آلومینیوم یکی از رایج ترین فلزات در دنیای مدرن است. که به دلیل خواصی مانند نسبت استحکام به وزن بالا، رسانایی حرارتی و الکتریکی بالا، مقاومت در برابر خوردگی اتمسفر، کارایی و شکل پذیری است. این ویژگی‌ها آن را به گزینه‌ای ایده‌آل در کاربرد های آلومینیوم مانند صنایع هوافضا و ساخت‌وساز، الکترونیک با فناوری پیشرفته، خطوط برق ولتاژ بالا و موارد دیگر تبدیل می‌کند. این ویژگی‌ها، همراه با قابلیت بازیافت بالا، به بهبود مدیریت چرخه زندگی کمک می‌کند. و اثرات اقتصادی و زیست محیطی کلی کاربرد آن را کاهش می‌دهد.
10 کاربرد برتر از کاربرد های آلومینیوم که در این مطلب به آنها خواهیم پرداخت
- خطوط برق
- ساختمان های بلند
- قاب های پنجره
- لوازم الکترونیکی مصرفی
- لوازم خانگی و صنعتی
- اجزای هواپیما
- اجزای فضاپیما
- کشتی ها
- قطارها
- وسایل نقلیه شخصی
آلومینیوم سیزدهمین عنصر جدول تناوبی و یک فلز پس از گذار است. این ماده معدنی فراوان‌ترین ماده معدنی روی زمین پس از اکسیژن و سیلیس است. و از آن می توان به عنوان فراوان‌ترین فلزی که به طور طبیعی در این سیاره یافت میشود، نام برد. که پس از آهن، دومین فلز پرمصرف در کل جهان نیز می باشد. این تا حد زیادی به عنوان یک آلیاژ استفاده می شود. حتی اگر محتوای آلومینیوم تا 99٪ باشد.
تقریباً همه افراد در جهان از یک محصول حاوی آلومینیوم در برخی مواقع استفاده کرده اند. این تا حد زیادی به دلیل خواص فیزیکی مطلوب آن است:
- چگالی: 2.7 گرم بر سانتی متر مکعب در 20 درجه سانتی گراد.
- سختی برینل: 245 [-] در 20 درجه سانتی گراد.
- استحکام کششی: 90 مگاپاسکال در 20 درجه سانتی گراد.
- نقطه ذوب: 660 درجه سانتی گراد.
- ظرفیت گرمایی ویژه: 900 J/(kg·K) در 20 درجه سانتی گراد.
- مقاومت الکتریکی: 2.6E-8 Ω·m در 20 درجه سانتی گراد.
با توجه به همه این عوامل، از فراوانی گرفته تا ظرفیت گرمایی و استحکام کششی، آلومینیوم در طیف گسترده ای از کالاهای تجاری استفاده می شود. همچنین بی نهایت قابل بازیافت است و بخشی از زیرساخت های اساسی جهان را تشکیل می دهد. در زیر ده مورد از رایج ترین و مفیدترین کاربردهای آلومینیوم در جامعه مدرن را برای شما شرح داده ایم.
1. خطوط برق
آلومینیوم برای سیم کشی شبکه های برق، از جمله خطوط انتقال برق سربار و خطوط توزیع برق محلی، ایده آل است. زیرا نسبت رسانایی به وزن بهتری را نسبت به مس دارد. همچنین یکی از رایج ترین مواد مورد استفاده در کاربردهای الکتریکی، است.
آلومینیوم به سختی بیش از نیمی از رسانایی مس را دارد. اما تنها با 30 درصد وزن، یک سیم بدون روکش آلومینیومی با مقاومت الکتریکی مشابه فقط نصف وزن مس را دارد. آلومینیوم همچنین قیمت کمتری نسبت به مس دارد که آن را از نظر اقتصادی و مالی جذاب تر می کند.
