ประวัติอลูมิเนียม (ALI)

ประวัติอลูมิเนียม

แม้ว่า อะลูมิเนียม จะเป็นธาตุที่หายากมาก แต่มนุษย์ไม่ทราบถึงการมีอยู่ของมันในรูปแบบโลหะบริสุทธิ์มานานหลายศตวรรษ เนื่องจากความซับซ้อนของการสกัดมันมาจากแร่ อย่างไรก็ตาม การใช้สารประกอบอะลูมิเนียม เช่น สารส้ม ได้รับการบันทึกไว้ตั้งแต่ศตวรรษที่ 5 ก่อนคริสต์ศักราช โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการย้อมสี ความสำคัญของสารส้มในการย้อมสีทำให้สารส้มกลายเป็น สินค้าทางการค้า ที่มีคุณค่าในช่วงยุคกลาง จนกระทั่งถึงยุคเรอเนซองส์ที่นักวิชาการเริ่มสงสัยว่าสารส้มมีองค์ประกอบที่ไม่รู้จัก เมื่อถึงยุคแห่งการตรัสรู้ พวกเขาระบุธาตุนี้ซึ่งก็คืออลูมินาว่าเป็นออกไซด์ของโลหะใหม่ ในปี 1825 นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก Hans Christian Ørsted ตามมาด้วยนักเคมีชาวเยอรมัน Friedrich Wöhler ได้เปิดตัวอะลูมิเนียมสู่โลกอย่างเป็นทางการ

ความท้าทายเบื้องต้นในการกลั่นอะลูมิเนียมทำให้มีราคาแพงกว่าทองคำและไม่เหมาะสำหรับการใช้งานทั่วไป อุปสรรคด้านต้นทุนที่สูงนี้เริ่มคลี่คลายลงในปี 1856 ด้วยการคิดค้นกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรมครั้งแรกโดยนักเคมีชาวฝรั่งเศส Henri Étienne Sainte-Claire Deville การเข้าถึงได้เพิ่มขึ้นอย่างมากด้วยการพัฒนากระบวนการ Hall–Héroult ขึ้นโดยอิสระในปี 1886 โดยวิศวกรชาวฝรั่งเศส Paul Héroult และวิศวกรชาวอเมริกัน Charles Martin Hall ตามมาอย่างใกล้ชิดด้วยกระบวนการ Bayer ในปี 1889 ซึ่งริเริ่มโดยนักเคมีชาวออสเตรีย Carl Joseph Bayer วิธีการอันล้ำสมัยเหล่านี้ปฏิวัติการผลิตอะลูมิเนียมและยังคงเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมในปัจจุบัน

ความสามารถในการผลิตอะลูมิเนียมจำนวนมากช่วยปลดปล่อยศักยภาพ นำไปสู่การใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมและชีวิตประจำวัน คุณสมบัติน้ำหนักเบาและทนต่อการกัดกร่อนได้รับการพิสูจน์อย่างล้ำค่าในด้านวิศวกรรมและการก่อสร้าง ทำให้มั่นใจได้ว่าบทบาทในฐานะทรัพยากรที่สำคัญในการผลิตเครื่องบินในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 และ 2 เป็นผลให้การผลิตอะลูมิเนียมทั่วโลกเติบโตอย่างรวดเร็ว โดยเพิ่มขึ้นจากเพียง 6,800 เมตริกตันในปี 1900 เป็น 2,810,000 ตันในปี 1954 การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วนี้ส่งผลให้อะลูมิเนียมแซงหน้า ทองแดง ในฐานะผู้นำที่ไม่ใช่เหล็ก โลหะในโลก

ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 อะลูมิเนียมเริ่มถูกนำมาใช้ในภาคการขนส่งและบรรจุภัณฑ์มากขึ้น อย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้านี้ต้องแลกมาด้วยต้นทุนที่ต่ำ เนื่องจากความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมเกี่ยวกับการผลิตอะลูมิเนียมเริ่มปรากฏขึ้น ดังนั้น การรีไซเคิลอะลูมิเนียมจึงกลายเป็นแนวทางที่ยั่งยืนมากขึ้น ในช่วงทศวรรษ 1970 อะลูมิเนียมได้เข้าสู่ตลาดสินค้าโภคภัณฑ์ ซึ่งตรงกับช่วงที่การผลิตเปลี่ยนจากประเทศพัฒนาแล้วไปเป็นประเทศกำลังพัฒนา ภายในปี 2010 จีนได้กลายมาเป็นผู้เล่นหลักทั้งในด้านการผลิตและการบริโภคอะลูมิเนียม การผลิตทั่วโลกยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยแตะระดับ 58,500,000 เมตริกตันในปี 2015 ตอกย้ำสถานะของอะลูมิเนียมในฐานะผู้นำที่ไม่มีใครโต้แย้งในด้านการผลิตโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก

ประวัติศาสตร์ยุคแรก

สารส้ม ซึ่งเป็นสารประกอบของอะลูมิเนียม มีประวัติศาสตร์อันยาวนานและเป็นที่เล่าขาน อารยธรรมโบราณตั้งแต่ศตวรรษที่ 5 ก่อนคริสตกาล ต่างก็ตระหนักถึงคุณค่าของสารส้ม นักประวัติศาสตร์ชาวกรีก เฮโรโดตัส ได้บันทึกการใช้สารส้มเป็นสารกัดสีในการย้อมสี เป็นสารที่ใช้ในทางการแพทย์ เป็นสารเคมีที่ใช้ในการบด และเป็นสารเคลือบหน่วงไฟสำหรับไม้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเสริมความแข็งแรงให้กับโครงสร้างเพื่อป้องกันการวางเพลิง แม้ว่าการใช้สารส้มจะเป็นที่รู้จักกันดี แต่โลหะอะลูมิเนียมเองยังคงไม่มีการค้นพบ

