آیا آلومینیوم درجات مختلفی دارد؟
آلومینیوم یکی از فلزات پرکاربرد و مهم در صنعت است. این فلز، به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد، در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما آیا آلومینیوم تنها یک درجه دارد یا درجات مختلفی نیز دارد؟ در این مقاله، به بررسی درجات مختلف آلومینیوم خواهیم پرداخت.
آیا آلومینیوم درجات مختلفی دارد؟
آلومینیوم چیست و انواع مختلف آن
آلومینیوم یک فلز سبک وزن و رنگ نقره‌ای است که در هر خانه به شکل قابلمه، تابه، قوطی نوشیدنی و فویل آلومینیومی وجود دارد. این فلز غیر سمی است، مقاوم در برابر خوردگی، غیر مغناطیسی و به راحتی به اشکال مختلف قابل شکل‌دهی است.
آلومینیوم یکی از مفیدترین فلزات است که در دسترس ما قرار دارد. هر ساله حدود چهار میلیون تن آلومینیوم تنها در ایالات متحده تولید می‌شود و این نرخ تولید آن را در میان فلزات به جز آهن به رتبه دوم قرار می‌دهد.
آلومینیوم خالص نسبتاً نرم است و به تنهایی فلز سختی ندارد. اما وقتی با عناصر دیگری مانند مس، منگنز، سیلیکون، منیزیم و روی ذوب می‌شود، آلیاژ‌هایی با خواص مختلف و گسترده شکل می‌گیرد.
آلیاژهای آلومینیوم در صنایع هواپیما، علائم جاده، پل‌ها، مخازن ذخیره‌سازی و ساختمان‌ها استفاده می‌شوند. اما استفاده بیشتر آلومینیوم در صنعت خودروسازی انجام می‌شود، زیرا وزن آن تنها یک سوم وزن فولاد است و به همین دلیل مصرف سوخت را کاهش می‌دهد.
انواع آلومینیوم
آلومینیوم – یک فلز چندگانه
آلومینیوم یک عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نماد Al و عدد اتمی ۱۳ قرار دارد. این فلز دارای خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فردی است که آن را به یکی از محبوب‌ترین فلزات در صنعت تبدیل کرده است. یکی از مزیت‌های بزرگ آلومینیوم، وزن سبک آن است که آن را به یک جایگزین مناسب برای فلزات سنگین مانند آهن می‌کند.
درجات آلومینیوم
آلومینیوم به صورت خام و در طبیعت وجود دارد، اما برای استفاده در صنعت، نیاز به فرایندهای مختلفی دارد تا به درجات مختلفی تبدیل شود. در زیر به برخی از درجات مهم آلومینیوم اشاره می‌کنیم:
آلومینیوم خام
آلومینیوم خام، شکلی از آلومینیوم است که بدون هیچ گونه فرآیندی استخراج شده است. این شکل آلومینیوم دارای خلوص کمتری است و معمولاً در استفاده‌هایی که نیاز به خلوص بالا ندارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
آمینیوم اولیه
آلومینیوم اولیه یا آلومینیوم پاک، از طریق یک فرآیند به نام الکترولیز از بوکسیت، که ماده اولیه آلومینیوم است، به دست می‌آید. آلومینیوم اولیه دارای خلوص بالا و کیفیت بهتری نسبت به آلومینیوم خام است و در بسیاری از صنایع مانند خودروسازی، هواپیماسازی و کارخانه‌های تولید فلزات استفاده می‌شود.
آلومینیوم فرآوری شده
آلومینیوم فرآوری شده، شکلی از آلومینیوم است که از آلومینیوم اولیه تولید می‌شود. در این فرآیند، آلومینیوم اولیه به وسیله فرآیندهای مختلفی مانند ذوب، ریخته‌گری، و آلیاژسازی به شکل‌ها و فرم‌های مختلفی تبدیل می‌شود. این فرم‌ها شامل ورق‌ها، نوارها، تیرها، قضبان و قطعات ساختمانی می‌شوند.
آلومینیوم فرآوری شده در بسیاری از صنایع مانند ساخت و ساز، خودروسازی، هواپیماسازی، بسته‌بندی و الکترونیک استفاده می‌شود.
آلیاژهای آلومینیوم
علاوه بر درجات مختلف آلومینیوم، آلومینیوم می‌تواند با دیگر عناصر آلیاژ شود. آلیاژهای آلومینیوم خواصی برتر نسبت به آلومینیوم خالص دارند و به عنوان مثال، مقاومت بالاتر در برابر خوردگی، استحکام مکانیکی بیشتر و قابلیت پردازش بهتر را ارائه می‌دهند.
برخی از آلیاژهای معروف آلومینیوم شامل آلومینیوم-مس (Al-Cu)، آلومینیوم-منیزیم (Al-Mg) و آلومینیوم-سیلیکون (Al-Si) است.
مشخصات آلومینیوم
عنصر با عدد اتمی 13 در جدول تناوبی عناصر نماد “Al” دارد.
وزن اتمی این عنصر 26.98153886 است. تراکم آن برابر با 2.70 گرم در سانتیمتر مکعب است.
