عنصر آلومینیوم که با نماد شیمیایی AI و همچنین عدد اتمی 13 در گروه بور جدول تناوبی قرار دارد، پس از اکسیژن و سیلیسیم، به عنوان یکی از فراوان‌ترین عناصر شناخته می‌شود. البته این عنصر در طبیعت به دلیل خاصیت واکنش پذیری بالای خود، کمیاب است و به صورت ناخالص با دیگر سنگ‌های معدنی استخراج می‌شود.
جالب است بدانید که بیشتر آلومینیوم استخراجی در دنیا، از سنگ بوکسیت است! از مهمترین ویژگی‌های این فلز می‌توان به شکل پذیری بالا، مناسب برای جوشکاری، استحکام مناسب در برابر ضربه و وزن بالا و همچنین خوردگی و..... اشاره کرد. به طور کلی آلیاژهای آلومینیوم کاربردهای بسیار گسترده‌ای در سازه‌ها و صنایع مختلف دارند.
از این رو اگر می‌خواهید با این فلز و انواع آن بیشتر آشنا شوید به شما پیشنهاد می‌کنیم که در ادامه این مقاله با ایران پلی کرافت همراه باشید.
آلومینیوم چیست؟
اگر بخواهیم یک تعریف واضح و علمی از آلومینیوم داشته باشیم باید گفت که، آلومینیوم یک فلز نرم و نقره‌ای رنگ، با چگالی 2770 کیلوگرم بر متر مکعب است. یکی از ویژگی‌های اصلی این فلز، قابلیت بازیافت آن است و از این رو جز دسته فلز هایی محسوب می‌شود که با محیط زیست سازگاری دارد.
جالب است بدانید که آلومینیوم بازیافت شده هیچ تفاوتی با آلومینیوم تازه استخراج شده ندارد و هر دو از نظر کیفیت با یکدیگر یکسان هستند! همچنین چیزی که باعث شده این فلز نسبت به دیگر فلز ها متفاوت‌تر و بهتر عمل کند، کیفیت پوشش اکسیدی نازک موجود روی این فلز است که باعث شده بتواند در برابر خوردگی از خود مقاومت خوبی نشان دهد.
این پوشش به سرعت شکل می‌گیرد و با ایجاد خراش روی آن باعث به وجود آمدن خوردگی روی آلومینیوم می‌شود. برای بالا بردن مقاومت این فلز در بلند مدت می‌توان بر روی آن یک پوشش اکسیدی زخیم نیز ایجاد کرد.
اگر بخواهیم این فلز را از نظر کاربرد نیز مورد بررسی قرار دهیم باید گفت که فلز آلومینیوم یکی از پرکاربردترین فلزهای موجود در بازار محسوب می‌شود که بعد از آهن، از نظر کیفیت و ارزش، رتبه دوم را به خود اختصاص داده است و در بیشتر صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد.
آلیاژهای این عنصر ارزشمند قابلیت جوشکاری، ماشین کاری، لحیم کاری سخت و لحیم کاری نرم برخوردار هستند. البته برخی از آلیاژهای این عنصر قابلیت جوشکاری ندارند!
نحوه تولید آلومینیوم
همانطور که گفته شد، آلومینیوم به طور خالص در طبیعت یافت نمی‌شود و باید آن را با سنگ‌های معدنی مختلف استخراج کرد. البته در حال حاضر بوکسیت به عنوان منبع اصلی برای استخراج آلومینیوم در تمامی دنیا شناخته می‌شود.
فرایند استخراج و تولید آلومینیوم نیز شامل استخراج سنگ معدن بوکسیت از اعماق زمین، تصفیه سنگ بوکسیت برای تولید آلومینا و سپس ذوب آلومینا برای استخراج آلومینیوم است. حال با استفاده از آلومینیوم استخراج شده از سنگ بوکسیت می‌توان طیف گسترده‌ای از وسایل و محصولات مانند قطعات هواپیما، پروفیل‌های آلومینیوم و.... را ایجاد و تولید کرد.
البته استخراج سنگ بوکسیت اصلا کار ساده‌ای نیست و برای استخراج آن نیاز به حفاری‌های عمیق و برداشتن بخش‌های ضخیمی از سنگ معدنی بوکسیت به وسیله انفجار و شکاف استخراج است! پس از تکمیل فرایند استخراج آلومینیوم، می‌توان مناطق غنی از سنگ بوکسیت را دوباره بازسازی کرد.