ที่น่าสนใจคือ นักเขียนชาวโรมันชื่อเพโทรเนียสได้เล่าถึงแก้วชนิดพิเศษที่นำมาถวายจักรพรรดิในงานของเขาชื่อ Satyricon แก้วชนิดนี้มีความทนทานอย่างน่าทึ่ง โดยจะเสียรูปเมื่อถูกกระแทกแทนที่จะแตกเป็นเสี่ยงๆ และสามารถเปลี่ยนรูปร่างได้ด้วยค้อน จักรพรรดิทรงหวั่นเกรงว่าทองคำจะเสื่อมค่าลง จึงทรงสั่งให้ประหารชีวิตนักประดิษฐ์เพื่อระงับการค้นพบนี้ เรื่องราวที่คล้ายคลึงกันนี้ปรากฏในงานของพลินีผู้เฒ่าและคาสเซียส ดิโอ แม้ว่าจะมีการถกเถียงกันถึงความแท้จริงก็ตาม บางคนคาดเดาว่าแก้วที่ทนทานนี้อาจเป็นอลูมิเนียมในยุคแรกๆ หลักฐานเพิ่มเติมบ่งชี้ว่าโลหะผสมอลูมิเนียมอาจผลิตขึ้นในประเทศจีนในช่วงราชวงศ์จิ้น (ค.ศ. 266-420)

หลังจากสงครามครูเสด สารส้มกลายเป็นสินค้าสำคัญในการค้าระหว่างประเทศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งจำเป็นต่ออุตสาหกรรมสิ่งทอของยุโรป ในขณะที่เหมืองสารส้มขนาดเล็กดำเนินการในยุโรปนิกายโรมันคาธอลิก ตะวันออกกลางยังคงเป็นแหล่งที่มาหลัก โดยการค้าส่วนใหญ่เกิดขึ้นในทะเลเมดิเตอร์เรเนียน การเปลี่ยนแปลงนี้เปลี่ยนไปในช่วงกลางศตวรรษที่ 15 เมื่อจักรวรรดิออตโตมันเพิ่มภาษีส่งออกสารส้มอย่างมาก ไม่นานหลังจากนั้น ได้มีการค้นพบแหล่งสารส้มจำนวนมากในอิตาลี สมเด็จพระสันตปาปาปิอุสที่ 2 ทรงใช้ประโยชน์จากการค้นพบนี้และทรงห้ามการนำเข้าสารส้มจากตะวันออกทั้งหมด โดยทรงใช้กำไรจากแหล่งใหม่นี้เพื่อระดมทุนในการทำสงครามกับจักรวรรดิออตโตมัน สารส้มของอิตาลีกลายมาเป็นรากฐานสำคัญของผลิตภัณฑ์ยาในยุโรป แต่ในที่สุด นโยบายด้านราคาของรัฐบาลพระสันตปาปาก็ทำให้ประเทศอื่นๆ แสวงหาแหล่งที่มาของตนเอง ดังนั้น การทำเหมืองสารส้มขนาดใหญ่จึงแพร่กระจายไปยังภูมิภาคอื่นๆ ของยุโรปในศตวรรษที่ 16

ธรรมชาติอันลึกลับของสารส้มทำให้บรรดานักวิชาการสับสนในช่วงรุ่งอรุณของยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา จนกระทั่งราวปี ค.ศ. 1530 พาราเซลซัส แพทย์ชาวสวิสจึงได้แยกสารส้มออกจากซัลเฟต (ซัลเฟต) และเสนอให้จำแนกสารส้มเป็นเกลือดิน ในปี ค.ศ. 1595 อันเดรียส ลิบาเวียส แพทย์และนักเคมีชาวเยอรมันได้ทดลองพิสูจน์ให้เห็นว่าสารส้ม ซัลเฟตสีเขียว และซัลเฟตสีน้ำเงินมีกรดเหมือนกันแต่มีองค์ประกอบทางดินต่างกัน เขาตั้งชื่อดินที่ไม่รู้จักซึ่งพบในสารส้มว่า "อะลูมินา" ในปี ค.ศ. 1702 จอร์จ เอิร์นสท์ สตาห์ล นักเคมีชาวเยอรมันได้ตั้งสมมติฐานว่าฐานของสารส้มมีความคล้ายคลึงกับปูนขาวหรือชอล์ก ซึ่งเป็นความเข้าใจผิดที่ยังคงมีอยู่ในแวดวงวิทยาศาสตร์มาเป็นเวลาครึ่งศตวรรษต่อมา ฟรีดริช ฮอฟฟ์มันน์ นักเคมีชาวเยอรมันได้คัดค้านมุมมองนี้ในปี ค.ศ. 1722 โดยเสนอว่าฐานของสารส้มคือดินที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ความคิดนี้ได้รับการส่งเสริมโดยนักเคมีชาวฝรั่งเศส Étienne Geoffroy Saint-Hilaire ในปี 1728 ซึ่งแม้ว่าเขาจะเข้าใจผิดว่าการเผาดินจะทำให้เกิดซิลิกา แต่เขายืนยันว่าสารส้มเกิดจากปฏิกิริยาระหว่างดินที่ไม่รู้จักกับกรดซัลฟิวริก จนกระทั่งในปี 1785 นักเคมีและเภสัชกรชาวเยอรมัน Johann Christian Wiegleb จึงแก้ไขข้อผิดพลาดของ Geoffroy ได้ โดยแสดงให้เห็นว่าดินที่เป็นสารส้มนั้นไม่สามารถสังเคราะห์จากซิลิกาและด่างได้ ซึ่งขัดกับความเชื่อที่แพร่หลาย นักเคมีชาวฝรั่งเศส Jean Gello ได้พิสูจน์ให้เห็นว่าดินในดินเหนียวและดินที่เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างด่างกับสารส้มนั้นมีลักษณะเหมือนกันในปี 1739 เพื่อตอกย้ำความโดดเด่นของฐานของสารส้มให้ชัดเจนยิ่งขึ้น นักเคมีชาวเยอรมัน โยฮันน์ ไฮน์ริช พ็อตต์ แสดงให้เห็นในปี ค.ศ. 1746 ว่าตะกอนที่เกิดจากการเติมด่างลงในสารละลายสารส้มนั้นต่างจากทั้งปูนขาวและชอล์ก

