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금속재료 – 비철금속, 알루미늄(aluminium)

알루미늄(aluminium)

알루미늄의 성질은 대기 중에서 순도에 따라 큰 차이가 있다. 순도가 높은 것은 표면에 신화피막이 생겨서 오히려 보호 역할을 하여 잘 부식하지 않으므로 내구성이 크다. 알루미늄의 순도는 99.996에 달하는 것도 있으나 보통 98~99.7% 정도이고 100℃ 정도까지는 강도에 변화가 없으나 150~200℃에서 급격히 떨어진다. 또한 맑은 물에는 거의 침식되지 않으나 염산에는 침식되기 쉬우며, 또한 가성소다나 가성칼리 및 수은염 등에도 쉽게 침식된다. 250~300℃에서 품림한 것은 특히 산이나 알칼리 및 해수에 침식되기 쉬우므로 콘크리트 및 해수에 접하거나 흙 속에 매립될 경우에는 사용을 금하거나 특히 주의하여 사용해야 한다. 부식률은 대기 중위 습도와 염분함유량, 불순물의 양과 질 등에 관계되며 0008mm/년 정도이다.

알루미늄은 경금속으로서 전연성이 좋고 내식성 등이 우수하기 때문에 광범위하게 사용되고 있다. 커튼월(curtain wall) 스팬드럴(spandrel)을 비롯하여 내외 벽 . 천정 . 지붕의 마감재료, 도어 . 새시 . 셔터 . 창호철물 등의 창호재료, 계단 . 손잡이 . 논슬립 등 조작재료, 블라인드 . 루버 . 창격자 등의 내외장재료, 배관 라디에이터 . 조명기구 . 싱크대 . 상하수도관 등의 설비재료, 가구재료, 열 절연재료 등으로 널리 사용되고 있다. 이 중에서 건축물의 내외벽 마감재료 및 창호재료로서 그 사용이 급증하고 있다.

알루미늄합금(aluminium alloy) : 알루미늄에 구리(Cu) . 마그네슘(Mg) . 망간(Si) . 아연(Zn) . 니켈(Ni) 등의 원소를 첨가하여 내식성 . 내열성 또는 강도를 높이기 위하여 제조된 함금으로 단련용 합금과 주물용 합금으로 대별한다. 단련용 합금은 단조, 압연, 인발, 압출 등의 가공으로 판, 봉, 관, 선 등을 만들 수 있는 합금이고 주물용 합금은 주물 또는 다이캐스팅(diecasting)에 사용되는 합금으로서 주조성을 좋게 한 합금이다. 이 알루미늄합금의 출현으로 내 . 외부 장식용 착색무ㄴ늬 판재, 대형 창 격자, 조각판재, 메탈 커튼월 등에 사용되기 시작하였다. 단련용합금에 속하는 것은 다음과 같다.

① 내식성합금 : 대기 중에서 순알루미늄과 거의 같은 내식성을 가지며 마그네슘 . 망간 . 규소 등을 첨가하여 역학적 성질도 개선된 합금으로서 건축용으로 사용되는 알루미늄은 대개 이 합금이다. 알루미늄 새시바, 발코니 난간, 울타리, 파이프 등은 이 합금의 압출성현재이다.

② 고력합금 : 내식성은 내식성합금보다 떨어지지만 강도는 훨씬 높은 합금으로서 주로 랄루민(duralumin)이다. 두랄루민은 독일의 알프레드 빌름(Alfred wilm)이 발명하여 1909년에 공업생산화된 Al-Cu계, Al-Si계, Al-Mn계, Al-Mg-Si계, Al-Mg-Zn계, Al-Cu-Mg계, Al-Cu-Ni계 합금으로 비중이 2.7 정도로 일반적인 철강의 1/3밖에 되지 않으나 중량에 비해 강도가 매우 우수하고 알루미늄보다 강도와 내식성이 큰 것 등의 특징이 있어 고층건물의 내외장 재료 또는 항고기, 자동차, 기타 기계부품 등에 이용된 대표적인 단련용 알루미늄합금이다.

③ 내열합금 : 열팽창률이 적고 열전도율이 커서 고온에서도 기계적 성질이 우수한 합금이다.

(출처:현대건축재료)