2. کاربرد های آلومینیوم ساختمان های بلند
آلومینیوم با چکش خواری بالا ، نسبت استحکام به وزن بالا و تطبیق پذیری، ماده ای ارزشمند در قلب ساختمان های بلند و آسمان خراش ها بعنوان یکی دیگر از کاربرد های آلومینیوم است. همچنین به دلیل دوام، انعطاف‌پذیری طراحی و کمک به صرفه‌جویی در مصرف انرژی، چه در قسمت نما و چه در قسمت داخلی، یک ماده ایده‌آل است.
علاوه بر این، در صورت محاسبه کلی در هزینه ساخت آسمان‌خراش‌ها مشخص خواهد شد، استفاده از فولاد وزن بسیار بیشتری نسبت به آلومینیوم دارد. که مستلزم عمیق‌تر شدن پایه‌های ساختمان و بنابراین افزایش هزینه‌های ساخت و ساز است.
3. چارچوب پنجره
فریم های آلومینیومی به طور کلی گزینه ای کاملا بادوام و مقرون به صرفه برای خانه ها و دفاتر هستند. آنها همچنین سبک وزن هستند و می توان آنها را در برابر ضربه مقاوم کرد. و برای مکان هایی که بادهای شدید و طوفان های قوی را تجربه می کنند مفید است.
استفاده از آلومینیوم برای قاب پنجره معمولاً تعمیر و نگهداری کمتری دارد. و دارای هزینه ای کمتر نسبت به چوب است. و همچنین در برابر خراشیدگی، ترک خوردگی و آسیب مقاومت بیشتری دارد. با این حال، یکی از معایب عمده استفاده از فریم های آلومینیومی این است. که به اندازه چوب عایق جلوگیری از هدر رفت انرژی نیستند و سطح عایقی نیز ندارند. البته در زیبایی نمای ساختمان ها نیز نسبت به آهن موثرند.
4. لوازم الکترونیکی مصرفی به عنوان یکی از کاربرد های آلومینیوم در صنعت امروز
گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها، لپ‌تاپ‌ها، تلویزیون‌های صفحه‌تخت، نمایشگرهای رایانه و سایر لوازم الکترونیکی به طور فزاینده‌ای از آلومینیوم در تولید خود استفاده می‌کنند. آلومینیوم زیبایی و کاربردی بودن را با توانایی ظاهری پیچیده و در عین حال قابل اعتماد در الکترونیک ترکیب می کند. اینها ویژگی های ضروری برای صنعت الکترونیک هستند.
سازندگان لوازم الکترونیکی اخیراً از آلومینیوم برای جایگزینی فولاد و پلاستیک استفاده می کنند. این فلز در درجه اول برای خنک کردن CPU و پردازنده های گرافیکی مورد استفاده قرار می گیرد. و رسانایی حرارتی عالی آلومینیوم آن را به یک انتخاب ایده آل در این صنعت تبدیل کرده است. مدل های جدیدتر لوازم الکترونیکی دارای بدنه های آلومینیومی و اجزای پوشش نیز هستند .
آلومینیوم قوی‌تر و قابل اعتمادتر از پلاستیک است و در عین حال سبکتر از فولاد می باشد. که همراه با توانایی ذاتی که در جذب و دفع گرما دارد. منجر به افزایش استفاده از آلومینیوم در بین تولیدکنندگان پیشرو در بازار شده است.
5. لوازم خانگی و صنعتی
از دیگر کاربرد های آلومینیوم در لوله های دقیق یخچال و تهویه مطبوع استفاده می شود. اما این تمام چیزی نیست که از این ماده در چنین وسایلی استفاده می شود.
بسیاری از ماشین لباسشویی ها، خشک کن ها، ماشین های ظرفشویی و سایر لوازم خانگی نیز از فریم های آلومینیومی در طراحی خود استفاده می کنند. دستگاه‌های تبرید و انجماد دارای کاربردهای عملی خوبی از آلومینیوم با ویژگی‌هایی که فرآیند خنک‌سازی را تسهیل می‌کنند و تبرید بسیار کارآمدی ایجاد می‌کنند، هستند. بنابراین یخچال های مدرن بدون مزایای آلومینیوم بسیار متفاوت و دارای کمبود خواهند بود.
