خواص آلومینیوم (ویژگیها و کاربردهای گسترده آن در صنعت)
خواص آلومینیوم که یکی از پرکاربردترین فلزات در جهان است، بسیار چشمگیر است. این فلز مقاوم به زنگزدگی بوده و از هدایت گرمایی و الکتریکی بالایی برخوردار است. همین ویژگیها آن را برای استفاده در صنایع مختلف مانند هوافضا، خودروسازی و الکترونیک و بسیاری کاربردهای دیگر همچون ساخت ورق آلومینیوم مناسب میکند. انعطافپذیری بالا و قابلیت بازیافت نیز از دیگر ویژگیهای برجسته آلومینیوم به شمار میآیند. باتوجهبه این موارد، فواید آلومینیوم در زندگی مدرن بیشمار است. در ادامه راجع به خواص آلومینیوم بیشتر صحبت میکنیم و آلیاژهای آن را نیز بررسی خواهیم کرد.
فهرست
- 1 معرفی خواص آلومینیوم
- 1.1 1.ظاهری زیبا دارد.
- 1.2 2.تجدیدپذیر است.
- 1.3 3.سمی نیست.
- 1.4 4.دیر ذوب میشود، دیر جوش میآید.
- 1.5 5.به خوردگی مقاوم است.
- 1.6 6.چگالی پایینی دارد.
- 1.7 7.نسبت استحکام به وزنش بالاست.
- 1.8 8.انعطافپذیری زیادی دارد.
- 1.9 9.چقرمگی شکست زیادی دارد.
- 1.10 10.هدایت گرمایی و سرمایی بالایی دارد.
- 1.11 11.رسانای جریان برق است.
- 1.12 12.قابلیت انعکاس نور را دارد.
- 1.13 13.خاصیت مغناطیسی ندارد.
- 1.14 14.با قلیاها بهسرعت واکنش میدهد.
- 1.15 15.مقرونبهصرفه است.
- 2 بررسی آلیاژهای آلومینیوم
- 3 جمعبندی
معرفی خواص آلومینیوم
آلومینیوم یک عنصر شیمیایی با نماد Al و عدد اتمی 13 است. این فلز نقرهای رنگ و سبک به دلیل ویژگیهای منحصربهفردش در صنایع مختلفی به کار میرود. علاوه بر این از آن آلیاژهای مختلفی ساخته میشود که هر کدام کاربرد خود را دارد. در ادامه خواص آلومینیوم را ذکر میکنیم و درباره هرکدام توضیح میدهیم:
1.ظاهری زیبا دارد.
یکی از خواص آلومینیوم از نظر ظاهری این است که نقرهای و براق است و به همین دلیل بسیاری از افراد آن را جذاب میدانند. این ویژگی براق و درخشان باعث میشود آلومینیوم در طراحیها، محصولات و صنایع مختلفی مانند خودروسازی، الکترونیک، لوازمخانگی و حتی در دکوراسیون داخلی مورداستفاده قرار میگیرد.
2.تجدیدپذیر است.
بدون آنکه خواص آلومینیوم از دست برود، این فلز میتواند بارها و بارها بازیافت شود. این خاصیت آلومینیوم، آن را به یک گزینه زیستمحیطی مطلوب تبدیل میکند و سبب کاهش پسماندها میشود. فرایند بازیافت آلومینیوم به انرژی بسیار کمتری نسبت به تولید آلومینیوم جدید نیاز دارد.
3.سمی نیست.
آلومینیوم بهطورکلی برای انسان سمی نیست و در صنایع غذایی و نوشیدنی، بستهبندیهای مواد غذایی و ظروف پختوپز به طور گسترده استفاده میشود. علاوه بر این در صنعت داروسازی نیز در قوطی و بستهبندی بسیاری از داروها آلومینیوم به کار میرود؛ زیرا هیچ واکنش مضری با داروها ندارد و به پایداری آنها کمک میکند.
محصولات آرایشی هم مانند داروها در بستهبندیشان از این فلز استفاده میشود. به جز اینها، کاربرد مهم دیگر آلومینیوم از جهت غیرسمی بودن آن، در تجهیزات و ابزارهای پزشکی است که نیاز به تماس آنها با بدن وجود دارد.