ความก้าวหน้าเกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1754 เมื่อ Andreas Sigismund Marggraf นักเคมีชาวเยอรมันสามารถสังเคราะห์ดินจากสารส้มได้สำเร็จ โดยวิธีการของเขาเกี่ยวข้องกับการต้มดินเหนียวในกรดซัลฟิวริกและการนำโพแทชเข้ามา เขาสังเกตว่าการเติมโซดา โพแทช หรือด่างใดๆ ลงในสารละลายดินที่สังเคราะห์ใหม่ในกรดซัลฟิวริกนี้ส่งผลให้เกิดสารส้ม Marggraf สังเกตความสามารถในการละลายในกรดหลังจากการอบแห้ง และระบุว่าดินนี้เป็นด่าง งานของเขายังขยายไปถึงการอธิบายเกลือของดินนี้ด้วย ซึ่งได้แก่ คลอไรด์ ไนเตรต และอะซิเตท ในปี ค.ศ. 1758 Pierre Macquer นักเคมีชาวฝรั่งเศสได้เปรียบเทียบระหว่างอะลูมินาและดินโลหะ ซึ่งมุมมองนี้ได้รับความเห็นพ้องจากเพื่อนร่วมชาติของเขา นักเคมี Théodore Baron d'Hénouville ในปี ค.ศ. 1760 ซึ่งแสดงความมั่นใจในเอกลักษณ์ของอะลูมินาในฐานะดินโลหะ

นักเคมีชาวสวีเดน Torbern Bergman ได้ขยายความเข้าใจเกี่ยวกับสารส้มในปี 1767 โดยสังเคราะห์สารส้มโดยใช้สองวิธีที่แตกต่างกัน คือ การต้มอะลูไนต์ในกรดซัลฟิวริกและเติมโพแทชลงในสารละลาย และการทำปฏิกิริยาระหว่างโพแทสเซียมซัลเฟตกับดินของสารส้ม จากการทดลองเหล่านี้ เขาได้พิสูจน์เอกลักษณ์ของสารส้มว่าเป็นเกลือคู่ เพื่อความชัดเจนยิ่งขึ้น นักเคมีเภสัชกรรมชาวเยอรมันและสวีเดน Carl Wilhelm Scheele ได้พิสูจน์ในปี 1776 ว่าทั้งสารส้มและซิลิกามีต้นกำเนิดมาจากดินเหนียวเหมือนกัน และไม่มีซิลิกอนผสมอยู่ด้วย ในปี 1782 นักเคมีชาวฝรั่งเศสชื่อดัง Antoine Lavoisier ได้จำแนกสารส้มว่าเป็นออกไซด์ของโลหะ โดยเสนอว่าสารนี้จับกับออกซิเจนได้ดีมากจนไม่มีตัวรีดักชันที่รู้จักตัวใดสามารถทำลายพันธะได้

ในปี ค.ศ. 1815 นักเคมีชาวสวีเดนชื่อ Jöns Jacob Berzelius ได้เสนอสูตร AlO3 สำหรับอะลูมินา อย่างไรก็ตาม นักเคมีชาวเยอรมันชื่อ Eilhard Mitscherlich ได้เสนอสูตรที่ถูกต้องเป็น Al2O3 ในปี ค.ศ. 1821 การแก้ไขนี้พิสูจน์ให้เห็นว่าเป็นเครื่องมือสำคัญในการกำหนดน้ำหนักอะตอมที่แม่นยำของโลหะในเวลาต่อมาของ Berzelius: 27

