آلومینیوم سیزدهمین عنصر جدول تناوبی است. این ماده معدنی فراوانترین عنصر موجود در کره زمین پس از اکسیژن و سیلیسیم است که آن را به فراوانترین فلز موجود در کره زمین تبدیل کرده است. آلومینیوم دومین فلز پرمصرف در سطح جهان پس از آهن است. آلیاژهای آلومینیوم در بسیاری از محصولات مورد استفاده برای بشر بکار رفته است و کاربرد آلومینیوم در صنعت بیشمار می باشد. تقریباً همه افراد در جهان به نوعی با این ماده پرکاربرد در ارتباط هستند.
خواص فیزیکی آلومینیوم که آنرا محبوب کرده است
تراکم: 2.7 گرم در سانتی متر مربع در دمای 20 درجه سانتیگراد
سختی برینل: 245 [-] در دمای 20 درجه سانتیگراد مقاومت در برابر کشش: 90 مگاپاسکال در دمای 20 درجه سانتیگراد
نقطه ذوب: 660 درجه سانتیگراد
ظرفیت گرمایی ویژه: 900 J / (کیلوگرم · K) در 20 ° C
مقاومت الکتریکی: 2.6E-8 Ω · متر در 20 درجه سانتیگراد
به دلیل همه این عوامل ، از فراوانی گرفته تا ظرفیت گرمایی و مقاومت در برابر کشش ، از آلومینیوم در طیف گسترده ای از کالاهای تجاری استفاده می شود. همچنین بی نهایت قابل بازیافت است و بخشی از زیرساخت های بنیادی جهان را تشکیل می دهد. در ادامه 10 مورد از رایج ترین و مفیدترین کاربردهای آلومینیوم در صنعت را آورده ایم.
آلومینیوم در خطوط انتقال برق
آلومینیوم برای سیم کشی شبکه های برق ، از جمله خطوط انتقال برق هوایی و خطوط توزیع برق محلی ، ایده آل است زیرا نسبت رسانایی به وزن بیشتری نسبت به مس دارد. همچنین یکی از متداول ترین مواد مورد استفاده در کیتهای الکتریکی است. آلومینیوم با مقاومت الکتریکی مشابه مس اما با وزنی کمتر (کمتر از نصف). تجارت آلومینیوم نسبت به مس در صنعت برق نیز جذابیت بیشتری دارد.
ساختمانهای بلندمرتبه
آلومینیوم با قابلیت انعطاف پذیری بالا و نسبت مقاومت بالا نسبت به وزن ماده ای ارزشمند در قلب ساختمان های بلند مرتبه و آسمان خراش ها است. این ماده همچنین به دلیل دوام ، انعطاف پذیری در طراحی و کمک به صرفه جویی در مصرف انرژی یک ماده ایده آل است. علاوه بر این ، در صورت استفاده از فولاد ، آسمان خراش ها وزن قابل توجهی بیشتری خواهند داشت که این امر مستلزم آن است که پایه های ساختمان عمیق تر بوده و به هزینه های ساخت آن بیفزاید.
کاربرد آلومینیوم در قاب پنجره‌ها
قاب های آلومینیومی برای پنجره به طور کلی یک گزینه کاملاً بادوام و مقرون به صرفه برای خانه ها و ادارات است. آنها همچنین سبک بوده و در برابر ضربه مقاوم هستند. این مقاوت در مکانهایی که در معرض باد و طوفانهای شدید قرار دارند مفید است. خراشیده نشدن، عدم ترک خوردگی همراه با مقاومت و دوام بالا باعث مقبولیت آلومینیوم در صنعت درب و پنجره سازی است. همچنین از آلومینیوم استفاده زیادی در ساخت پارتیشن های اداری میشود.
همچنین بخوانید: کاربرد آلومینیوم در نرده شیشه ای
کاربرد آلومینیوم در لوازم الکترونیکی
شرکتهای تولید کننده تلفن های هوشمند ، تبلت، لپ تاپ ، تلویزیون های صفحه تخت ، مانیتورهای رایانه و سایر لوازم الکترونیکی به طور فزاینده ای از آلومینیوم در تولیدات خود استفاده می کنند.
آلومینیوم زیبایی و کاربرد را با توانایی ظاهری پیچیده و در عین حال قابل اعتماد ترکیب می کند. اینها ویژگیهای اساسی برای صنعت الکترونیک است. تولیدکنندگان الکترونیک اخیراً آلومینیوم را برای جایگزینی فولاد و پلاستیک انتخاب کرده اند.
آلومینیوم در ابتدا برای خنک کردن پردازنده کامپیوترها و پردازنده های گرافیکی مورد استفاده قرار می گرفت، این فلز با خاصیت هدایت گرمای عالی گزینه ای مناسب برای این هدف است. این روزها از آن در بدنه و پوشش لوازم الترونیکی هم استفاده میگردد. آلومینیوم از پلاستیک قوی تر و قابل اطمینان تر اما از فولاد سبک تر است. آلومینیوم همراه با توانایی ذاتی جذب و دفع گرما ، منجر به افزایش مصرف آن در میان تولید کنندگان پیشرو در بازار شده است.
لوازم خانگی و صنعتی
از آلومینیوم در لوله های باریک یخچال و کولر استفاده می شود، اما این تمام آنچه که این مواد در این وسایلی ارائه می دهد نیست. بسیاری از لباسشویی ها ، خشک کن ها ، ماشین های ظرفشویی و سایر لوازم خانگی نیز از قاب های آلومینیومی در طراحی خود استفاده می کنند. وسایل برودتی و انجماد با استفاده آز آلیاژهای آلومینیوم در ساخت خود ویژگی هایی که روند خنک سازی و تبرید را تسهیل می کنند را تقوین می‌کنند. یخچال های مدرن با مزایایی که آلومینیوم به شما می دهد بسیار متفاوت خواهد بود.
