نمای شیشه ای آرین سازین ارمغان | فروش نمای شیشه ای کرتین وال | فلز آلومینیوم
7876
rtl,page,page-id-7876,page-template-default,ajax_fade,page_not_loaded,,,,wpb-js-composer js-comp-ver-4.1.2,vc_responsive
 

فلز آلومینیوم

تاریخچه کشف آلومینیوم:

فردی بنام “فردریک وهلر” بطور کلی به آلومینیوم خالص اعتقاد داشت، اما این فلز دو سال پیشتر به‌ وسیله «هانس کریستین ارستد» شیمیدان و فیزیکدان دانمارکی بدست آمده بود. در روم و یونان باستان نیز این فلز را به‌عنوان ثابت کننده رنگ در رنگ رزی و نیز به‌ عنوان بند آورنده خون در زخمها بکار می‌بردند و هنوز هم به‌عنوان داروی بند آورنده خون مورد استفاده‌ است. در سال ۱۷۶۱، «گویتون دموروو» پیشنهاد کرد تا “alum” را آلومین “alumin” بنامند.

پیدایش و منابع:

اگر چه  Al، یک عنصر فراوان در پوسته زمین است(۱۸٪)، این عنصر در حالت آزاد خود بسیار نادر است و زمانی یک فلز گرانبها و ارزشمندتر از طلا به حساب می‌آمد. بنابراین به‌عنوان فلزی صنعتی اخیرأ مورد توجه قرار گرفته و در مقیاسهای تجاری تنها بیش از صد سال است که مورد استفاده‌است. در ابتدا که این فلز کشف شد، جدا کردن آن از سنگها بسیار مشکل بود و چون کل آلومینیوم زمین بصورت ترکیب بود، مشکل‌ترین فلز از نظر تهیه به شمار می‌آمد.

آلومینیوم برای مدتی از طلا نیز با ارزش‌تر بود، اما بعد از ابداع یک روش آسان برای استخراج آن در سال ۱۸۸۹، قیمت آن رو به کاهش گذاشت و سقوط کرد. تهیه مجدد این فلز از قطعات اسقاط (از طریق بازیافت) تبدیل به بخش مهمی از صنعت آلومینیوم شد. بازیافت آلومینیوم موضوع تازه‌ای نیست، بلکه از قرن نوزدهم یک روش رایج برای این کار وجود داشت. با اینهمه تا اواخر دهه ۶۰ این یک کار کم منفعت بود تا زمانیکه بازیافت قوطیهای آلومینیومی آشامیدنیها بالاخره بازیافت این فلز را مورد توجه قرار داد. منابع بازیافت آلومینیوم عبارت‌اند از: اتومبیلها، پنجره‌ها، درها، لوازم منزل، کانتینرها و سایر محصولات. یکی از ویژگی‌های مهم آلومینیوم که بازیافت آن را مورد توجه قرار می‌دهد آن است که هیچ تفاوتی بین کیفیت آلومینیوم بازیافتی و آلومینیوم تازه تولید شده وجود ندارد.

معرفی :

آلومینیوم، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای علامت Al و عدد اتمی ۱۳ می‌باشد. آلومینیوم که عنصری نقره‌ای و انعطاف‌پذیر است، عمدتأ به صورت سنگ معدن بوکسیت یافت می‌شود و از نظر مقاومتی که در برابراکسیداسیون دارد، همچنین وزن و قدرت آن، قابل توجه‌است. آلومینیوم در صنعت برای تولید میلیونها محصول مختلف بکار می‌رود و در جهان اقتصاد، عنصر بسیار مهمی است.اجزای سازه‌هایی که از آلومینیوم ساخته می‌شوند، در صنعت هوانوردی و سایر مراحل حمل و نقل بسیار مهم هستند. همچنین در سازه‌هایی که در آنها وزن پایداری و مقاومت لازم هستند، وجود این عنصر اهمیت زیادی دارد.

 

آلومینیوم :

آلومینیوم، فلزی نرم و سبک، اما قوی است، با ظاهری نقره‌ای – خاکستری مات و لایه نازک اکسیده شده که در اثر برخورد با هوا در سطح آن تشکیل می‌شود و انعطاف پذیر و به راحتی خم می‌شود. همچنین بسیار بادوام و مقاوم در برابر زنگ خوردگی است. بعلاوه، این عنصر غیر مغناطیسی، بدون جرقه، دومین فلز چکش خوار و ششمین فلز انعطاف‌پذیر میباشد.

واژه آلومینیوم (Aluminium) که گاهی Aluminum به ویژه در آمریکای شمالی) هم نوشته می‌شود از واژه لاتین  “Lumen”به معنی “نور” گرفته شده‌است. پیش از جداسازی فلز آلومینیم،اکسید آن آلومین نامید می‌شد.