بیشتر بخوانید: جوشکاری ورق آلومینیوم؛ همه چیز در مورد جوش ورق آلومینیومی
4.دیر ذوب میشود، دیر جوش میآید.
نقطه ذوب و جوش آلومینیوم همراه با سایر خواص فیزیکی و شیمیایی آن، این فلز را برای استفاده در صنایع مختلف همچون هوا و فضا، خودروسازی و الکترونیک که دمای سیستم یا سازه در آنها بالا میرود تبدیل کردهاند زیرا نقاط ذوب و جوش آلومینیوم بسیار بالا بوده و دارای نقطه ذوب حدود 660.3 درجه سانتیگراد (1220.5 درجه فارنهایت) و نقطه جوش حدود 2519 درجه سانتیگراد (4566 درجه فارنهایت) است.
5.به خوردگی مقاوم است.
آلومینیوم به خوردگی مقاوم است. این ویژگی به دلیل تشکیل یک لایه نازک و محافظ اکسید آلومینیوم روی سطح فلز است که از آن در برابر عوامل خورنده مانند رطوبت و هوا محافظت میکند. این ویژگی در کنار برخی دیگر از خواص آلومینیوم باعث میشود که آلومینیوم در محیطهای مختلف، از جمله محیطهای مرطوب و حتی در معرض مواد شیمیایی مقاوم بماند و طول عمر زیادی داشته باشد.
مقاومبودن آلومینیوم به خوردگی باعث میشود در صنایع دریایی پرکاربرد باشد؛ زیرا در تماس با آبشور دچار مشکل نمیشود. موارد استفاده دیگر فلز آلومینیوم شامل ساخت ظروف و مخازن نگهدارنده مواد شیمیایی و قطعات خودروها، بهخصوص بخشهای در تماس با آب و رطوبت است. خاصیت مقاومت به خوردگی از میان خواص آلومینیوم بسیار ویژه است و آن را نسبت به بسیاری فلزهای دیگر پرکاربردتر کرده است.
6.چگالی پایینی دارد.
از دیگر خواص آلومینیوم این است که چگالی آن نسبتاً پایین است. چگالی آلومینیوم تقریباً 2.7 گرم بر سانتیمتر مکعب است؛ یعنی نسبت به بسیاری از فلزات دیگر مانند آهن و مس سبکتر است. این وزن سبک و سایر خواص آلومینیوم از دلایل اصلی استفاده گسترده از آلومینیوم در صنایع مختلف از جمله هوافضا، خودروسازی و بستهبندی است.
7.نسبت استحکام به وزنش بالاست.
از دیگر خواص آلومینیوم میتوان به نسبت استحکان به وزن زیاد آن اشاره کرد. این ویژگی به این معناست که آلومینیوم، در عین اینکه سبک است، دارای استحکام بالایی نیز هست. این ویژگی آلومینیوم را برای صنایعی که نیاز به وزن کم و استحکام زیاد دارند، مناسب کرده است.
نمونهای از کاربرد این ویژگی در صنعت خودروسازی است. این ویژگی آلومینیوم به کاهش وزن خودروها و افزایش کارایی سوخت کمک میکند. بدنه و قطعات خودروها که از آلومینیوم ساخته میشوند، باعث میشوند خودروها سرعت بیشتری داشته باشند و درعینحال استحکام و مقاومت مناسبی داشته باشند. همچنین در صنعت ساختمانسازی، آلومینیوم بهعنوان مادهای سبک و مقاوم در ساخت سازهها و نماهای ساختمانها به کار میرود.
در زمینه ورزش و تجهیزات تفریحی هم آلومینیوم در تولید دوچرخهها، لوازم ورزشی و تجهیزات کمپینگ بسیار محبوب است. این محصولات نیاز به موادی دارند که حملونقل آنها آسان باشد و درعینحال مقاوم باشند.
بیشتر بخوانید: انواع ورق آلومینیوم؛ همه چیز در مورد آنها
8.انعطافپذیری زیادی دارد.