6. اجزای هواپیما یکی دیگر از کاربرد های آلومینیوم
آلومینیوم دارای سه ویژگی عالی ویژه است که آن را در صنعت هوانوردی بسیار مفید می کند:
- نسبت استحکام به وزن بالا.
- شکل پذیری عالی.
- مقاومت بالا در برابر خوردگی.
از دلایل اصلی استفاده و کاربرد های آلومینیوم به دلیل وجود این ویژگی های جذاب است. و بشر توانایی پرواز را در وهله اول بدین وسیله پیدا کرد. در واقع، از زمانی بود که برادران رایت برای ساختن میل لنگ موتور اولین هواپیمای دوباله خود با اسکلت چوبی، از آلومینیوم استفاده کردند.
با توجه به اینکه آلومینیوم از نظر استحکام با فولاد تنها با کسری از وزن قابل مقایسه است ، استفاده از آن در ساخت هواپیما باعث می شود هواپیماها ظرفیت وزن بیشتری را برای بار و مسافران داشته باشند و همچنین بازده سوخت بیشتری را نیز به همراه داشته باشد. مقاومت بالای آلومینیوم در برابر خوردگی همچنین اطمینان کافی از ایمنی هواپیما را به مسافران آن می دهد، که یکی از اساسی ترین ملزومات سفر هوایی است.
خواص آلومینیوم
- چگالی: 2.7 گرم بر سانتی متر مکعب در 20 درجه سانتی گراد.
- مدول الاستیک: 70 گیگا پاسکال در 20 درجه سانتی گراد.
- سختی، برینل: 245 [-] در 20 درجه سانتیگراد.
- نسبت پواسون: 0.35 [-] در 20 درجه سانتی گراد.
- استحکام کششی: 90 مگاپاسکال در 20 درجه سانتی گراد.
گذشته، حال و آینده: آلیاژهای آلومینیوم در صنعت هوافضا
آلومینیوم به دلیل سبک وزن (حدود 70٪ سبکتر از فولاد)، قوی و مقاومت بالا در برابر خوردگی انتخاب شد. در این مقاله ، به برخی از آلیاژهای رایج مورد استفاده در مهندسی هوافضا و کاربردهای آنها، و همچنین برخی از آلیاژهای کمتر شناخته شده و آنچه در آینده برای مواد هوافضا در انتظار است، خواهیم پرداخت.
7. اجزای فضاپیما
از دیگر کاربرد های آلومینیوم استفاده از آلیاژهای آن است. پیشرفت فضاپیماها و فناوری موشک مستقیماً با پیشرفت آلیاژهای آلومینیوم مرتبط است. از اولین موتورهای نمونه اولیه تا استفاده ناسا از آلیاژ آلومینیوم-لیتیوم، می توان گفت این ماده از زمان آغاز به کار، بخشی از برنامه فضایی بوده است.
مشابه هواپیما، نسبت استحکام به وزن آلومینیوم، مقاومت در برابر خوردگی، و شکل پذیری خواص ایده آلی برای چیزی است که باید قوی و سبک باشد و فضایی برای نقص در آن صفر باشد. پنجره‌های فضاپیما نیز کاربرد بسیار خوبی از علم مواد هستند: یکی از راه‌های ساخت آنها اکسی نیترید آلومینیوم است که در واقع یک سرامیک شفاف است که از آن برای ساختن اشیا ضد گلوله استفاده می شود.
با این حال، چیزی حتی چشمگیرتر این است که آلیاژهای آلومینیوم-نیوبیوم مورد استفاده در فضاپیماها می توانند گرمای متمرکز داخل موتور فالکون 9 را تحمل کنند.
8. کشتی
مواد سبک و مستحکم برای کشتی ها، به ویژه آنهایی که بدنه را با محموله پر می کنند، نوید خوبی است. ویژگی‌های سبک وزن آلومینیوم اجازه می‌دهد تا سطح بیشتر و جرم کمتری داشته باشد. بدون اینکه استحکام لازم برای مقاومت در برابر ترک‌ها و شکاف‌های بدنه را کاهش دهد.
