آلومینیوم چیست؟

آلومینیوم یکی از عناصر شیمیایی می باشد که عدد اتمی آن ۱۳ بوده و در گروه عنصرهای نقره ای، نرم و چکش پذیر واقع شده است. توجه داشته باشید که این عنصر بعد از اکسیژن و سیلیون از فراوان ترین عناصر در پوسته کره زمین بوده و از میزان واکنش پذیری بسیار بالایی با سایر عناصر برخوردار است به همین یافتن آلومینیوم خالص کار بسیار سختی بوده و خالص ترین نوع این عنصر را می توان در سنگ بوکسیت مشاهده کرد. اولین استفاده ها از این عنصر مربوط به قرن پنجم قبل از میلاد می باشد که در کشور یونان برای تهیه و ساخت ابزارآلات جنگی مورد استفاده قرار گرفت. البته در این زمان ها استفاده از این عنصر به صورت خالص نبوده چرا که وسایل و تجهیزات لازم را برای استخراج آلومینیوم خالص در اختیار نداشتند. در سال ۱۸۲۴ فیزیکدان ها و شیمی دان ها توانستند برای اولین بار این عنصر را به شکل خالص استخراج نموده و مورد استفاده قرار دهید.

photo_2019-11-19_12-16-39
photo_2019-11-19_12-16-32
photo_2019-11-19_12-16-44

نحوه استخراج آلومینیوم

یکی از مهمترین موضوعاتی که در رابطه با استفاده از این عنصر است، نحوه استخراج آن می باشد. همانطور که در بخش قبلی نیز به این موضوع اشاره شد، آلومینیوم یکی از واکنش پذیرترین عناصر موجود در طبیعت می باشد و می توان آن را به کمک کربن از سنگ بوکسیت جداسازی کرد. برای همین منظور نیز از طریق برق کافت اقدام به جداسازی این عنصر از سنگ مذکورد دارند تا آلومینیوم کوچکترین واکنشی را انجام ندهد. برای این منظور نیز سنگ بوکسیت را در درون یک محلول قرار می دهند و بوکسیت را به نقطه ذوب بالایی در حدود ۲۰۰۰ درجه سانتی گراد می رسانند تا بتوانند به راحتی اقدام به استخراج این عنصر داشته باشند. توجه داشته باشید که استخراج این عنصر از این طریق یکی از مقرون به صرفه ترین و پرطرفدارترین روش ها برای استخراج و به دست آوردن آلومینیوم خالص می باشد.

ویژگی های آلومینیوم

از مهمترین ویژگی های این عنصر می توان به موارد زیر اشاره نمود:

قابلیت شکل پذیری

با توجه به بالا بودن قابلیت شکل پذیری آلومینیوم، می توان از این عنصر لوله، میله، فویل و صفحه های مختلفی را تهیه و طراحی کرد.

خاصیت ارتجاعی

عنصر آلومینیوم می تواند بعد از هرگونه ضربه یا نیرویی دوباره به حالت اولیه خود بازگردد و این از مهمترین ویژگی های این فلز به شمار می آید.

وزن سبک

از مهمترین و اصلی ترین ویژگی های این عنصر می توان به وزن سبک آن اشاره نمود که این امر سبب شده تا حمل و نقل این عنصر بسیار راحت تر صورت بگیرد.

photo_2019-11-09_10-32-29

قیمت مناسب

یکی از ارزان ترین و مقرون به صرفه ترین فلزهای موجود در طبیعت می باشد که با داشتن قیمت مناسب خود توانسته است توجه بسیاری از مصرف کنندگان در صنایع مختلف را به سوی خود جذب کنند.

استحکام بالا

استحکام بالا با توجه به وزن بسیار سبک آن از مهمترین و حیرت انگیزترین ویژگی های عنصر آلومینیوم می باشد که این سبب شده است تا در بسیاری از صنایع کاربرد فراوانی را داشته باشد.

