درباره آلومینیوم (Al) چه می‌دانید؟
اگرچه این فلز در کشور یونان در قرن پنجم قیل از میلاد برای ساخت ابزار و وسایل جنگی استفاده می‌شد اما اولین بار توسط شیمیدان و فیزیکدان دانمارکی، هانس کریستین اورستد، در سال 1825 معرفی شد. اولین محصول صنعتی تولیدشده از این فلز در سال 1856 در فرانسه با روش احیاء کلرید آلومینیوم با سدیم ارائه شد. باوجودآنکه آلومینیوم در پوسته‌ی زمین به فراوانی یافت میشود اما در حالت آزاد بسیار کمیاب است و از سنگ‌های معدنی استخراج میشود. درگذشته‌های دور این فلز بسیار گران‌بها بوده است به‌گونه‌ای که مردمان قدیم آلومینیوم را ارزشمندتر از طلا می‌دانستند. در مطلب قصد داریم شما را با این فلز ارزشمند بیشتر آشنا کنیم و پاسخ دهیم: آلومینیوم چیست؟
آلومینیوم چیست؟
آلومینیوم چیست؟ آلومینیوم فلزی نقره‌ای‌رنگ و منعطف با عدد اتمی 13 است و در جدول تناوبی با حرف Al شناخته میشود.نوع خالص آن در سنگ بوکست یافت میشود. ویژگی‌های خاص این فلز باعث شده است که به‌عنوان کاربردی‌ترین فلز پس از آهن شناخته شود و در صنایع مختلفی کاربرد داشته باشد. این فلز در صنعت برای تولید میلیون‌ها محصول متفاوت مورداستفاده قرار می‌گیرند.
ازجمله ویژگی‌های مکانیکی آلومینیوم عبارت‌اند از:
- وزن سبک
- استحکام به وزن بالا
- مقاومت بالا در برابر خوردگی
- مقاومت بالا در برابر زنگ‌زدگی
- داشتن خاصیت ارتجاعی
علاوه براین موارد این فلز قابل بازیافت بوده و با محیط‌زیست سازگار است. آلومینیوم ازنظر بلوره‌ای دارای شبکه‌ی FCC است و قادر به‌جای دادن اتم‌های عناصری با شعاع اتمی کوچک‌تر ( نسبت به شعاع اتمی آلومینیوم) مانند کربن (C)، نیتروژن (N)، بر(B)، هیدروژن (H) و اکسیژن (O) به شکل محلول جامد بین نشین است. در دمای بالای 1000 درجه سانتی‌گراد این فلز به‌شدت اکسید میشود. نقطه ذوب و جوش این فلز به ترتیب 660 و 2750 درجه سانتی‌گراد هستند.
معرفی آلیاژهای آلومینیوم
آلیاژ به معنای افزودن یک یا چند عنصر (یا ترکیب) به یک فلز پایه است که منجر به تغییر و بهبود برخی ویژگی‌های فلز پایه می‌گردد به‌عنوان‌مثال افزودن عناصر در پایه‌های فلزی منجر به افزایش استحکام و سختی فلز میشود که منجر به گسترش محدوده کاربرد فلز درزمینه های مختلف می‌گردد.
در ادامه برخی از پرکاربردترین آلیاژهای آلومینیوم به‌اختصار توضیح داده میشود.
آلیاژ آلومینیوم-مس
این آلیاژ از دو عنصر اصلی آلومینیوم و مس همراه با عناصر آلیاژی دیگر مانند سیلسیم و منیزیم تشکیل‌شده است و به‌عنوان سری آلیاژهای آلومینیومی 2000 یا نام تجاری دورآلومین شناخته میشود. از ویژگی‌های این سری آلیاژها می‌توان به استحکام بالا، رسانای جریان الکتریکی و گرمایی بالا، قابلیت ماشین‌کاری و جوش‌پذیری آن اشاره کرد. اما این سری آلیاژها دارای خواص مکانیکی نسبتاً پایین بوده و نرم هستند.
آلیاژ آلومینیوم-منیزیم
نام تجاری این آلیاژ، آلوماگ (سری آلیاژهای 5000) است. از دو عنصر اصلی آلومینیوم و منیزیم ساخته می‌شوند. با انجام فرآیندهای تغییر شکل پلاستیکی سرد، مقاومت به‌سختی آن افزایش می‌یابد. مهم‌ترین ویژگی این آلیاژ مقاومت به خوردگی خوب آن است که با افزایش درصد منیزیم کم‌تر میشود. هم‌چنین، آلیاژ آلومینیوم-منیزیم دارای استحکام بالا، جوش‌پذیری خوب، مقام در محیط‌های دماپایین ( نزدیک به صفر مطلق) و مقاوم در محیط‌های اسیدی (SO2 HNO3 ,H2SO4 ,H3PO4) و صیقل پذیری خوب است.