این امر اجازه می دهد تا وزن بیشتری در قالب کالا، افراد یا سوخت بارگیری شود. علاوه بر تانکرها و کشتی‌های بزرگ، آلومینیوم در ساخت قایق‌های تفریحی، قایق‌های تندرو و کشتی‌های زیر آب نیز استفاده میشود. بیشتر قایق‌های ورزشی نیز از آلومینیوم، ساخته شده‌اند. که به آنها مزیت سرعت در مسابقات را می‌دهد و باعث افزایش هیجان در هنگام فعالیت‌های اوقات فراغت شده است.
9. قطار
قطارها می توانند مانند قرن ها با استفاده از آهن و فولاد بسیار خوب عمل کنند. اما اگر قادر به انجام این کار هستید، چرا طراحی را بهبود ندهید؟ استفاده از قطعات آلومینیومی به جای فولاد می تواند مزایایی خوبی داشته باشد زیرا آلومینیوم آسان تر شکل می گیرد و کارایی را بهبود می بخشد.
از زمانی خطوط راه آهن عمدتاً از آهن ساخته می شدند، بسیاری از عناصر قطارهای مدرن از آلومینیوم ساخته شده اند. علت این امر در واقع، نسبت مقاومت به وزن آلومینیوم است. و یکی از عوامل اصلی است که رسیدن به سرعت قطارهای بیش از 350 کیلومتر بر ساعت را ممکن می‌سازد.
آلیاژهای آلومینیومی که در این واگن‌های ریلی پرسرعت استفاده می‌شوند، چگالی پایین‌تری داشته، اما استحکامی قابل مقایسه با فولاد را دارند. همچنین دارای مقاومت در برابر خوردگی عالی هستند. که به تعمیر و نگهداری آن ها کمک می‌کند. علاوه بر این، کابل های آلیاژ آلومینیوم به طور فزاینده ای به عنوان جایگزینی برای کابل های مسی سنتی در انتقال و تاسیسات راه آهن استفاده می شوند.
10. وسایل نقلیه شخصی
آلومینیوم به‌عنوان مقرون‌به‌صرفه‌ترین و سازگارترین راه برای افزایش عملکرد، افزایش مصرف سوخت و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و در عین حال بهبود ایمنی و دوام شناخته میشود.
چه وسایل نقلیه شخصی، مانند یک سدان متوسط فورد، یا یک مدل خودروی لوکس، مانند مرسدس بنز، آلومینیوم به دلیل استحکام و مزایای زیست محیطی ، به طور فزاینده ای جزء اصلی “مواد اولیه انتخابی” برای خودروسازان است.
وسایل نقلیه بدون اینکه قدرت یا دوام خود را از دست دهند. می توانند سبک تر و چابک تر باشند. این امر همچنین بسیار سودمند تر است زیرا اتومبیل ها می توانند راحت تر بازیافت شوند و سطحی از پایداری را به استفاده از آلومینیوم در وسایل نقلیه اضافه می کند.
استفاده های بیشتر از کاربرد های آلومینیوم
اگرچه این ده مورد از رایج ترین یا مفیدترین کاربردهای آلومینیوم هستند، اما زمینه های متعدد دیگری وجود دارد که می توان از این فلز همه کاره در آنها استفاده کرد.
در پایان
یکی از روش‌های ساده برای خرید و فروش فلزات از جمله آلومینیوم استفاده از سامانه تخصصی تموک است. همچنین شما با وارد شدن به این سامانه می توانید محصول تولیدی یا وارداتی خود را معرفی و به فروش برسانید و یا اگر نیاز به مواد، محصول یا خدماتی خاص دارید آن ها را در سامانه تموک تقاضا گذاشته و با دیگران مطرح نموده و مرتفع سازید. این اپلیکیشن کاملا متفاوت را از اینجا دانلود کنید.