“هامفری دیوی” که موفق نشده بود از آلومین، آلومینیم تهیه کند، گفت که می‌خواهد نام این فلز را «آلومیم» بگذارد. ولی بعداً آن را به «آلومینم» تغییر داد تا با آلومین مطابقت داشته باشد. با این حال واژهٔ آلومینیم کاربرد عمومی پیدا کرد، زیرا نام بسیاری از عنصرهای فلزی به «یُم» ختم می‌شود. آلومینیم با علامت شیمیایی” ” Al و شبکه کریستالی FCC می‌تواند اتم‌های عناصری مثل کربن، نیتروژن، بر، هیدروژن و اکسیژن را به دلیل شعاع اتمی کوچک که دارد در خود به شکل محلول جامد بین نشین حل نماید. نقطه ذوب ۶۶۰ درجه سانتیگراد و نقطه جوش آن ۲۷۵۰ درجه است. آلومینیم را در دماهای ۱۰۰۰ درجه و بالاتر از آن استفاده نمی‌کنند به دلیل اینکه به شدت اکسید شده و ضایعات آن زیاد است. وزن مخصوص آلومینیوم ۷/۲ تن بر متر مکعب می‌باشد و در حالت مذاب ۳/۲، بنابراین می‌توان نتیجه گرفت در حالت مذاب انبساط آن بیشتر می‌باشد. در صد انقباض آن در فاز مایع ۱۰٪ و در حین انجماد ۸/۶٪ است. مهمترین آلیاژهای آلومینیم عبارتند از: آلیاژ آلومینیم با منیزیم – مس و سیلیسیم و یا آلیاژهای با ترکیب این سه عنصر، لذا در اثر آلیاژ نمودن، خواص مکانیکی، مقاومت به خوردگی و ماشین کاری آلومینیم افزایش می‌یابد. به هر حال آلومینیم و آلیاژهای آن به دلیل نقطه ذوب پایین و سیالیت زیادی که دارد افزایش خواص مکانیکی در اثر آلیاژ سازی و همچنین قابلیت عملیات حرارتی را دارد.

منحنی سرد شدن تعادلی مواد فلزی با یکدیگر متفاوت است مثلاً یک آلومینیم خاص را با یک آلیاژ دیگر در نظر بگیرید در فلز خاص در یک دمای خاص انجماد صورت می‌گیرد. در صورتی که در یک آلیاژ انجماد در یک فاصله درجه حرارتی صورت می‌گیرد.

آلومینیوم رایج ترین عنصر در زمین است و به شکل نهایی جدا از اکسیژن و سیلیکون در زمین یافت نمی شود.بیشترین حجم آلومینیوم در سنگ کانی باکسیت یافت می شود که بیشترین مقدار آن در استرالیا ، آمریکای جنوبی و آفریقا یافت می شود.آلومینیوم مانند طلا و نقره به شکل نهایی خود از زمین استخراج نمی شود بلکه باید ساخته شود وتولید آلومینیوم خالص در دو مرحله صورت می گیرد : ۱- فرایند شیمیایی ۱- فرایند الکترولیز
محصولات اکستروژن ( پروفیل ) :   آلیاژ آلومینیوم تولید شده به صورت قالب مدور ریخته گری میشود که فـــــــــرآیند اکستروژن شامل فشار بر یک قالب آلومینیومی گرم شده (۵۱۰ تا ۵۴۰ درجه سانتیگراد) ازطریق یک شفت فولادی میباشد.

این فرآیند باعث تغییر شکل آلومینیوم به پروفیل های باز و آزاد در شفت فولادی می شود. برای تولید پروفیل تیوپی یا توخالی از یک میله فولادی در وسط شفت استفاده می کنند .
محصولات رول شده :    این فرآیند هم در سرما هم در گرما انجام می شود. شمش اصل یک قطعه آلــومینیوم ضخیم است که با فرآیند حرارتی تا ۵۰۰ درجه می توان صفحــه ای به قطر ۵ تا ۱۰ میلیمتر ایجاد کرد سپس صفحــه را خنک نموده که این امر باعث مسطح شدن آن نیز می گردد. پس از آن  فرآیند رولینگ سرمایشی را شـروع کرده که در مرحله نهایی به قطر یک تا سه میلیمتر می رسند .
محصول ریخته گری ( جانبی ) :    از خمیرهای ماسه ای برای ریخته گری مقادیر کوچـــــک آلومینیوم مذاب استفاده می شود . برای مقادیر بزرگتر یک ریخته گری فلزی صورت می گیرد . وقتی مقدار زیاد و کیفیت بالا مورد نیاز باشد آلومینیوم مذاب به قالب فلزی تحت فشار تزریق می گردد.
کاربردها:    چه از نظر کیفیت و چه از نظر ارزش، آلومینیوم کاربردی‌ترین فلز بعد از آهن است و تقریبأ در تمامی بخش‌های صنعت دارای اهمیت می‌باشد. آلومینیوم خالص، نرم و ضعیف است، اما می‌تواند آلیاژهایی را با مقادیر کمی از مس، منیزیوم،منگنز، سیلیکون و دیگر عناصر بوجود آورد که این آلیاژها ویژگی‌های مفید گوناگونی دارند. این آلیاژها اجزای مهم هواپیما و راکتها را می‌سازند.

