Kevytmetallit

Kevytmetallit ovat metalleja, joiden tiheys on alhaisempi kuin useimpien muiden metallien. Tyypillisessä määritelmässä kevyiksi katsotaan alumiini, magnesium ja titaani, sekä joissain yhteyksissä litium, berilli ja scandium. Kevytmetallit tarjoavat hyvän lujuus-painosuhteen, hyvän muokattavuuden sekä usein erinomaisen sähkön ja lämmön johtavuuden. Tiheydet vaihtelevat: magnesium noin 1,7 g/cm3, alumiini noin 2,7 g/cm3 ja titaani noin 4,5 g/cm3, mikä heijastuu käytännön sovellusten valintaan.

Ominaisuudet ja sovellukset vaihtelevat metallin mukaan. Magnesium on erittäin kevyt mutta reaktiivinen, vaatii suojauksia korroosiolta. Alumiini on laajimmin käytetty kevytmetalli: se on helposti kierrätettävä, hyvä korroosionkestävyys ja soveltuu moniin muotoilu- ja valmistusmenetelmiin. Titaani on erittäin kestävä korroosiolle ja kestää korkeita lämpötiloja, mutta on kallis ja vaikeasti työstettävä; sen käyttö painopisteisiä ja vaativia rakenteita varten on yleistä, esimerkiksi ilmailu- ja lääketieteessä. Näitä metalleja voidaan yhdistää seoksiksi, jotka parantavat ominaisuuksia kuten lujuutta, kovuutta ja kulutuskestävyyttä.

Valmistus ja kierrätys on keskeinen osa kevytmetalleja koskevassa keskustelussa. Alumiinin valmistus vaatii suurta energiaa elektrolyysillä, mutta kierrätys säästää merkittävästi energiaa. Magnesiumin ja muiden kevytmetallien kierrätys on yleistynyt ja parantaa kestävyyttä. Kierrätys- ja tuotantokäytännöt vaihtelevat maittain, mutta yleisesti kierrätys vähentää sekä kustannuksia että ympäristövaikutusta.

Rajoitteita ovat esimerkiksi korroosion herkkyys, paloturvallisuusriskeihin liittyvät tekijät (erityisesti magnesiumilla) sekä materiaalien kustannukset ja työstettävyys. Kevytmetallit ovat kuitenkin keskeisessä asemassa, kun tavoitteena on kevyet, pienin ympäristövaikutuksin toimivat rakenteet ja komponentit.