이곳은 개발을 위한 베타 사이트 입니다.기여내역은 언제든 초기화될 수 있으며, 예기치 못한 오류가 발생할 수 있습니다.문서의 임의 삭제는 제재 대상으로, 문서를 삭제하려면 삭제 토론을 진행해야 합니다. 문서 보기문서 삭제토론 철(원소) (문단 편집) == [[알루미늄]]과의 비교 == 아무래도 현대의 산업에서 철 다음으로 2번째로 저렴하고 많이 쓰이는 금속이 알루미늄이다보니 철과 알루미늄의 특성을 비교하는 경우를 자주 찾아볼 수 있다. * 같은 무게의 알루미늄은 철보다는 더 비싸다.[* 알루미늄은 지각 기준으로 철보다도 양이 더 풍부하지만 산소와의 결합력이 철보다 훨씬 강해서 순수한 금속으로 환원하기가 대단히 어려운 탓에 값이 더 비쌀 수밖에 없다.] * 같은 부피의 알루미늄은 철보다 3배 가볍다. * 동일 부피 대비 강도는 철이 알루미늄보다 압도적으로 뛰어나다. * 경도 역시 철이 더 높다. 그래서 철은 알루미늄보다 스크래치가 덜 난다. * 대신 알루미늄은 가볍기 때문에 [[비강도]]가 좋다. * 철은 강자성체라서 자석에 잘 붙는다. 하지만 알루미늄은 상자성체이기 때문에 통상적으로 자력에 반응하지 않는다. * 생산 난이도는 알루미늄이 더 높다. 광석에서 금속을 제련할 경우 철은 불을 이용한 건식 제련으로 대량 생산이 가능하지만, 알루미늄을 대량생산하기 위해서는 전기분해를 이용한 습식 제련이 필요하다. 즉, 보크사이트에서 알루미늄을 대량으로 제련해 낼 수 있게 된 것은 전기 문명이 발생한 근대 이후의 일이다.[* 시드마이어의 문명 시리즈에서도 잘 구현되어 있다. 그래서 알루미늄은 전기 기술을 개발한 후에야 지도에 등장한다.] 그래서 알루미늄은 철보다 '''훨씬''' 더 늦게 사용되기 시작했다.[* 알루미늄의 대량 제련이 불가능했던 시절에는 '''알루미늄이 금이나 은보다도 더 비싼 귀금속 취급을 받았다.''' 실제로 [[나폴레옹 3세]]는 손님을 대접할 때 자신은 알루미늄제 식기를 사용하고, 손님에게는 은으로 만든 식기를 사용하도록 했는데 지금의 기준에서 보면 대단히 겸손하고 검소한 행동이지만, 당시의 기준에서 보면 엄청나게 비싼 귀금속으로 만든 식기를 사용하는 극도의 사치를 보임으로써 재력과 국력을 과시했던 것이다.] * 내식성은 알루미늄이 압도적이다. 사실 철보다 알루미늄이 산화가 [[이온화 경향|더 잘 되지만]][* 알루미늄 제련이 어려운 이유가 바로 이것이다. 산소와의 결합력이 워낙 강해서 고전적인 건식 제련법으로는 이 결합을 끊어내기가 대단히 어려웠던 것.], 철의 산화물은 피막을 형성하지 못하고 부스러져 떨어져 나가면서 결국 내부까지 부식되어 버리는 것[* 다만 이건 일반적으로 발생하는 철의 붉은 녹인 삼산화이철(Fe,,2,,O,,3,,)에 대한 것이며, 철을 공기 중에서 가열하여 생기는 검은 녹인 사산화삼철(Fe,,3,,O,,4,,)은 알루미늄 산화물과 비슷하게 내부의 철이 산화되는 것을 막아준다.]과는 상대적으로, 알루미늄은 표면에 치밀하고 단단한[* 참고로 알루미늄의 산화물인 산화알루미늄은 [[강옥]]의 주성분이다.] 