آلومینیوم میتواند بهراحتی خم شود، شکل داده شود و به اشکال مختلف تبدیل شود، بدون اینکه شکسته شده یا ترک بخورد. انعطافپذیری بالای آلومینیوم یکی از اصلیترین خواص آلومینیوم و از دلایل استفاده گسترده آن در صنایع مختلف است. به دلیل همین قابلیت خمپذیری است که از این فلز و آلیاژهای آن در تولید دربها و بدنه خودروها و هواپیماها استفاده میشود.
علاوه بر این، در صنایع الکترونیک نیز از خواص آلومینیوم برای تولید قابها همچون قابها و اجزای دستگاههای الکترونیکی که نیاز به شکلدهی دقیق و مقاوم به ضربه دارند، بهره میبرند.
9.چقرمگی شکست زیادی دارد.
آلومینیوم معمولا مقاومت خوبی در برابر شکست دارد. این ویژگی به توانایی یک ماده برای جذب انرژی و تغییر شکل قبل از شکستن اشاره دارد و در اصطلاح علمی به آن چقرمگی شکست میگویند. چقرمگی شکست بالا در آلومینیوم باعث میشود که این فلز بتواند در برابر نیروها و ضربات ناگهانی مقاومت کند و بدون اینکه ترک بردارد یا بشکند، تغییر شکل دهد.
چقرمگی شکست بالای آلومینیوم باعث افزایش ایمنی و دوام قطعات ساخته شده با این فلز یا سایر آلیاژهای آلومینیوم میشود.
در صنعت خودروسازی، آلومینیوم در تولید قطعات بدنه و شاسی خودروها استفاده میشود که ممکن است در تصادفات یا شرایط سخت جادهای دچار ضربه شوند. در صنایع نظامی نیز از آلومینیوم زرهها و تجهیزات نظامی تولید میکنند که نیاز به مقاومت در برابر ضربات و نیروهای شدید دارند.
10.هدایت گرمایی و سرمایی بالایی دارد.
این ویژگی به این معناست که آلومینیوم میتواند گرما و سرما را بهسرعت منتقل کند. هدایت گرمایی آلومینیوم تقریباً 235 وات بر متر بر کلوین (W/m·K) است که آن را به یکی از فلزات با بالاترین هدایت گرمایی تبدیل میکند. این ویژگی کاربردهای متعددی ایجاد میکند.
به عنوان مثال، در صنعت الکترونیک، آلومینیوم به عنوان مادهای برای هیت سینکها و دستگاههای دفع حرارت استفاده میشود تا گرمای تولید شده توسط قطعات الکترونیکی به سرعت دفع شود و از آسیب به آنها جلوگیری شود.
در صنعت خودروسازی نیز، آلومینیوم برای ساخت رادیاتورها و سیستمهای خنککننده استفاده میشود تا گرما بهسرعت از موتور و قطعات دیگر دفع شود و از گرمای بیش از حد جلوگیری شود.
11.رسانای جریان برق است.
هدایت الکتریکی این فلز کمتر از مس است؛ اما به دلیل وزن سبکتر و مقرونبهصرفهتر بودن و مناسببودن قیمت ورق آلومینیوم، در برخی از کاربردها از جمله ساخت سازهها و ساختمانسازی و نمای آنها و همچنین ساخت کابل بسیار پرطرفدار است.
علاوه بر این، آلومینیوم برای ساخت سیستمهای توزیع برق و پنلهای خورشیدی به کار میرود. این کاربردها نهتنها از ویژگی هدایت الکتریکی آلومینیوم بهره میبرند، بلکه به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و دوام طولانیمدت، مزایای اضافی نیز دارند.
12.قابلیت انعکاس نور را دارد.
آلومینیوم قابلیت انعکاس نور بالایی دارد. این فلز میتواند تا حدود 90 درصد از نور مرئی و نور مادونقرمز را منعکس کند. یکی از کاربردهای اصلی انعکاس نور آلومینیوم در صنعت روشنایی است.