وزن سبک

از مهمترین و اصلی ترین ویژگی های این عنصر می توان به وزن سبک آن اشاره نمود که این امر سبب شده تا حمل و نقل این عنصر بسیار راحت تر صورت بگیرد.

photo_2019-11-09_10-24-47
photo_2019-11-19_12-16-42
photo_2019-11-19_12-16-45
photo_2019-11-19_12-18-23 (2)
photo_2019-11-19_12-16-46
photo_2019-11-19_12-18-26

کاربردهای آلومینیوم

توجه داشته باشید که آلومینیوم دارای کاربرد بسیار فراوانی در بسیار از صنعت می باشد به طوری که از مهمترین این کاربردها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

خودرو سازی  : در بسیاری از شرکت های خودروسازی جهان شاهد استفاده بی نظیر از انواع آلیاژهای آلومینیوم هستیم به طوری که شما می توانید در قسمت های مختلف یک اتومبیل شاهد استفاده از این عنصر باشید

صنایع دریایی  : آلومینیوم با توجه به داشتن وزن بسیار سبک خود، یکی از بهترین گزینه ها برای استفاده در صنایع دریایی و کشتی سازی می باشد. این عنصر مقاومت بالایی را نیز در مقابل خوردگی از خود نشان می دهد که این امر نیز استفاده از آن را در این صنعت ترغیب کرده و در ساخت کشتی های مسافربری از این عنصر استفاده چشمگیری می شود.

بسته بندی : امروزه بسیاری از صنایع غذایی و شیمیایی برای بسته بندی های محصولات خود، استفاده از آلومینیوم را در اولویت های خود قرار می دهند به طوری که حدود ۹۰ درصد از مواد اصلی بسته بندی را این عنصر تشکیل داده و شما می توانید به مقدار فراوان آن را در بازار موجود مشاهده کنید.

ساختمان سازی  : امروزه درصد بالایی از آلومینیوم تولیدی در جهان در صنایع ساختمانی مصرف دارد. آلومینیوم در ساختمان‌ها و سازه‌ها در طیف وسیعی از کاربرد‌های متفاوت مورد استفاده قرار می‌گیرد که از آن جمله می‌توان به در و پنجره، سقف‌های آلومینیومی داخل و خارج ساختمان‌ها و کارخانجات، پنجره و ورق‌های روکش دار پیش ساخته آلومینیومی برای نمای ساختمان‌های عظیم، ویترین مغازه‌ها، درب‌ها، سایه بان‌ها، تجهیزات و وسایل معماری، تجهیزات هدایت آب باران اشاره کرد.

همچنین سازه‌ها و روکش‌های آلومنییومی برای مرمت بسیاری از ساختمان‌های بتنی با عمر بیش از ۵۰ سال که نشانه‌های تخریب و پوسته‌ای شدن در آن‌ها ظاهر شده است مورد استفاده قرار می‌گیرد. چنین فرایندی از فرسایش بیشتر ساختمان جلوگیری کرده، زیبایی آن را افزایش داده و علاوه بر آن موجب صرفه جویی در مصرف انرژی به علت خصوصیات عایق بندی روکش آلومینیوم می‌شود.

سبکی و وزن کم تجهیزات آلومینیومی فاکتور بسیار مهمی در کاربردهای مهندسی ساختمان محسوب می‌شود. این سبکی وزن و همچنین قابلیت شکل پذیری بالا، آلومینویم را به فلزی ناب جهت ساخت دروپنجره تبدیل نموده است. مواد آلومینیومی مصرفی در ساختمان طول عمر بالایی داشته و به تعمیر و نگهداری نیاز ندارند. همچنین استفاده از آلومینیوم موجب می‌شود بار استاتیکی وارد بر ساختمان کم گردد و در نتیجه مصالح مورد نیاز نیز کاهش یابد و فشار کمتری به پی ساختمان وارد شود. بنابراین می‌توان فوندانسیون ساختمان را با مقدار مصالح کمتری طراحی کرد.