در دمای اتاق، عنصر آلومینیوم در فاز جامد قرار دارد. نقطه ذوب آلومینیوم برابر با 1,220.58 درجه فارنهایت (660.32 درجه سانتیگراد) است و نقطه جوش آن برابر با 4,566 درجه فارنهایت (2,519 درجه سانتیگراد) می‌باشد.
تعداد ایزوتوپ‌های مختلف آلومینیوم 22 است، اما دو ایزوتوپ رایج‌تر آن عبارتند از Al-27 که پایدار است و Al-26 که رادیواکتیو است و نیمه عمر آن 730,000 سال است.
مهمترین دلیل اساسی انتخاب درجه آلومینیوم
شکل پذیری یا قابلیت کار
قابلیت جوشکاری
ماشینکاری
مقاومت در برابر خوردگی
عملیات حرارتی
استحکام – قدرت
برنامه های کاربردی برای استفاده نهایی
کاربردهای آلومینیوم
آلومینیوم و آلیاژهای آن به دلیل خواص منحصر به فردی که دارند، در صنایع مختلف بکار می‌روند. در زیر به برخی از این صنایع و کاربردهای آلومینیوم در هر یک اشاره می‌شود:
1. صنعت کشتی‌سازی: آلومینیوم به دلیل سبکی و مقاومت به خوردگی، در ساخت قایق‌های تندرو و کشتی‌ها استفاده می‌شود. قبلاً از آهن برای بدنه کشتی‌ها استفاده می‌شد، اما با گذر زمان، آلومینیوم به دلیل چگالی کمتر، جایگزین آن شد.
2. صنعت خودروسازی: استفاده از آلومینیوم در بدنه خودرو منجر به کاهش وزن خودرو (تا ۱۰ درصد)، مصرف سوخت (تا ۷ درصد) و آلودگی‌های مرتبط با آن می‌شود. پیش‌بینی می‌شود که تا سال ۲۰۲۵، حدود ۱۸ درصد از خودروهای تولید شده، بدنه‌ی آلومینیومی خواهند داشت.
3. صنعت هوافضا: آلیاژهای آلومینیوم به دلیل مقاومت بالا در برابر کشش در مقایسه با وزن کم خود، در ساخت هواپیماهای تجاری و نظامی استفاده می‌شوند. آلومینیوم تا ۸۱ درصد از وزن کل هواپیماها را تشکیل می‌دهد. در بدنه هواپیماها اغلب از ورق‌های ۲۰۲۴ و ۷۰۷۵ استفاده می‌شود.
4. صنعت ساختمان: آلومینیوم به دلیل وزن کم، قابلیت شکل‌پذیری مناسب، مقاومت بالا در برابر خوردگی، هزینه نگهداری کم، عمر طولانی و عدم نیاز به رنگ‌آمیزی، در صنایع ساختمانی کاربرد دارد.
5. صنعت برق: رساناهای ساخته شده از آلیاژهای آلومینیوم نسبت به رساناهای مسی کمتر وزن دارند. به همین دلیل، آلومینیوم با هدایت الکتریکی حدود ۶۰ درصد مس، در صنعت برق استفاده و کاربرد وسیعی دارد.
6. صنعت لوازم خانگی: در ۱۵ سال اخیر، استفاده از آلیاژهای آلومینیوم در ساخت لوازم خانگی دوام‌دار مانند یخچال،ماشین لباسشویی و ظرفشویی و سایر لوازم خانگی، تقریباً دو برابر شده است.
7. صنعت بسته‌بندی: تقریباً ۹۰ درصد از ظروف و قوطی‌های استفاده شده در صنعت بسته‌بندی از آلومینیوم ساخته می‌شوند. این قوطی‌ها برای بسته‌بندی محصولاتی مانند کنسروها و نوشابه‌ها استفاده می‌شوند.
به طور کلی، آلومینیوم به دلیل خواصی مانند سبکی، مقاومت، قابلیت شکل‌پذیری و مقاومت در برابر خوردگی، در بسیاری از صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد و جایگزین مناسبی برای مواد دیگر می‌باشد.
نتیجه‌گیری
به طور خلاصه، آلومینیوم یک فلز پرکاربرد است که در صنایع مختلف به‌عنوان یک جایگزین سبک و با خواص منحصر به‌فرد استفاده می‌شود. این فلز درجات مختلفی دارد که شامل آلومینیوم خام، آلومینیوم اولیه و آلومینیوم فرآوری شده است.
همچنین، می‌توان آلومینیوم را با دیگر عناصر آلیاژ کرده و خواص بهبود یافته‌ای برای استفاده در صنایع خاص به دست آورد. با توجه به رشد صنعت و نیازهای مختلف، استفاده از آلومینیوم و آلیاژهای آن به احتمال زیاد در آینده نیز افزایش خواهد یافت.
گروه فنی مهندسی آلوما می‌تواند بهترین محصول را در زمینه آلومینیوم و خرید آن به شما معرفی کند. بسیار متشکریم که تا پایان این مطلب ما را همراهی کردید.