การผลิตภาคอุตสาหกรรม

ในปี ค.ศ. 1854 ที่สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งปารีส นักเคมีชาวฝรั่งเศส Henri Étienne Sainte-Claire Deville ได้เปิดเผยวิธีการผลิตอะลูมิเนียมในอุตสาหกรรมที่ก้าวล้ำ กระบวนการของเขาเกี่ยวข้องกับการลดปริมาณอะลูมิเนียมคลอไรด์โดยใช้โซเดียม ซึ่งเป็นทางเลือกที่ใช้งานได้จริงและคุ้มต้นทุนมากกว่าโพแทสเซียมที่ Wöhler ใช้ นวัตกรรมนี้ทำให้ Deville สามารถสร้างแท่งโลหะได้สำเร็จ เมื่อทรงสนใจในศักยภาพของการใช้งานทางการทหาร นโปเลียนที่ 3 จึงได้ให้คำมั่นว่าจะสนับสนุนทางการเงินจำนวนมากสำหรับงานวิจัยของ Deville โดยหวังว่าจะจัดหาอาวุธ หมวกกันน็อค ชุดเกราะ และอุปกรณ์อื่นๆ ที่ทำจากโลหะชนิดใหม่ที่มีความแวววาวและน้ำหนักเบาให้กับกองทัพฝรั่งเศส แม้ว่าจะยังไม่พร้อมสำหรับการจัดแสดงต่อสาธารณะ แต่เสน่ห์ของอะลูมิเนียมนั้นทำให้เชื่อกันว่านโปเลียนได้จัดงานเลี้ยงที่แขกผู้มีเกียรติรับประทานอาหารพร้อมกับช้อนส้อมอะลูมิเนียม ซึ่งเป็นสิทธิพิเศษที่ผู้อื่นๆ จะต้องยอมรับเมื่อต้องใช้ทองคำจะต้องสูญเสียไป

นิทรรศการโลกปี 1855 ถือเป็นนิทรรศการสาธารณะครั้งแรกที่ประกอบด้วยแท่งอะลูมิเนียมขนาดเล็กจำนวน 12 แท่ง ได้รับการขนานนามว่า "เงินจากดินเหนียว" เนื่องจากมีความคล้ายคลึงกับเงินอย่างมาก โลหะนี้จึงดึงดูดความสนใจเป็นอย่างมาก และจุดประกาย การเก็งกำไร อย่างกว้างขวางเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้ศักยภาพในงานศิลปะ ดนตรี การแพทย์ ศิลปะการประกอบอาหารและเครื่องใช้บนโต๊ะอาหาร นักเขียนรุ่นบุกเบิกในยุคนั้น รวมถึง Charles Dickens, Nikolay Chernyshevsky และ Jules Verne จินตนาการถึงอนาคตที่หล่อหลอมด้วยอะลูมิเนียม อย่างไรก็ตามการต้อนรับก็ไม่ได้ปราศจากคำวิจารณ์ หนังสือพิมพ์บางฉบับเพิกเฉยต่อการโฆษณาเกินจริงในช่วงแรก โดยอ้างว่าปริมาณที่จัดแสดงเพียง 1 กิโลกรัม นั้นไม่เป็นไปตามความคาดหมาย และทำให้เกิดข้อสงสัยต่อผลกระทบในการปฏิวัติของโลหะดังกล่าว แม้จะมีความกังขาเช่นนี้ แต่ในที่สุดนิทรรศการก็ได้ปูทางไปสู่การจำหน่ายอะลูมิเนียมในเชิงพาณิชย์ ในปีนั้น อลูมิเนียมเข้าสู่ตลาดในราคา 300 ฟรังก์ต่อกิโลกรัม ที่งานปารีสในปี 1867 มีการจัดแสดงลวดอลูมิเนียม อลูมิเนียมฟอยล์ และโลหะผสมใหม่ - อลูมิเนียมบรอนซ์ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความอเนกประสงค์ของโลหะนี้ ต้นทุนการผลิตที่ประหยัด ความต้านทานการกัดกร่อนที่น่าประทับใจ และคุณสมบัติทางกลที่ต้องการ

ความพยายามในช่วงแรกในการผลิตอลูมิเนียมเพื่อการค้าถูกขัดขวางด้วยปัจจัยหลายประการ ผู้ผลิตลังเลที่จะหันเหทรัพยากรออกไปจากโลหะที่มีอยู่แล้ว เช่น เหล็กและทองแดง โดยเลือกที่จะมุ่งเน้นไปที่วัสดุที่เป็นที่รู้จักและขายได้ง่ายเหล่านี้มากกว่า นอกจากนี้ อลูมิเนียมที่ผลิตขึ้นในเวลานั้นมักไม่บริสุทธิ์ โดยคุณสมบัติของมันจะแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละล็อต ความไม่สอดคล้องกันนี้ทำให้ภาคอุตสาหกรรมต่างๆ ไม่เต็มใจที่จะยอมรับโลหะชนิดใหม่นี้

แม้จะเผชิญกับความท้าทายเหล่านี้ แต่เดอวิลล์และหุ้นส่วนของเขาก็ได้ก่อตั้งโรงงานผลิตอลูมิเนียมสำหรับอุตสาหกรรมแห่งแรกของโลกขึ้นที่เมืองรูอ็องในปี 1856 ต่อมาโรงหลอมแห่งนี้ก็ถูกย้ายหลายครั้ง และสุดท้ายก็ไปตั้งรกรากที่เมืองซาแลงดร์ ในปี 1858 เดอวิลล์ได้ปรับปรุงกระบวนการของเขาโดยใช้บ็อกไซต์เป็นแหล่งอะลูมินาหลัก ต่อมา เขาได้ขายส่วนแบ่งอลูมิเนียมของเขาให้กับ Compagnie d'Alais et de la Camargue ของอองรี แมร์ล ซึ่งเป็นบริษัทที่ครองตลาดอลูมิเนียมในฝรั่งเศสมาหลายทศวรรษ

แม้ว่ากระบวนการของเดอวิลล์จะถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญ แต่ก็ยังมีข้อจำกัดอยู่บ้าง ผลผลิตยังคงค่อนข้างต่ำ โดยในปี พ.ศ. 2415 เหลือเพียง 1.8 เมตริกตัน ความต้องการอะลูมิเนียมก็มีจำกัดเช่นกัน โดยโลหะชนิดนี้มักถูกเปรียบเทียบกับเงิน และส่วนใหญ่นำไปใช้ทำของตกแต่งและเครื่องประดับ

