آلومینیوم به یکی از پرکاربردترین مواد در سطح جهان است که کاربردی زیادی در صنایع مختلف داشته و اهمیت ویژه‌ای دارد. خواص آلومینیوم و آلیاژهایش آن را به یک فلز محبوب و همه کاره در بین انواع عناصر و فلزات تبدیل کرده است. از آلومینیوم، در صنایع متعددی همچون لوازم خانگی، معماری، جوشکاری، هوانوردی، خودروسازی و …. استفاده می‌شود. از آنجا که آلومینیوم بسیار کاربردی بوده و اهمیت زیادی دارد، در این مقاله قصد داریم به بررسی خواص آلومینیوم پرداخته و ویژگی‌های آن را بیان کنیم.
خواص آلومینیوم
همان‌طور که گفته شد، آلومینیوم کاربرد زیادی در صنایع مختلف داشته و این کاربرد فراوان، تناه به دلیل خواص ویژه این عنصر پرکاربرد است. در حالت کلی، بررسی خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی یک ماده، اساس علم مواد و شناسایی آن ماده را تشکیل می‌دهد. مطالعه خواص آلومینیوم به معماران، سازندگان، طراحان و صنعتگران کمک می‌کند تا از آن در محیط‌ها و موارد مناسب استفاده کرده و بهره ببرند.
آلومینیوم یک عنصر فلزمانند با خواص فلزی و غیرفلزی است که در جدول مندلیف در خانواده فلزات قرار دارد. اگرچه آلومینیوم یکی از فراوان‌ترین عناصر و فلزات در سطح کره زمین است اما باید از سنگ معدن بوکسیت تهیه شده و قبل از تبدیل‌شدن به آلومینیوم خالص تجاری و با دوام، فرآیند تولید و تبدیل به یک آلومینیوم مقاوم را طی کند. عناصری که معمولاً به آلومینیوم اضافه می‌شوند تا استحکام، کارایی، مقاومت در برابر خوردگی، هدایت الکتریکی و چگالی آن را تقویت شده و بهبود بخشیده شود، عبارتند از:
- مس
- منیزیم
- منگنز
- سیلیکون و روی
اضافه‌شدن موارد بالا به آلومینیوم، باعث تولید آلیاژهایی از این عنصر کاربردی و مهم شده که استقامت بیش‌تری داشته و کاربرد آن را افزایش می‌دهد. بسیاری از خواص آلومینیوم و آلیاژهای آن منجر به طیف متنوعی از کاربردهای این ماده در صنایع مختلف شده است.
به عنوان مثال، از بین تمام فلزات، آلیاژهای آلومینیوم به علت خواص مکانیکی مخصوص آلومینیوم، به راحتی شکل پذیر بوده و تغییر شکل می‌دهند اما چه ویژگی‌های دیگری باعث ترجیح محصولات و مواد آلومینیومی بر سایر مواد می‌شود و یا اینکه علت کاربرد زیاد این عنصر یا فلز در صنایع مختلف چیست را در قسمت خواص و ویژگی‌های آلومینیوم بیان خواهیم کرد.
خواص و ویژگی‌های آلومینیوم
همان‌طور که گفته شد، آلومینیوم فلزی پرکاربرد در صنایع مختلف بوده که علت این کاربرد نیز در خواص ویژه و خاص آلومینیوم است. برای بیان خواص و ویژگی‌های آلومینیوم باید گفت که رنگ و حالت آلومینیوم به صورت جامد، غیرمغناطیسی، غیربراق و رنگ نقره‌ای یا سفید متمایل به آبی بوده و دارای ساختاری مکعب‌گونه رو به مرکز است که تا نقطه ذوب پایدار آن پایدار بوده و به سادگی تغییر شکل نمی‌دهد. سطح این فلز کاربردی بازتابنده نور بوده و سختی آلومینیوم خالص تجاری، نرم بوده که در صورت آلیاژ و تمپرشدن، تقویت می‌شود.