آلیاژ آلومینیوم-سیلیسیوم
آلیاژ آلومینیوم-سیلیسیوم بانام تجاری آلپاکس یا سری آلیاژهای آلومینیومی 4000 از دو عنصر اصلی آلومینیوم و سیلیسیوم تشکیل‌شده است. حضور سیلیسیوم در پایه فلزی آلومینیوم شکل‌پذیری آن را کاهش می‌دهد اما قابلیت ریخته‌گری و مقاومت مکانیکی آن افزایش می‌یابد. چنانچه در این آلیاژ علاوه بر سیلسیم، منیزیم نیز اضافه شود این آلیاژ به‌عنوان سری آلیاژهای 6000 قرار می‌گیرد ( 7 درصد سیلیسیم و 3 درصد منیزیم).
دیگر آلیاژها
آلیاژهای دیگری نیز با پایه فلز آلومینیوم وجود دارند که به‌عنوان سری آلیاژهای آلومینیومی 8000 شناخته می‌شوند. عناصر آلیاژی مورداستفاده در این سری شامل سریم (Ce)، نیکل (Ni)، قلع (Sn)، آهن (Fe)، سرب (Pb) و . . . هستند. به‌عنوان‌مثال حضور سرب، خواص ماشین‌کاری را بهبود می‌بخشد یا حضور قلع منجر به افزایش استحکام و مقاومت به خوردگی است و یا حضور نیکل به همراه آهن، استحکام و رسانایی الکتریکی بهبود می‌دهد.
کاربردهای آلومینیوم
همان‌گونه که پیشتر نیز اشاره شد، آلومینیوم از کاربردی‌ترین فلزات در دنیای امروز است و در صنعت‌های مختلفی موردتوجه و استفاده قرار می‌گیرد که می‌توان به صنعت حمل‌ونقل، بسته‌بندی و غذا، صنعت ساختمان و . . . اشاره کرد.
صنعت ساختمان
به دلیل چکش‌خواری خوب آلومینیوم، از این فلز در ساخت اجزای مختلف ساختمانی مانند درب و پنجره ، سقف‌های داخل و خارج ساختمان‌ها و کارخانه‌ها، ورق‌های روکش‌دار پیش‌ساخته آلومینیومی برای نمای ساختمان‌ها، تجهیزات هدایت باران و… به‌کاربرده میشود. به‌طورکلی سبک بودن آلومینیوم دلیل مهمی برای کاربرد آن در مهندسی ساختمان محسوب میشود. درواقع، استفاده از این فلز بار استاتیکی وارد بر ساختمان را کاهش می‌دهد (بنابراین مصالح کمتری استفاده میشود) که منجر به کاهش فشار به پی ساختمان می‌گردد.
نماهای آلومینیومی برای ساختمان‌ها نیز امروزه نظر افراد زیادی را به خود جلب کرده است. این نماها چشمگیر و زیبا هستند و به دلیل قابلیت شکل‌پذیری بالا آلومینیوم از تنوع بالایی دارند. در مناطق زلزله خیر این نماها نسبت به نماهای سنگی،آجری و سیمانی ایمن‌تر هستند. زیرا نماهای سنگی، آجری و سیمانی به دیوارهای خارجی ساختمان اتصالی ندارند و به‌سرعت فرومی‌ریزند حتی زمانی که هنوز بنای اصلی ساختمان پابرجاست. اما نماهای آلومینیومی اتصال مناسبی از طریق پلیت و نبشی به دیوار خارجی ساختمان‌ها دارند. علاوه بر آن آلومینیوم برای استفاده در آب‌وهواهای مختلف مناسب است زیرا دارای خاصیت مقاومت به خوردگی بالایی است.
صنعت بسته‌بندی و مواد غذایی
مجموع ویژگی‌های غیر سمی بودن، مقاومت به خوردگی بالا، نفوذناپذیر بودن در مقابل نور و انعکاس آن، نفوذناپذیر بودن در مقابل اکسيژن و رطوبت و آلودگی‌ها، شکل‌پذیر بودن، انتقال حرارت بالا و بازیافت ساده، فلز آلومینیوم را برای صنعت بسته‌بندی و غذا در صنعت بسته‌بندی در جهان مطرح کرده است.
از فویل‌های آلومینیومی دربسته بندی مواد خوراکی زیادی مانند کره، قهوه، درپوش نوشابه‌های گازدار حاوی دی‌اکسید کربن و . . . استفاده میشود فویل‌های آلومینیومی در مجاورت با مواد غذایی از آن‌ها محافظت می‌کند. درواقع این فویل‌ها از مواد غذایی در مقابل نور خورشید محافظت می‌کند و هم‌چنین بوی بدی را به غذا منتقل نمی‌کنند . دمای ذوب آن‌ها بالا است. هم‌چنین می‌توان آب‌میوه‌ها را برای مدت‌زمان طولانی در دمای اتفاق نگهداری کرد.
در پایان
آلومینیوم فلزی بسیار کهن است که از سال‌های دور مورداستفاده قرار می‌گرفته است. امروزه نیز این فلز و آلیاژهای آن در شکل‌های مختلف بسیار موردتوجه است و هم چنان نیز هرروزه مطالعات زیادی بر روی آن انجام میشود و کاربردهای جدیدی برای آن مطرح می‌گردد.
در سایت و اپلیکیشن تموک می توانید با فعالان در زمینه ی خرید و فروش آلومینیوم، آلیاژ آلومینیوم در ارتباط باشید!