آلومینیوم بهعنوان مادهای برای ساخت بازتابدهندههای لامپها و چراغها استفاده میشود تا نور را به طور مؤثرتری پراکنده و متمرکز کند. همچنین در صنایع خودروسازی، آلومینیوم بهعنوان مادهای برای ساخت بازتابدهندههای چراغهای جلو و عقب خودروها استفاده میشود.
13.خاصیت مغناطیسی ندارد.
آلومینیوم به طور طبیعی خاصیت مغناطیسی ندارد؛ به این مفهوم که آلومینیوم تحتتأثیر میدانهای مغناطیسی قرار نمیگیرد و جذب آهنربا نمیشود. این ویژگی باعث میشود از آن برای تولید سیمها و کابلهای برق استفاده میشود تا تداخلهای الکترومغناطیسی کاهش و عملکرد دستگاهها بهبود یابد.
14.با قلیاها بهسرعت واکنش میدهد.
آلومینیوم با قلیاها واکنش میدهد. این واکنش معمولاً به تولید هیدروژن و تشکیل ترکیبات آلومینات منجر میشود. بهعنوانمثال، زمانی که آلومینیوم با هیدروکسید سدیم (یک قلیا) واکنش میدهد، گاز هیدروژن تولید میشود و آلومینات سدیم تشکیل میشود. این ویژگی واکنشپذیری با قلیاها در برخی از صنایع کاربردهای مهمی دارد.
در صنعت شیمیایی، این واکنش برای تولید هیدروژن به کار میرود. همچنین در فرایند بازیافت آلومینیوم، از این واکنش برای حذف لایههای اکسیدی و ناخالصیها از سطح آلومینیوم استفاده میشود. علاوه بر این، در صنعت تولید آلومینا (اکسید آلومینیوم)، از واکنش آلومینیوم با قلیاها برای تولید آلومینا با خلوص بالا استفاده میکنند.
15.مقرونبهصرفه است.
آلومینیوم بهراحتی قابلپرداخت و شکلدهی است که این خواص آلومینیوم اجازه میدهند که از آن ورق تولید شود. ازآنجاکه قیمت ورق آلومینیوم مقرونبهصرفه است، طراحان و مهندسان از آن به روشهای مختلف استفاده کنند و طرحهای جذابی را ایجاد کنند. برای اطلاع از قیمت ورق آلومینیوم کلیک کنید.
بررسی آلیاژهای آلومینیوم
آلیاژ در واقع به ترکیب 90 الی 96 درصد از فلز آلومینیوم بافلزات دیگر گفته میشود. این عناصر به منظور بهبود خواص آلومینیوم به آن افزوده میشوند. بسیاری از فلزها هستند که قابلیت یکپارچه شدن با آلومینیوم را دارند و میتوانند با آن تشکیل آلیاژ دهند؛ اما روی، مس، سیلیسیم و منیزیم معمولتر از دیگر فلزها هستند و خواص آلومینیوم را به میزان بیشتری بهبود میدهند.
نوع مواد که در هر کدام از آلیاژهای آلومینیوم استفاده میشود و درصد این مواد، بر ویژگیهای متریال نهایی اثرگذارند. هر آلیاژ یک کد دارد تا مشخص شود که در فرایند ساخت چه فلزی به آن افزوده شده است. در جدولی که در ادامه آمده است، آلیاژهای پرکاربرد و خواص آنها بررسی شده است.
بیشتر بخوانید: آلیاژ چیست؛ طبقهبندی و کاربردهای آن
جدول خواص آلیاژهای آلومینیوم
در صورت تمایل به کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با بهترین آلیاژهای آلومینیوم برای خمپذیری کلیک کنید.
جمعبندی
خواص آلومینیوم بسیار متنوع و گستردهاند. همین فواید آلومینیوم باعث میشود که از آلیاژهای گوناگون آن انواع ورق آلومینیوم ساخته شود و امکان استفاده از آن برای کاربردهای گوناگون ممکن شود. ازآنجاکه این آلیاژها قیمتهای متفاوتی دارند، قیمت ورق آلومینیومی که از آنها ساخته میشود نیز متفاوت است. اگر دوست دارید درباره اینکه آلومینیوم چیست اطلاعات بیشتری کسب کنید کلیک کنید.
نظر شما