این ماده دارای شکل پذیری بالایی بوده و می‌توان آن را بسیار نازک تولید کرد. این ماده چکش‌خواری بالایی نیز دارد، بدین معنی که آلومینیوم قابلیت شکل‌دهی یا خم‌شدن بسیار داشته و به خوبی تغییر شکل می‌دهد. همچنین آلومینیوم دارای ضریب انبساط حرارتی 23.2 است که نسبت به روی و فولاد بالاتر بوده و باعث می‌شود این فلز بیش‌تر منبسط شود.
این ماده یک رسانا الکتریکی و حرارتی خوب بوده و به دلیل داشتن لایه اکسیدی محافظ خود، در برابر خوردگی نیز مقاوم است. آلومینیوم دارای چگالی کمی بوده که با گرانش در مقایسه با آب 2.70 اندازه‌گیری می‌شود. این میزان را با چگالی آهن و فولاد که چگالی حدود 7.87 دارند، مقایسه کنید. آلومینیوم دارای نقطه ذوب تقریباً 1220 درجه فارنهایت و نقطه جوش تقریباً 4478 درجه فارنهایت بوده که از این رو می‌توان گفت در برابر حرارت و دماهای بالا مقاوم است.
این ماده کاربردی با اکسیژن ترکیب شده و در صورت قرارگرفتن در معرض هوا مرطوب، اکسید آلومینیوم را تشکیل می‌دهد. در صورتی که آلومینیوم به صورت پودر باشد، چنانچه در معرض شعله قرار بگیرد به راحتی آتش گرفته و مشتعل می‌شود. آلومینیوم با موادی مانند آب داغ، هیدروکسید سدیم و اسیدهای داغ به سرعت واکنش نشان داده و ترکیب می‌شود (آلومینیوم فرآوری نشده).
در زمینه بررسی خواص مکانیکی این ماده نیز باید گفت که روند افزایش طول سری آلیاژ آلومینیوم برای آلیاژهای سری پایین، زیاد و برای آلیاژهای سری بالاتر، کم است. به عبارت دیگر، هنگام مقایسه آلیاژهای آلومینیوم سری 1xxx با آلیاژهای سری 7xxx، آلیاژهای سری 1xxx شکل‌پذیری بیش‌تری خواهند داشت. از آلومینیوم خالص نمی‌توان برای استفاده در دماهای بالا بهره برد. شایان به ذکر است که توانایی استثنایی آلومینیوم برای تشکیل آلیاژها، دامنه کاربرد آن را در صنایع گسترش داده است.
با توجه به مواردگفته شده از خواص آلومینیوم، می‌توان گفت که آلومینیوم جلا داده شده کاربردهای تزئینی زیادی داشته و در موارد تزئینی هم پرکاربرد است. از این ماده در لوازم خانگی و نیز لیزر استفاده شده و خاصیت غیرفرومغناطیسی‌بودن آلومینیوم، آن را برای صنایع برق و الکترونیک مناسب کرده است. قابلیت هدایت حرارتی آلیاژهای آلومینیوم در مبدل‌های حرارتی، اوپراتورها، وسایل و ظروف گرمایش الکتریکی و همچنین رینگ‌های خودرو، سرسیلندرها و رادیاتورها بسیار سودمند بوده و باعث استفاده از این فلز کاربردی گشته است.
نتیجه‌گیری
یکی از پرکاربردترین عناصر و فلزات موجود در صنایع مختلف، آلومینیوم است. علت این کاربرد زیاد و ویژه، مربوط به خواص آلومینیوم است. آلومینیوم به دو شکل پودر و غیرپودری در بازار موجود بوده کهنوع غیرپودری آن، غیر پیروفوریک (اشعال) بوده و در صنایع مختلف کاربرد دارد.
آلومینیوم خواص و ویژگی‌های متعددی دارد که در متن به تفصیل ذکر و بیان شده است. در این مقاله سعی کردیم به بررسی خواص آلومینیوم پرداخته و ویژگی‌های آن را بیان کنیم. امیدوارم این مطلب مورد پسند و رضایت شما عزیزان قرار گرفته باشد. ممنون می‌شویم اگر نظرات، انتقادات و پیشنهادات خود را با ما در سایت تکه کابل در میان گذاشته و ما را از مباحث مورد نیازتان مطلع سازید.
99 بازدید
احسان شوکتی
