年,在铝的历史上是一个重要里程碑。1886年2月的一天,霍尔终于看到小球状的铝聚集在阴极上。霍尔此时异常激动,带着他第一次获得的一把金属铝球去见他的教授。后来,这些铝球竟成为“王冠宝石”,至今仍珍存在美国制铝公司的陈列厅中。

来源:历史之解密、国际金属在线

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