آلومینیوم در هواپیماسازی
آلومینیوم به طور خاص دارای سه ویژگی عالی است که آن را در صنعت هواپیمایی بسیار کاربردی می کند: نسبت مقاومت بالا به وزن، شکل پذیری عالی و مقاومت بالا در برابر خوردگی. برادران رایت از آلومینیوم برای ساخت میل لنگ موتور برای اولین هواپیمای دو چرخه چوبی خود استفاده کردند. در حقیقت ، به دلیل وجود آلومینیوم بوده که بشر در وهله اول قادر به پرواز شده است!
با توجه به اینکه آلومینیوم از نظر استحکام با فولاد فقط با کسری از وزن قابل مقایسه است ، استفاده از آن در ساخت هواپیما باعث می شود هواپیما ظرفیت وزن بیشتری برای بار و مسافر داشته باشد و همچنین بازده سوخت آن بیشتر است. مقاومت بالای آلومینیوم در برابر خوردگی همچنین به اطمینان از ایمنی هواپیما و مسافران آن کمک می کند ، که یکی از اساسی ترین ملزومات آن در سفرهای هوایی است.
صنعت هوا فضا
پیشرفت فناوری فضاپیما و موشک مستقیماً به پیشرفت آلیاژهای آلومینیوم گره خورده است. از اولین موتورهای نمونه اولیه تا استفاده ناسا از آلیاژ آلومینیوم-لیتیوم ، این ماده از زمان آغاز کار بخشی از برنامه فضایی بوده است.
بطور مثال در هواپیما ، نسبت مقاومت به وزن آلومینیوم ، مقاومت در برابر خوردگی و شکل پذیری از ویژگی های ایده آل برای چیزی است که باید قوی و سبک باشد. پنجره های فضاپیما نیز به ویژه کاربرد بسیار خوبی در علم مواد است: یکی از راه های ساخت آنها اکسینیترید آلومینیوم است که در واقع یک سرامیک شفاف است که بشر برای ضدگلوله کردن از آن استفاده می کند.
نکته قابل توجه این است که آلیاژهای آلومینیوم-نیوبیم مورد استفاده در فضاپیماها قادر به تحمل گرمای متمرکز شده در داخل موتور Falcon 9 هستند.
همچنین بخوانید: ساخت قالب آلومینیوم استاندارد
صنعت کشتیرانی
آلیاژهای آلومینیوم مواد سبک و قوی نوید خوبی برای کشتی ها است ، به ویژه کشتی هایی که بدنه را با بار پر می کنند. ویژگی های سبک آلومینیوم باعث می شود سطح بیشتر و جرم کمتری وجود داشته باشد. (بدون به خطر انداختن استحکام لازم برای مقاومت در برابر ترک و شکاف در بدنه)
بدنه آلومینیومی کشتی ها این اجازه می دهد تا وزن بیشتری به صورت کالا ، مسافر یا سوخت بارگیری شود. علاوه بر تانکرها و کشتی های بزرگ ، از آلومینیوم در ساخت قایق های تفریحی ، قایق های تندرو و شناورهای زیر آب استفاده می شود. اکثر قایق های ورزشی نیز از آلومینیوم ساخته شده است.
کاربرد آلومینیوم در قطار و ترن
قطارها می توانند مانند ترن ها با استفاده از آهن و فولاد عملکرد بسیار خوبی داشته باشند. اما این دلیل نمی شود که یک طراحی را بهبود ندهید! استفاده از اجزای آلومینیوم به جای فولاد می تواند مزایایی داشته باشد: آلومینیوم به راحتی شکل می گیرد و کارایی را بهبود می بخشد.
در حالی که راه آهن معمولاً از آهن ساخته می شد ، بسیاری از عناصر قطارهای مدرن از آلومینیوم ساخته می شوند. در حقیقت ، نسبت قدرت به وزن آلومینیوم یکی از اصلی ترین عواملی است که سرعت قطار بالای 350 کیلومتر در ساعت را امکان پذیر می کند.
آلیاژهای آلومینیوم استفاده شده در این کالسکه های ریلی پرسرعت دارای چگالی کمتری اما استحکام قابل مقایسه با فولاد و همچنین مقاومت در برابر خوردگی بسیار عالی هستند که به تعمیر و نگهداری کمک می کند. بعلاوه ، کابلهای آلیاژ آلومینیوم به طور فزاینده ای به عنوان جایگزینی برای کابلهای سنتی مس در انتقال و نصب راه آهن مورد استفاده قرار می گیرند.
کاربرد آلومینیوم در وسایل نقلیه
آلومینیوم به عنوان مقرون به صرفه ترین و سازگارترین ماده با محیط زیست شناخته میشود. این ماده برای افزایش عملکرد خودروها، کاهش مصرف سوخت و کاهش تولید گازهای گلخانه ای ضمن بهبود ایمنی و دوام ، بسیار کاربردی است. در وسایل نقلیه شخصی ، مثل یک سدان متوسط فورد یا یک مدل اتومبیل لوکس مثل مرسدس بنز ، آلومینیوم به دلیل قدرت و مزیت های محیطی استفاده میشود. مجموع عوامل فوق باعث شده است به طور فزاینده ای آلومینیوم ماده مورد انتخاب برای تولید کنندگان خودرو است.
وسایل نقلیه می توانند سبک تر و سبک تر باشند بدون اینکه قدرت و دوام خود را از دست بدهند. این همچنین مزیت دارد زیرا اتومبیل ها با سهولت بیشتری قابل بازیافت هستند و به یک سطح پایداری در استفاده از آلومینیوم در وسایل نقلیه افزوده می شود.
