更新时间：作者：小小条
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铝（Al），元素周期表第13号金属元素，原子量26.98。
铝原子的原子核内有 13 个质子，核外有 3 个电子层，电子排布为 2、8、3，最外层电子数为 3，这种结构使得铝原子具有一定的金属特性，如具有良好的导电性、导热性和延展性，在化学反应中容易失去最外层的 3 个电子形成 + 3 价的铝离子，表现出较强的还原性，能与多种酸、碱和一些金属氧化物等发生化学反应。
19世纪中叶前，铝的制取堪称炼金术。1825年丹麦化学家厄斯泰德首次用钾汞齐还原氯化铝，获得的铝珠不足1克4。1854年法国德维尔建立首座铝厂时，年产量仅以公斤计，导致其价格超越黄金——当时1公斤铝价值1200卢布，而等重黄金仅需900卢布。这种稀缺性使其成为权贵象征：拿破仑三世特制铝制餐具宴客，门捷列夫因编制元素周期表获赠铝杯，沙俄甚至用铝制奖章表彰科学成就。
直至1886年，美国霍尔与法国埃鲁各自独立发明冰晶石-氧化铝熔盐电解法，这项突破使铝生产能耗降低90%。配合水力发电的普及，铝价在20世纪初暴跌至每公斤1卢布，完成了从"贵族金属"到普通工业材料的蜕变。
请留意上面这段话的关键字眼--“电”。是的，纯铝的大规模提取以及成本降低，必须归功于电力的快速发展。因为铝的提取通常采用熔盐电解法从氧化铝中获取金属铝，过程需维持950℃高温和强电流，这需要大量的电力支撑。
铝的提取是高耗能过程，生产 1 吨铝约需消耗 13000 - 15000 千瓦时电能，这相当于普通家庭 130 - 150 个月的用电量。而且这已经是经过100多年改进了才达到的效果。当1886年刚开始电解法提取铝时，生产 1 吨铝约需消耗 20000 千瓦时以上的电能。可见这100多年时间里这改善效果也不是很大，在能耗上动脑筋是行不通的，只能在其它方面多努力：比如电力成本下降，生产效率提升...
另外，在氧化铝生产环节每生产 1 吨还需消耗 2 - 3 吉焦热能；与之相比，生产 1 吨铁综合能耗一般在 500 - 600 千克标准煤左右，折合成电能约 5800 - 7000 千瓦时，仅为铝的一半左右，生产 1 吨铜的能耗一般在 2000 - 3000 千瓦时左右，也远低于铝，可见铝提取的能耗远高于铁、铜等常见金属。
从"贵族金属"蜕变到普通工业材料，还有一个重要原因：铝是地壳中含量最丰富的金属元素，其丰度达7.45%，远超铁（4.2%）和铜（0.006%）。这一特性使铝成为地球化学的重要参与者——每立方千米地壳约含1.3亿吨铝元素，主要的存在形式是铝硅酸盐矿石（如长石、云母、高岭土等主要造岩矿物）。
这种金属的独特魅力在于其矛盾统一性：表面形成的纳米级氧化铝薄膜（Al₂O₃）既能隔绝腐蚀，又不影响金属本体的导电性。其密度（2.7g/cm³）仅为钢的1/3，却可通过合金化获得媲美结构钢的强度。这些特性奠定了铝在现代工业中的核心地位。
铝合金以其独特的性能优势，几乎渗透到了现代工业和日常生活的各个角落：
波音787梦想客机使用50%铝合金，较传统材料减重20%；高铁车体采用铝硅合金，使时速突破400km26。特斯拉Model S全铝车身减轻40%重量，续航提升160公里。
在建筑行业，铝合金凭借良好的耐腐蚀性、美观性和易加工性，广泛应用于门窗框架、幕墙、屋顶结构以及室内装饰等方面；
在电子设备领域，铝合金常被用于制造手机、电脑的外壳，既能够提供良好的机械保护，又能有效散热，还能提升产品的质感和外观品质；
在日常用品中，从家具、厨具到运动器材等都有铝合金的身影，如铝合金桌椅轻便耐用，铝合金厨具导热快且不易生锈，铝合金自行车轻巧灵活。
光伏产业消耗全球12%的铝产量，每GW光伏组件需1.8万吨铝边框。特高压输电线路采用钢芯铝绞线，在800kV线路中可减少30%电能损耗。
铝元素在现代工业中得以广泛的使用，其应用量在所有金属中排名第二，仅次于钢铁；而在有色金属合金中则是绝对的No.1， 占比超60%，是铜合金产量的5倍。是因为相比其他金属，铝具有以下明显的优势：
资源丰富：铝是地壳中含量最丰富的金属元素，上文已经提过。
密度小、质量轻：铝的密度约为 2.7g/cm³，远低于许多常见金属，如铁（密度约 7.86g/cm³）、铜（密度约 8.96g/cm³）。这使得它在对重量有严格要求的领域，如航空航天、交通运输等具有不可替代的优势，能够有效减轻装备重量，提高运行效率，降低能源消耗。
耐腐蚀性强：铝在空气中易与氧气反应，在表面形成一层致密的氧化铝薄膜，这层氧化膜可以阻止内部的铝进一步被氧化，使其具有良好的耐腐蚀性，在建筑、化工等领域应用广泛，能减少维护成本，延长使用寿命。
导电性良好：铝的导电性能仅次于银、铜和金，且价格相对较低，资源相对丰富，因此在电力传输领域得到了广泛应用，是制造电线电缆的重要材料。
易加工成型：铝具有良好的可塑性和延展性，易于通过铸造、锻造、挤压、冲压等多种加工方式制成各种形状和尺寸的产品，能够满足不同行业的多样化需求。
可回收性高：铝的回收再利用能耗仅为原铝生产能耗的 5% 左右，且回收后的铝性能损失较小。这不仅有利于节约资源，降低生产成本，还能减少对环境的影响，符合可持续发展的要求。
最后，还是按照“惯例”感叹一下吧：铝恰到好处的特性，使其有恰到好处的应用，物尽其用！也许是巧合，也许是天意！ ：）
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