Aluminium inneholder små mengder bly, indium og tinn.

Bly følger med fra råmaterialet bauxitt, mens indium, tinn og andre sporstoff kommer fra forurensing i resirkulert aluminium.

Fortsatt resirkuleres under halvparten av all aluminium. Med økt etterspørsel vil mer bli resirkulert.

Det betyr at utfordringene med forurensende sporstoffer vil øke, og de er ikke alltid lette å fjerne.

Sporstoff

Når aluminiumen bearbeides ved høy temperatur, skjer det spennende ting.

Valsing og ekstrudering får sporstoffene til å vandre ut mot overflaten for å legge seg der som små nanopartikler, eller de danner en nanometertykk film.

Nanopartiklene som skilles ut på overflaten, er rundt ti nanometer i diameter, mens filmen er noen nanometer tykk.

- Vi oppdaget dette på grunn av de negative aspektene som økt korrosjon, men senere fant vi ut at disse segregeringene av sporelementene kan utnyttes, sier professor Kemal Nisancioglu ved Institutt for materialteknologi, NTNU.

Segregering vil si at stoffer skilles ut.

Krevende materiale

Aluminium er vanskelig å maskinere og vanskelig å lakkere. Overflaten gir dårlig heft, delvis på grunn av nanosegregeringene.

Disse kan lett fjernes med kjemiske prosesser som forbedrer overflatekvaliteten. Nisancioglu og hans medarbeidere forsker på muligheten for at segregeringen kan fungere som smøremiddel.

Nanopartiklene kan skilles ut på grunn av økt temperatur på overflaten under bruk eller bearbeiding.

Det er vanskelig å se segregeringen på overflaten med tradisjonelle metoder. Forskerne har brukt følsomme elektrokjemiske metoder og de mest avanserte elektronmikroskoper, for å vise at det dannes filmer på overflaten.

Slipper blytilsetting

Det fireårige prosjektet har gitt ny kunnskap om mekanismene som opptrer ved bearbeiding og varmebehandling.

Samtidig har det gitt nye ideer til hvordan kunnskapen kan utnyttes. I dag tilsettes bly i aluminiumen for at den skal være lettere å maskinere. Dette kan være et miljøproblem, selv om mengdene er små.

Dersom produsentene i stedet kan nøye seg med sporelementene bly, indium og tinn, som allerede er i aluminiumen, kan blytilsettingen opphøre uten at det går utover maskineringen og slitasjeegenskapene.

En ekstra fordel er at metallet blir mindre sprøtt med mindre bly.

NTNU samarbeider med Det tekniske universitetet i Istanbul om å gjøre slitasjemålinger. Slik instrumentering finnes ikke i Norge. Professor Nisancioglu var i Istanbul i to måneder i fjor, og skal være der i april og mai i år.

Reddet bygningsplatene

Bygningsbransjen har slitt med at lakken på aluminiumsplater falt av. En av årsakene er utskillelsen av nanopartikler på overflaten.

Forskerne ved NTNU og SINTEF fant at ved å fjerne laget med nanopartikler med kjemikalier, festet lakken mye bedre.

Aluminiumsindustrien har tjent mye på resultatene av prosjektet Light Metal Surface Science, en av forløperne til NANOMAT-prosjektet.

LMSS ble avsluttet i fjor. Det var finansiert med 60 prosent fra Forskningsrådet og 40 prosent fra industrien, først og fremst Hydro Aluminium.

Prosjektet ble ledet av SINTEF og hadde foruten Hydro deltakelse av en rekke norske små og mellomstore bedrifter.

Les mer om NANOMAT-prosjektet hos Norges forskningsråd