وقتی آلومینیوم را در خلاء تبخیر کنند، پوششی تشکیل می‌دهد که هم نور مرئی و هم گرمای تابشی را منعکس می‌کند. این پوششها لایه نازک اکسید آلومینیوم محافظ را بوجود می‌آورند که همانند پوششهای نقره خاصیت خود را از دست نمی‌دهند.

یکی دیگر از موارد استفاده از این فلز در لایه آینه‌های تلسکوپ‌های نجومی است.

برخی از کاربردهای فراوان آلومینیوم عبارت‌اند از:

- حمل و نقل: اتومبیل‌ها، هواپیماها، کامیون‌ها، کشتی‌ها، ناوگانهای دریایی، راه آهن.

بسته‌بندی: قوطی‌ها، فویل. -

ساختمان: درب، پنجره، دیوار پوشها و نماهای کرتین وال. -

- کالاهای با دوام مصرف کننده: وسایل برقی خانگی، وسایل آشپزخانه.

- خطوط انتقال الکتریکی (هدایت الکتریکی آلومینیوم از مس بیشتر واز طلا کمتر میباشد اما استحکام مکانیکی ان در برابر کشش از مس کمتر میباشد و لذا برای ساخت هادی های آلومینیوم به منظور استفاده در خطوط انتقال از هسته ای فولادی برای تقویت استحکام ان در برابر کشش استفاده میکنند معروف ترین هادی آلومینیومی با ویژگی های بالا که در ۹۰ درصد خطوط انتقال استفاده میشود هادی ACSR میباشد.

ماشین آلات اکسید آلومینیوم (آلومینا) بطور طبیعی و بصورت کوراندوم،سنگ سنباده، یاقوت و یاقوت کبود یافت می‌شود که در صنعت شیشه‌سازی کاربرد دارد. یاقوت و یاقوت کبود مصنوعی در لیزر برای تولید نور هم‌نوسان بکار می‌روند. آلومینیوم با انرژی زیادی اکسیده می‌شود و در نتیجه در سوخت موشکهای با سوخت و دمازاها مورد استفاده واقع می‌شود.

آنودایزینگ:

آندایزینگ آلومینیوم به روش الکترولیت: از اسید سولفوریک با غلظت‌های مختلف  gr/lit۱۰ تا gr/lit۷۰۰درصنایع و مراکز تحقیقاتی عملیات آندایزینگ استفاده می‌کنند. اما اکثر غلظتی که به طور معمول به کار ۱۵۰ تا ۲۵۰ گرم در لیتر می‌باشد. با تغییر غلظت میزان هدایت الکتریکی نیز تغییر می‌کند که منحنی شکل زیر بیانگر این ارتباط است. بیشترین قابلیت هدایت الکتریکی در غلظت ۳۵۰ گرم در لیتر یا ٪۳۵ وزنی اسید سولفوریک بدست می‌آید. در چنین حالتی ولتاژ مورد نیاز جهت ایجاد دانسیته ۱/۲ آمپر بر دسیمتر مربع کمترین مقدار خود را خواهد داشت و انرژی مصرف شده الکتریکی نیز به همان نسبت در پایین ترین حد خود است. ارتباط بین دمای محلول الکترولیت غلظت اسید و ولتاژ مورد نیاز جهت اعمال دانسیته ۱/۲ آمپربر دسیمتر مربع است. آلومینیوم مورد آزمایش به صورت ورق بوده و درجه خلوص آن نیز ۹۹/۹۹درصد است. تجزیه وآزمایش بیانگراین نکته است که متناسب باافزایش غلظت محلول الکترولیت به نسبتی که زمان عملیات آندایزینگ افزایش ضخامت و وزن لایه اکسیدی حاصل کاهش می‌یابد بطوری که اگر قطعه‌ای آلومینیومی در محلول اسید سولفوریک با غلظت ٪۳۰ وزنی۳۳۰ گرم در لیتر در طول مدت یک ساعت اندایز شود وزن لایه اکسیدی ان معادل نصف حالتی خواهدبود که غلظت الکترولیت ٪۱۵وزنی ویا ۱۶۵گرم در لیتر بوده ودر همان مدت زمان آنودایز شده باشد.