산화피막을 형성해 표면만 산화되고 내부는 더 이상 녹슬지 않는다. 그래서 철은 물이나 산소에 취약한 반면 알루미늄은 물이나 산소에 아주 강하다. * 하지만 산에는 알루미늄이 더 취약하다. 물론 철도 염산, 질산, 황산 등의 강산에 취약하지만 알루미늄은 더더욱 취약하다.[* 다만 진한 질산의 경우 그 자체가 강력한 산화제이기 때문에 알루미늄의 표면에 산화피막이 형성되는 것을 촉진할 수 있어 다른 산에 비해 침식 속도가 느리다. 철의 경우도 진한 황산에는 의외로 잘 견딘다. 그래서 진한 황산은 철제 용기에 보관하는게 가능하다. 다만 물이 들어가거나 습기가 차지 않도록 주의해야 한다. 황산의 농도가 묽어지는 순간 철제 용기가 엄청난 속도로 부식되어 버린다.] * 강염기 역시 철이 훨씬 잘 견딘다. 철은 강산에는 취약해도 강염기에는 잘 견딘다. 그러나 알루미늄은 강산은 물론 강염기에도 아주 취약하다. 그래서 수산화나트륨과 반응시킬 경우 철은 반응이 일어나지 않는 반면, 알루미늄은 격렬하게 반응하여 녹아버린다. * 염분에는 둘다 취약하나 철보다는 알루미늄이 더 염분에 취약한 편이다. 이는 염분에 포함되어있는 염화 이온이 금속의 산화물 피막을 파괴하는 성질을 가지고 있기 때문이다. 철은 원래부터 산화 피막을 거의[* 아예 만들지 못 하는 것은 아니다. 철의 산화물은 흔히 생각하는 붉은색을 띄는 삼산화이철뿐만이 아니라, 검은색을 띄는 사산화삼철과 같은 형태도 존재하는데 후자의 경우 단단한 피막을 만들 수 있다. 소총의 총신과 같이 딱히 도금이나 도장을 한 것이 아닌데 표면이 검게 처리되어 있는 경우가 바로 이 '검은 녹'을 이용해 피막을 만들어 준 것이다. 다만 일반적인 환경 하에서 발생하기 쉬운 쪽은 붉은 녹인 삼산화이철이기 때문에 철에 녹이 슬었다 하면 붉은색으로 변하며 부스러지는 것을 더 쉽게 떠올리는 것이다.] 만들지 못해 염소 이온의 영향을 알루미늄에 비해 비교적 적게 받지만, 내식 특성을 산화 피막에 전적으로 의존하는 알루미늄은 그 피막이 파괴되어 피막에 의한 보호를 받을 수 없게 되고 결국 높은 이온화 경향으로 인해 부식이 철보다 더 빠르게 일어나게 된다. 물론 어디까지나 염화 이온이 산화물 피막을 파괴한다는 특성에 대한 영향이 크고작은 것일 뿐이며, 종류에 관계없이 물에 녹아있는 이온이 많으면 많을수록 부식이 가속화되는 것은 똑같다. * 내냉성은 알루미늄이 우세하다. 철은 의외로 극저온에 취약해서 액체질소로 얼리면 쉽게 부서진다.[* 이를 '''저온 취성'''이라고 한다.] 하지만 알루미늄은 액체질소에도 잘 부서지지 않는다. * 내열성은 철이 우세하다. 철은 1538°C라는 높은 녹는점 덕에 열에 강한 반면, 알루미늄은 녹는점이 660°C로 비교적 낮아 고열에 노출되면 쉽게 타거나 녹아내린다.[* 다만 알루미늄 산화 피막의 주성분인 산화알루미늄의 녹는점은 2000°C를 넘는다.] * 철은 수소에 취약하다. 철에 수소가 침투하면 갈가리 찢어져버린다.