سیستم در و پنجره گرمابند ( ترمال بریک )

نماهای آلومینیومی

سقف‌های کاذب آلومینیوم

انواع آلیاژهای آلومینیوم

آلومینیوم در دو نوع ریختگی و کارپذیر موجود بوده و هر دو نوع آلیاژهای ریختگی و کارپذیر در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند. آلیاژهای دارای منیزیم مانند ( LM5 , 5083 , 5251 )، منگنزدار (۳۱۰۳ ( سیلیکون دار ( LM6) و یا ترکیبی از منیزیم و سیلیکون (۶۰۸۲,۶۰۶۳,LM25 ) همگی دارای دوام بسیار خوب همراه با مقاومت بالا در برابر اثرات محیط های دریایی و صنعتی می باشند.

این آلیاژها در صنعت به صورت محصولات نوردی، اکسترورژن، ریخته گری و پرس شده بکار می روند. از دید طراحان قطعات تولید شده با روش اکستروژن بسیار مناسب ترند، چرا که روش شکل دهی بسیار مناسبی برای آلومینیوم می باشد و قابلیت تولید انواع مختلفی از پروفیل‌ها را داراست که محدودیت های موجود در طراحی را تقریبا رفع می کند. شکل‌ها و پیکربندی‌های پیچیده که از طریق اکستروژن قابل حصول است به طراح این امکان را می‌دهد که بتواند پیچیدگی‌های خاص همچون شیارهای لازم برای اتصالات، ملزومات جلوگیری از اتلاف حرارت، لبه‌های صاف و عاری از عیب را همراه با استحکام ذاتی محصول که همگی منجر به بازدهی بالای پنجره‌های آلومینیومی می شود را در اختیار داشته باشد. تمامی این خصوصیات به نوبه خود باعث محبوبیت و مقبولیت گسترده محصولات آلومینیومی در صنایع ساختمان می‌شود.

آلومینیوم نورد شده نیز در هزاران شکل در سازه‌های مدرن کاربرد دارد که آن را به ماده ای مناسب برای سقف ساختمان‌ها تبدیل کرده است. ورق‌های آلومینیومی یک ماده مناسب برای روکش تزئینی و محافظت ساختمان‌ها می‌باشند. این روکش‌ها همچنین برای جلوگیری از تغییر رنگ یا پوسته‌ای شدن بیشتر ساختمان‌های بتنی نیز کاربرد دارند. در تأسیسات گرمایشی، هدایتی و تهویه آلومینیومی نورد شده می تواند تقریبأ تمامی جزئیات طراحی را برآورده کند. قطعات و اجزای آلومینیومی علاوه بر طول عمر کاری طولانی و مفید، قابل بازیافت و استفاده مجدد هستند. نرخ بازیافت محصولات آلومینویمی مورد مصرف در صنایع ساختمان بیش از ۸۰ درصد است. این بازیافت سریع و آسان باعث شده تا قراضه آلومینیومی با قیمت بالایی خرید  و فروش شود و در و پنجره و مواد آلومینیومی مصرفی در ساختمان‌ها حتی پس از پایان عمر ساختمان از قیمت مناسبی برخوردار باشند.

در حال حاضر به واسطه افزایش تقاضا برای تهیه مسکن به همراه لحاظ کردن مسائل مربوط به صرفه جویی در انرژی، مدیریت زباله و بازیافت  و نیز شاخص‌هایی نظیر (LCA تجزیه و تحلیل چرخه عمر مواد) تغییرات در صنعت ساختمان سازی به سرعت در حال افزایش بوده و شاهد رشد بیشتر ساختمان های هوشمند و شیوه های ساختمان سازی جدیدی مثل ساختمان های پیش ساخته خواهد بود  که کار  را از مناطق ساختمانی به کارخانه ها خواهد کشاند . آلومینیوم و انواع پلاستیک‌ها هردو پتانسیل بالایی برای این نوع نوآوری دارند و به مقیاس وسیعی وارد این صنعت شده اند و مصرف روز افزون آن‌ها برای ساختمان‌های آینده قابل پیش بینی است.