کاربردهای آلومینیوم
فلز آلومینیوم با توجه به ویژگی‌ها و مزایای خاصی که دارد، کاربردهای متنوعی نیز دارد و می‌تواند در صنایع و تولیدات مختلف مورد استفاده قرار بگیرد. به همین دلیل در ادامه قصد داریم تا برخی از مهمترین کاربردهای این فلز باارزش را به شما معرفی کنیم:
- قوطی و بسته بندی‌های مختلف یکی از موارد متداول کاربرد فلز آلومینیوم، استفاده از آن در بدنه و سرو ته قوطی‌های کنسرو یا بسته بندی‌های لوازم آرایشی است. در واقع این مهمترین کاربرد فلز آلومینیوم محسوب می‌شود که 90 درصد استعمال آلومینیوم را به خود اختصاص داده است!
- استفاده در صنایع حمل و نقل همچنین از آنجایی که فلز آلومینیوم نسبتا مقاومت خوبی دارد، از آن در قسمتی‌های مختلف قطارهای استفاده می‌کنند و همین موضوع به قطارهای اجازه می‌دهد تا بتوانند بار و سوخت بیشتری را نسبت به حالت عادی حمل کنند!
همچنین از این نوع فلز در طراحی و ساخت انواع سیستم‌های مغناطیسی استفاده می‌کنند. در ساخت بدنه ماشین‌ها، واگن‌های حمل بار و مسافر و... نیز از این فلز آلومینیوم استفاده می‌کنند.
در کل باید گفت که فلز آلومینیوم از آنجایی که وزن کمی دارد، می‌تواند در صنایع مختلف برای افزایش بهره وری مورد استفاده قرار بگیرد. - متالورژی آلومینیوم با داشتن درصد پایینی از سیلیس، روی منگنز، منیزیم، مس و یالیتیوم، می‌تواند آلیاژهای مقاومی ایجاد کند که در برابر پوسیدگی و زنگ زدگی از خود مقاومت بالایی نشان می‌دهند.
از این آلیاژ ها اکثرا برای بسته بندی ظروف، کالاهای الکتریکی، مصالح ساختمانی، هوا و فضا و... استفاده می‌کنند. - صنعت ساختمان سازی همچنین از آنجایی که فلز آلومینیوم دارای ویژگی‌های چون وزن کم، قابلیت شکل پذیری بسیار بالا، مقاومت بسیار بالا در برابر عوامل پوسیدگی و زنگ زدگی است، می‌تواند در صنعت ساختمانی به عنوان یکی از مصالح ارزان قیمت مورد استفاده قرار بگیرد.
از آنجایی که این نوع فلز وزن بسیار کمی دارد، هزینه احداث بنا و ساختمان را کاهش می‌دهد و زمان ساخت آن را نیز کم می‌کند. در حال حاضر چین و آمریکا بزرگ‌ترین مصرف کنندگان این نوع فلز در صنعت ساختمان سازی هستند! - صنایع برق از دهه 1920 به بعد از که از فلز آلومینیوم برای ساخت قسمت بالای دکل‌های برق فشار قوی استفاده می‌کنند. این فلز به دلیل اینکه در عین کم وزن بودن، استحکام بالایی دارد می‌تواند در قسمت بالای دکل‌های برق مورد استفاده قرار بگیرد و در طولانی مدت از خود مقاومت بسیار خوبی نشان دهد. استفاده از این نوع فلز ها در قسمت بالایی دکل‌های برق باعث کاهش قیمت در سیستم انتقال نیرو می‌شود.
ویژگی‌های آلومینیوم
همچنین فلز آلومینیوم ویژگی‌های منحصر به فردی دارد که باعث شده نسبت به دیگر فلز ها کاربردهای گسترده تری داشته باشد. در ادامه بارزترین ویژگی‌های این فلز آورده شده است:
- وزن سبک و قابل حمل بودن.
- قابلیت غیر مغناطیسی بودن.
- مقاومت بسیار بالا در برابر عوامل پوسیدگی و خوردگی در بلند مدت
- انعطاف پذیری بالا و شکل پذیری مناسبت
- تلفیقی از استحکام بالا و وزن بسیار پایین. همچنین این نوع فلز فقط در چند ماده موجود در طبیعت وجود دارد و همچنین استحکام آن قابل مقایسه با فولاد است!
- همچنین فلز آلومینیوم را می‌توان به روش‌های مختلف شکل داد و فرم کلی آن را تغییر داد.