ตลอดช่วงทศวรรษ 1880 โรงงานผลิตแห่งใหม่เกิดขึ้น โดยแต่ละแห่งพยายามปรับปรุงกระบวนการและปรับปรุงความบริสุทธิ์ของอะลูมิเนียมที่ผลิตขึ้น เจมส์ เฟิร์น เว็บสเตอร์ วิศวกรชาวอังกฤษประสบความสำเร็จอย่างโดดเด่นในปี 1882 โดยใช้วิธีการของเขาในการผลิตอะลูมิเนียมที่บริสุทธิ์กว่าของเดอวิลล์อย่างเห็นได้ชัด ในอเมริกา วิลเลียม ฟริชมุทได้ปรับปรุงกระบวนการผลิตโดยรวมการผลิตโซเดียม อะลูมินา และอะลูมิเนียมเข้าเป็นกระบวนการเดียว ขณะที่นวัตกรรมการผลิตโซเดียมของแฮมิลตัน แคสเนอร์ช่วยลดต้นทุนของอะลูมิเนียมได้อย่างมาก แม้จะมีความก้าวหน้าเหล่านี้ แต่การนำอะลูมิเนียมมาใช้อย่างแพร่หลายยังคงเป็นเรื่องยาก เนื่องจากต้นทุนการผลิตที่สูงและการใช้งานในอุตสาหกรรมที่จำกัด

การใช้อลูมิเนียมจำนวนมาก

การลดลงของ ราคาอะลูมิเนียม ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 นำไปสู่การใช้อย่างแพร่หลายในสิ่งของต่างๆ ในชีวิตประจำวัน ตั้งแต่เครื่องประดับและกรอบแว่นตา ไปจนถึงอุปกรณ์เกี่ยวกับสายตา ตั้งแต่เครื่องประดับ กรอบแว่นตา ไปจนถึงเครื่องมือวัดแสง ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 มีการใช้อะลูมิเนียมเพิ่มขึ้นอย่างมาก เครื่องครัวที่ทำจากโลหะน้ำหนักเบาชนิดนี้เริ่มเข้ามาแทนที่หม้อและกระทะที่ทำจากทองแดงและเหล็กหล่อแบบดั้งเดิมในช่วงต้นทศวรรษปี 1900 ซึ่งตรงกับช่วงที่แผ่นอะลูมิเนียมได้รับความนิยมมากขึ้น นักโลหะวิทยาค้นพบว่าการผสมอะลูมิเนียมกับโลหะอื่นๆ จะช่วยเพิ่มความแข็งแรงโดยไม่กระทบต่อน้ำหนักที่เบาของมัน ส่งผลให้เกิดการพัฒนาโลหะผสม เช่น อะลูมิเนียมบรอนซ์ ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการต่อเรือและการบินเนื่องจากมีความยืดหยุ่นและแข็งแรง การประดิษฐ์ดูราลูมินในปี 1903 ทำให้การใช้อะลูมิเนียมในการบินเพิ่มมากขึ้น โดยเฉพาะในการสร้างเครื่องยนต์ของเครื่องบินไรท์ฟลายเออร์

การรีไซเคิลอะลูมิเนียมเริ่มขึ้นในต้นศตวรรษที่ 20 ซึ่งเป็นแนวทางปฏิบัติที่ได้รับความนิยมอย่างรวดเร็ว ความสามารถในการรีไซเคิลอะลูมิเนียมซ้ำแล้วซ้ำเล่าโดยไม่เสื่อมสภาพทำให้อะลูมิเนียมเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับกระบวนการนี้ ในช่วงแรก อะลูมิเนียมที่ยังไม่ผ่านผู้บริโภคเท่านั้นที่ได้รับการรีไซเคิล อย่างไรก็ตาม สงครามโลกครั้งที่ 1 ปะทุขึ้น ทำให้ความต้องการอะลูมิเนียมเพิ่มสูงขึ้นอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับส่วนประกอบเครื่องบินที่มีน้ำหนักเบาแต่แข็งแรง รัฐบาลทั่วโลกลงทุนอย่างหนักในการผลิตอะลูมิเนียม โดยอุดหนุนโรงงานและเสริมโครงข่ายไฟฟ้าเพื่อตอบสนองความต้องการที่พุ่งสูงขึ้น ผลผลิตทั่วโลกพุ่งสูงขึ้นจาก 6,800 เมตริกตันในปี 1900 เป็นมากกว่า 100,000 เมตริกตันในปี 1916 อย่างไรก็ตาม การเติบโตนี้ไม่สามารถตามทันความต้องการในช่วงสงคราม ทำให้การรีไซเคิลอะลูมิเนียมเพิ่มขึ้นอย่างมาก

ในช่วงหลังสงครามการผลิตอะลูมิเนียมลดลง ตามมาด้วยการเติบโตอย่างรวดเร็ว ราคาที่แท้จริงของอะลูมิเนียมลดลงอย่างต่อเนื่องตลอดครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20 โดยดิ่งลงจาก 14,000 ดอลลาร์ต่อตันในปี 1900 เหลือ 2,340 ดอลลาร์ในปี 1948 ยกเว้นการพุ่งสูงขึ้นในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 ราคาที่เอื้อมถึงนี้ประกอบกับความอุดมสมบูรณ์ของราคาได้นำไปสู่การนำไปใช้ในการใช้งานที่หลากหลาย เยอรมนีกำลังดิ้นรนกับภาวะเงินเฟ้อรุนแรง ในปี 1919 ได้เริ่มเปลี่ยนเหรียญเงินเป็นเหรียญอะลูมิเนียม ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 อลูมิเนียมแพร่หลายมากขึ้น และถือเป็นวัตถุดิบหลักในครัวเรือนทั่วโลก