[* 이를 '''수소 취성'''이라고 하며, 이 때문에 수소 공급관에는 철제 파이프를 사용할 수 없다.] 하지만 알루미늄은 수소에 대한 내성이 좋다. * 알루미늄은 갈륨과 만나면 갈가리 찢어져버린다. 하지만 철은 갈륨에 의해 침투파괴 현상이 발생하지 않는다. * 또한 알루미늄은 브로민과도 아주 격렬하게 반응한다. 하지만 철은 브로민과 그닥 심하게 반응은 하지 않는 편이다. * 알루미늄은 수은에도 격렬히 반응한다. 하지만 철은 수은과 전혀 반응하지 않는다.[* 그 때문에 수은을 철제 용기에 담아둘 수 있다.] * 알루미늄은 열전도율이 매우 우수하다. 하지만 철은 금속치고는 열전도가 느린 편이다. * 전기전도율 역시 알루미늄이 더 우세하다. 철은 무거운 데다가 금속치고는 전기전도율이 좋지 못해서(즉, 전기 저항이 큰 편이어서) 전선에 쓰기에는 부적합하다. 반면 알루미늄은 꽤 우수한 전기전도성을 가져서 송전탑의 전선으로 사용되기도 한다.[* 사실 전도율로 따지자면 은, 구리, 금이 더 높다. 하지만 금이나 은은 무게 같은 것을 따지기 이전에 가격이 너무 비싸고, 송전탑의 전선은 매우 굵은데다가 탑과 탑 사이의 거리가 상당히 멀다보니 무거운 [[구리(원소)|구리]]를 사용하면 전선 자체의 무게로 인하여 단선이 되는 등의 문제가 생길 수 있기 때문에 무게가 훨씬 가벼우면서도 전기전도성도 충분히 확보되는 알루미늄 전선을 많이 사용한다.] 주의할 점은 위에 나온 내용은 모두 순철과 순수한 알루미늄에 대한 것이며, 철 합금 및 알루미늄 [[합금]]에 대한 내용이 아니다. 두 금속 모두 합금으로 만들면 단점을 줄여주고 장점을 강화할 수 있어 연구 목적이 아닌 이상은 거의 항상 합금으로 이용한다.[* 몇 가지 사례를 예시로 들면, 순철은 극저온에 취약하지만 일부 강철 합금은 오히려 알루미늄을 능가하는 내냉성을 자랑한다. 또한 순철은 내식성이 나쁘나 철 합금의 일종인 스테인리스강은 금속들의 배합 비율에 따라 알루미늄보다 뛰어난 내식성을 가지기도 한다. 마찬가지로 알루미늄 역시 순수한 알루미늄은 강도가 매우 낮아 구조재로 사용하기가 매우 곤란하지만, [[두랄루민]]과 같은 합금으로 만들면 강도를 크게 개선할 수 있어 다양한 분야에 구조재로서 사용될 수 있다.] 하지만 철의 가격적인 장점과 내열성, 알루미늄의 중량적 장점만큼은 합금으로 만들더라도 어쩔 수 없기 때문에[* 합금은 녹는점이 순수 금속보다도 낮기 때문에 합금으로 만들면 오히려 내열성이 나빠진다.] 대체적으로 철과 그의 합금은 가성비나 높은 내열성 및 고강도가[* 물론 알루미늄 합금도 충분히 강하긴 하지만, 작정하고 고강도에 초점을 맞춰 제조한 철 합금에는 비할 바가 되지 못 한다.] 요구되는 분야에서, 알루미늄 및 그의 합금은 경량화가 중요한 분야에서 주로 사용된다.저장 버튼을 클릭하면 당신이 기여한 내용을 CC-BY-NC-SA 2.0 KR으로 배포하고,기여한 문서에 대한 하이퍼링크나 URL을 이용하여 저작자 표시를 하는 것으로 충분하다는 데 동의하는 것입니다.이 동의는 철회할 수 없습니다.캡챠저장미리보기