- فلز آلومینیوم قابلیت اتصال به روش‌های مختلفی چون جوشکاری، لحیم کاری، چسب کاری و حتی پرچ کاری دارد.
- همچنین برخی از آلیاژهای آلومینیوم قابلیت ارتجاعی دارند! به این صورت که اگر در یک محدود خاص تحت تأثیر نیرویی قرار بگیرند، پس از برداشته شده کامل آن نیرو دوباره به حالت و شکل اولیه خود باز می‌گردند.
- شاید جالب باشد اگر بدانید که فلز آلومینیوم پس از نقره و طلا، هادی‌ترین فلز دنیا محسوب می‌شود. از این رو اکثرا از فلز آلومینیوم در ساخت و طراحی ظروف آشپزخانه، مبدل‌های حرارتی و روغنی استفاده می‌کنند.
- از دیگر ویژگی این فلز می‌توان به غیر سمی بودن آن اشاره کرد. در واقع فلز آلومینیوم دارای یک لایه اکسیدی سطحی هست و غیر سمی است.
- همچنین طبق اندازه گیری های انجام شده، آلومینیوم مثل فلز مس در یک حجم مساوی می‌تواند حدود 62 درصد الکتریسیته را از خود عبور دهد و بعد از نقره و طلا بالاترین هدایت الکتریکی را دارد.
- فلز آلومینیوم همچنین دارای قابلیت بازتاب نور است. در واقع این فلز می‌تواند حدود 80 درصد از اشعه نور مریی را انتقال دهد.
انواع آلومینیوم
همان طور که در اول مقاله نیز گفته شد، پس از استخراج آلومینیوم از طبیعت و سنگ معدن‌های مختلف، از آن در ساخت انواع آلیاژ ها و... استفاده می‌کنند. در حال حاضر انواع مختلف از آلومینیوم مانند ورق آلومینیوم، شمش آلومینیوم، ورق کامپوزیت آلومینیوم، رول آلومینیوم و... توسط این عنصر طراحی و ساخته می‌شوند که هر کدام کاربردهای خاص خود را دارند.
از این رو در ادامه قصد داریم تا برای آشنایی بیشتر شما با این فلز پرکاربردی، انواع آلومینیوم را به شما معرفی کنیم:
- ورق آلومینیوم ورق آلومینیوم یکی از کاربردی‌ترین و پر مصرف‌ترین ورق‌های فولادی محسوب می‌شود که از جنس فلز است و وزن کم ولی مقاومت بسیار زیادی دارد. این نوع ورق به طور مستقیم توسط شمش آلومینیوم طراحی و تولید می‌شود. در این فرایند، شمش آلومینیوم در دمای نسبتا زیاد گرم شده و سپس برای افزایش طول از میان غلتک‌های مختلف عبور می‌کند و به ورق آلومینیوم تبدیل می‌شود.
- شمش آلومینیوم یکی دیگر از محصولات میانی و پرکاربرد در صنعت، شمش آلومینیوم است. در اکثر مواقع در صنایع مختلف از ذوب کردن شمش آلومینیوم، محصولات مختلف از آن مانند ورق آلومینیوم و... تولید می‌کنند. از آنجایی که شمش آلومینیوم نسبت به وزن بالای خود مناسب است، از آن در صنایع مختلف استفاده می‌کنند. این محصول از آلومینیوم در انواع مختلف حالت‌های 50 پوندی، 1000 پوندی، اسلب، بیلت و... در بازار موجود است.
- ورق کامپوزیت آلومینیوم همچنین ورق کامپوزیت آلومینیوم نیز یکی دیگر از انواع پرکاربر این فلز محسوب می‌شود. این نوع ورق یک نوع پنل است که از دو لایه و یک لایه مرکزی پلی اتیلن ساخته و تولید شده است. این نوع محصول از آنجایی که ویژگی‌های خاص و منحصر به فردی مانند زیبایی، تنوع رنگی بالا، سبک بودن، ثبات بالای رنگ‌ها، دوام و مقاومت بالا و... دارد، در بازار طرفداران زیادی پیدا کرده است.
سوالات متداول
- ترکیبات تشکیل دهنده آلومینیوم کدام‌اند؟ ترکیبات شیمیایی معروف آلومینیوم شامل اکسید آلومینیوم (Al2O3)، سولفات آلومینیوم (Al2(SO4)3) و کربنات آلومینیوم (Al2(CO3)3) می‌شوند. این ترکیبات معمولاً به عنوان مواد اولیه برای تولید آلومینیوم فلزی استفاده می‌شوند.