ทศวรรษปี 1930 ถือเป็นจุดเปลี่ยนสำหรับอลูมิเนียม เนื่องจากอลูมิเนียมได้เข้าสู่ขอบเขตของงานวิศวกรรมโยธา ซึ่งใช้ในงานโครงสร้างและงานตกแต่งภายใน ในเวลาเดียวกัน การใช้อลูมิเนียมในงานวิศวกรรมทางทหาร โดยเฉพาะในเครื่องบินและเครื่องยนต์รถถังก็ขยายตัวมากขึ้น อุตสาหกรรมการขนส่งได้รับประโยชน์จากคุณสมบัติน้ำหนักเบาของอลูมิเนียมจากการนำรถบรรทุกสินค้าอลูมิเนียมมาใช้ในปี 1931 ซึ่งทำให้มีความจุในการขนส่งสินค้าที่มากขึ้น

แม้ว่าการรีไซเคิลจะเติบโตขึ้น แต่การรีไซเคิลอะลูมิเนียมขั้นต้นยังคงเหนือกว่าเนื่องจากความท้าทายในการรักษาเคมีให้สม่ำเสมอและการกำจัดสิ่งเจือปนอย่างมีประสิทธิภาพระหว่างกระบวนการรีไซเคิล ปัจจัยต่างๆ เช่น ราคาพลังงานที่ผันผวนยังส่งผลกระทบต่ออัตราการรีไซเคิลอีกด้วย ตัวอย่างเช่น เมื่อราคาพลังงานในสหรัฐอเมริกาลดลงในช่วงปลายทศวรรษปี 1930 การผลิตอะลูมิเนียมขั้นต้นโดยใช้กระบวนการ Hall–Héroult ซึ่งใช้พลังงานมากนั้นมีความคุ้มทุนมากกว่า ส่งผลให้การรีไซเคิลอะลูมิเนียมลดลง อย่างไรก็ตาม ในปี 1940 การรีไซเคิลอะลูมิเนียมหลังการบริโภคจำนวนมากก็กลายเป็นความจริง

สงครามโลกครั้งที่ 2 ส่งผลให้การผลิตอะลูมิเนียมเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยเกินหนึ่งล้านเมตริกตันเป็นครั้งแรกในปี 1941 การใช้ในการผลิตเครื่องบินทำให้อะลูมิเนียมเป็นสินทรัพย์เชิงยุทธศาสตร์ที่สำคัญ ความสำคัญของอะลูมิเนียมมีมากจนถึงขนาดที่เมื่อบริษัท Alcoa ซึ่งเป็นกำลังสำคัญในการผลิตอะลูมิเนียมของอเมริกาในขณะนั้นลังเลที่จะเพิ่มปริมาณการผลิต รัฐมนตรีว่าการกระทรวงมหาดไทยของสหรัฐฯ ได้ประกาศอย่างโด่งดังในปี 1941 ว่า "หากอเมริกาแพ้สงคราม ก็ต้องขอบคุณบริษัทอะลูมิเนียมแห่งอเมริกา" เยอรมนี ซึ่งเป็นผู้ผลิตอะลูมิเนียมรายใหญ่ในปี 1939 ถือว่าข้อได้เปรียบนี้เป็นสิ่งสำคัญในการทำสงคราม เหรียญอะลูมิเนียมซึ่งเป็นสัญลักษณ์ของการเสื่อมถอยในตอนแรก ได้กลายมาเป็นตัวแทนของอำนาจในปี 1939 อย่างไรก็ตาม ในปี 1941 เหรียญอะลูมิเนียมถูกถอนออกจากการหมุนเวียนเพื่อเก็บรักษาโลหะไว้สำหรับวัตถุประสงค์ทางการทหาร หลังจากที่เหรียญอะลูมิเนียมเข้าสู่สงครามในปี 1940 สหราชอาณาจักรได้ริเริ่มโครงการรีไซเคิลอะลูมิเนียมขนาดใหญ่ โดยรัฐมนตรีว่าการกระทรวงการผลิตเครื่องบินได้เรียกร้องให้ประชาชนบริจาคอะลูมิเนียมในครัวเรือนที่มีอยู่สำหรับการสร้างเครื่องบิน ระหว่างปี 1941 ถึง 1945 สหภาพโซเวียตได้รับอะลูมิเนียม 328,100 เมตริกตันจากพันธมิตร ซึ่งมีความสำคัญต่อการผลิตเครื่องบินและเครื่องยนต์รถถัง คาดว่าหากไม่มีอะลูมิเนียมเหล่านี้ การผลิตเครื่องบินของสหภาพโซเวียตอาจลดลงเหลือครึ่งหนึ่ง

แม้ว่าการผลิตทั่วโลกจะลดลงในช่วงสั้นๆ หลังสงคราม แต่ในไม่ช้าก็กลับมาเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ในปีพ.ศ. 2497 ผลผลิตทั่วโลกเพิ่มขึ้นถึง 2,810,000 เมตริกตัน ซึ่งเกินทองแดง และทำให้อลูมิเนียมเป็นโลหะที่ไม่ใช่เหล็กที่ผลิตมากที่สุด รองจากเหล็กเท่านั้นในด้านการผลิตโลหะโดยรวม

