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L'aluminium ne se trouve pas naturellement sous sa forme élémentaire car sa grande réactivité le pousse à se combiner avec d'autres éléments. Il est généralement extrait du minerai de bauxite, qui est traité selon la méthode Bayer pour produire de l'alumine (Al₂O₃). La réduction électrolytique Hall-Héroult ultérieure convertit l'alumine en aluminium métallique. Étant donné que les ions aluminium portent une charge +3, le processus consomme de grandes quantités d'électricité pour ajouter les électrons manquants.
La formule chimique de l'oxyde d'aluminium est Al₂O₃. Dans ce composé, deux ions Al³⁺ équilibrent six ions O²⁻, ce qui donne un réseau neutre. Lorsqu'il est exposé à l'air, l'aluminium pur réagit avec l'oxygène pour former une fine couche dense d'Al₂O₃ à sa surface. Cet oxyde est un matériau cristallin dur dont le point de fusion dépasse 2 000°C (3 632°F), ce qui contribue à ses qualités protectrices.
La formation de la couche d'oxyde est un exemple classique de passivation :le métal perd des électrons au profit de l'oxygène, mais l'Al₂O₃ nouvellement formé adhère fortement à la surface et protège le métal sous-jacent d'une nouvelle attaque. En appliquant une électrolyse contrôlée, les fabricants peuvent délibérément épaissir cette barrière d'oxyde, améliorant ainsi la résistance à la corrosion dans les environnements exigeants.
L'oxyde d'aluminium n'est pas chimiquement inerte. Dans les environnements alcalins, l'oxyde réagit avec les ions hydroxyde pour produire de l'hydroxyde d'aluminium soluble, compromettant le film protecteur et exposant le métal de base à la corrosion. Par conséquent, il est conseillé d’éviter de cuire des ustensiles de cuisine en aluminium dans des aliments de base ou d’utiliser des nettoyants alcalins agressifs. En revanche, les solutions acides peuvent en fait renforcer la couche d'oxyde, rendant le métal plus résistant à la corrosion ultérieure.