ยุคอลูมิเนียม

การส่งดาวเทียมเทียมดวงแรกของโลกขึ้นสู่อวกาศในปี 1957 ซึ่งสร้างจากซีกอลูมิเนียมสองซีกที่เชื่อมติดกัน ถือเป็นจุดเริ่มต้นของการใช้อลูมิเนียมอย่างแพร่หลายในยานอวกาศ ที่น่าสนใจคือ กระป๋องอลูมิเนียมซึ่งผลิตขึ้นครั้งแรกในปี 1956 เริ่มมีการนำไปใช้เป็นภาชนะบรรจุเครื่องดื่มในปี 1958 ในช่วงทศวรรษ 1960 อลูมิเนียมถูกนำไปใช้ในการผลิตสายไฟและสายเคเบิล และตั้งแต่ทศวรรษ 1970 เป็นต้นมา อลูมิเนียมมีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่สูง จึงทำให้อลูมิเนียมเป็นตัวเลือกที่นิยมใช้ในการสร้างรถไฟความเร็วสูง และส่งผลให้อลูมิเนียมมีบทบาทในอุตสาหกรรมยานยนต์มากขึ้น

ภายในปี 1955 ตลาดอลูมิเนียมโลกถูกครอบงำโดยผู้เล่นหลัก 6 ราย ได้แก่ Alcoa, Alcan (ซึ่งมีต้นกำเนิดจาก Alcoa), Reynolds, Kaiser, Pechiney (การควบรวมกิจการของ Compagnie d'Alais et de la Camargue ซึ่งเข้าซื้อกิจการโรงหลอมของ Deville และ Société électrométallurgique française ซึ่งจ้างงาน Héroult) และ Alusuisse (ผู้สืบทอด Aluminium Industrie Aktien Gesellschaft ของ Héroult) บริษัทเหล่านี้ครองส่วนแบ่งการตลาดรวมกัน 86% เป็นเวลาเกือบสามทศวรรษหลังจากปี 1945 การบริโภคอลูมิเนียมมีอัตราการเติบโตเกือบคงที่ 10% ต่อปี ซึ่งขับเคลื่อนโดยการใช้งานที่ขยายตัวในอาคาร สายไฟฟ้า แผ่นฟอยล์พื้นฐาน และอุตสาหกรรมเครื่องบิน การถือกำเนิดของกระป๋องเครื่องดื่มอลูมิเนียมในช่วงต้นทศวรรษ 1970 ช่วยผลักดันการเติบโตนี้ให้เพิ่มขึ้นอีก การเพิ่มขึ้นของปริมาณการผลิตนี้ ประกอบกับความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและต้นทุนการสกัดและการประมวลผลที่ลดลง ส่งผลให้ราคาจริงของอะลูมิเนียมลดลงจนถึงต้นทศวรรษปี 1970 ในปี 1973 ราคาจริงลดลงเหลือ 2,130 ดอลลาร์ต่อเมตริกตัน (เป็นดอลลาร์สหรัฐในปี 1998) การผลิตอะลูมิเนียมทั่วโลกทะลุ 10,000,000 เมตริกตันเป็นครั้งแรกในปี 1971

ในช่วงปลายทศวรรษ 1960 รัฐบาลเริ่มตระหนักถึงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากขยะอุตสาหกรรม มีการนำกฎระเบียบมาใช้เพื่อส่งเสริมการรีไซเคิลและการกำจัดขยะ แม้ว่าขั้วบวกของ Söderberg จะมีต้นทุนที่คุ้มค่าในแง่ของเงินทุนและแรงงานในการอบขั้วบวก แต่ก็ส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมเนื่องจากความท้าทายในการดักจับและกำจัดควันจากการอบ ส่งผลให้ขั้วบวกเหล่านี้ไม่เป็นที่นิยมอีกต่อไป และอุตสาหกรรมจึงหันกลับไปใช้ขั้วบวกที่อบไว้ล่วงหน้าอีกครั้ง เพื่อพยายามป้องกันข้อจำกัดที่อาจเกิดขึ้นกับกระป๋องอลูมิเนียม อุตสาหกรรมอลูมิเนียมจึงเริ่มส่งเสริมการรีไซเคิลกระป๋องอลูมิเนียม ซึ่งกระตุ้นให้เกิดการรีไซเคิลอลูมิเนียมหลังการบริโภค ตัวอย่างเช่น ในสหรัฐอเมริกา อัตราการรีไซเคิลอลูมิเนียมประเภทนี้เพิ่มขึ้น 3.5 เท่าจากปี 1970 ถึงปี 1980 และเพิ่มขึ้นอีก 7.5 เท่าในปี 1990 ต้นทุนการผลิตอลูมิเนียมขั้นต้นที่เพิ่มสูงขึ้นในช่วงทศวรรษ 1970 และ 1980 ยังส่งผลต่อการเติบโตของการรีไซเคิลอลูมิเนียมอีกด้วย นอกจากนี้ ความก้าวหน้าในการควบคุมองค์ประกอบและเทคโนโลยีการกลั่นยังทำให้ช่องว่างด้านคุณภาพระหว่างอะลูมิเนียมปฐมภูมิและอะลูมิเนียมทุติยภูมิลดลง

ในช่วงทศวรรษ 1970 อะลูมิเนียมกลายมาเป็นสินค้าโภคภัณฑ์ที่ซื้อขายกันเนื่องจากมีความต้องการเพิ่มขึ้น โดยอะลูมิเนียมได้จดทะเบียนในตลาดโลหะลอนดอน ซึ่งเป็นตลาดโลหะอุตสาหกรรมที่เก่าแก่ที่สุดในโลกในปี 1978 นับจากนั้นเป็นต้นมา อะลูมิเนียมก็ถูกซื้อขายในสกุลเงินดอลลาร์สหรัฐ โดยราคาจะผันผวนตามอัตราแลกเปลี่ยนเงินตรา ปัจจัยหลายประการ เช่น ความจำเป็นในการขุดหาแร่ที่มีเกรดต่ำกว่า ต้นทุนพลังงานและบ็อกไซต์ที่เพิ่มสูงขึ้น ความผันผวนของสกุลเงิน และกฎระเบียบด้านก๊าซเรือนกระจก ล้วนส่งผลให้ต้นทุนสุทธิของอะลูมิเนียมเพิ่มสูงขึ้น ส่งผลให้ราคาจริงของอะลูมิเนียมเพิ่มขึ้นตลอดช่วงทศวรรษ 1970

ราคาจริงของอะลูมิเนียมที่เพิ่มสูงขึ้น ประกอบกับการเปลี่ยนแปลงของอัตราภาษีศุลกากรและภาษี ส่งผลให้ส่วนแบ่งการผลิตทั่วโลกเปลี่ยนแปลงไป ในปี 1972 สหรัฐอเมริกา สหภาพโซเวียต และญี่ปุ่น คิดเป็นสัดส่วนรวมกันเกือบ 60% ของการผลิตหลักทั่วโลก และมีสัดส่วนการบริโภคอะลูมิเนียมหลักที่ใกล้เคียงกัน อย่างไรก็ตาม ในปี 2012 สัดส่วนรวมกันของทั้งสองประเทศลดลงเหลือเพียงกว่า 10% เล็กน้อย การเปลี่ยนแปลงการผลิตนี้ ซึ่งเริ่มขึ้นในช่วงทศวรรษ 1970 ทำให้การผลิตย้ายจากสหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น และยุโรปตะวันตกไปยังภูมิภาคต่างๆ เช่น ออสเตรเลีย แคนาดา ตะวันออกกลาง รัสเซีย และจีน ภูมิภาคเหล่านี้มีต้นทุนการผลิตที่ต่ำกว่าเนื่องจากราคาไฟฟ้าที่ถูกกว่าและนโยบายรัฐบาลที่เอื้ออำนวย รวมถึงการลดหย่อนภาษีและเงินอุดหนุน ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี ราคาพลังงานและอะลูมินาที่ลดลง และค่าเงินดอลลาร์สหรัฐที่แข็งค่า ส่งผลให้ต้นทุนการผลิตลดลงในช่วงทศวรรษ 1980 และ 1990

รุ่งอรุณของศตวรรษที่ 21 ได้เห็นสัดส่วนการผลิตหลักของประเทศ BRIC (บราซิล รัสเซีย อินเดีย และจีน) รวมกันพุ่งสูงขึ้นจาก 32.6% เป็น 56.5% และสัดส่วนการบริโภคหลักเพิ่มขึ้นจาก 21.4% เป็น 47.8% โดยเฉพาะอย่างยิ่งจีนที่รวบรวมส่วนสำคัญของการผลิตทั่วโลกด้วยทรัพยากรที่อุดมสมบูรณ์ พลังงานราคาถูก และแรงจูงใจจากรัฐบาล สัดส่วนการบริโภคของประเทศยังพุ่งสูงขึ้นจากเพียง 2% ในปี 1972 เป็น 40% ในปี 2010 ประเทศเดียวเท่านั้นที่มีสัดส่วนสองหลักคือสหรัฐอเมริกาที่ 11% โดยไม่มีประเทศใดเกิน 5% การขนส่ง วิศวกรรม การก่อสร้าง และบรรจุภัณฑ์เป็นภาคส่วนหลักสำหรับการบริโภคอะลูมิเนียมในสหรัฐอเมริกา ยุโรปตะวันตก และญี่ปุ่น

ราคาพลังงาน อะลูมินา และคาร์บอน (ที่ใช้ในขั้วบวก) ที่พุ่งสูงขึ้นส่งผลให้ต้นทุนการผลิตเพิ่มขึ้นในช่วงกลางทศวรรษ 2000 สถานการณ์ดังกล่าวยังแย่ลงเนื่องจากอัตราแลกเปลี่ยนเงินตราที่เปลี่ยนแปลง โดยเฉพาะการอ่อนค่าของดอลลาร์สหรัฐและการแข็งค่าของเงินหยวนของจีน ซึ่งหลังนี้มีความสำคัญเพิ่มมากขึ้น เนื่องจากอะลูมิเนียมของจีนมีราคาไม่แพงมากนักในสัดส่วนที่มาก

แม้จะมีแรงกดดันด้านต้นทุนเหล่านี้ ผลผลิตอะลูมิเนียมทั่วโลกก็ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยแตะระดับสูงสุดเป็นประวัติการณ์ที่ 63,600,000 เมตริกตันในปี 2018 ก่อนที่จะลดลงเล็กน้อยในปี 2019 ปัจจุบัน ผลผลิตอะลูมิเนียมแซงหน้าโลหะที่ไม่ใช่เหล็กทั้งหมดรวมกันแล้ว ในปี 2019 ราคาจริงของอะลูมิเนียม (ในปี 1998 เป็นดอลลาร์สหรัฐ) อยู่ที่ 1,400 ดอลลาร์ต่อเมตริกตัน ซึ่งเท่ากับ 2,190 ดอลลาร์ต่อตันในสกุลเงินปัจจุบัน