ما هي الخصائص الفيزيائية للألمنيوم؟

ما هو الألمنيوم؟

الألومنيوم (أو الألمنيوم باللغتين الإنجليزية الأمريكية والإنجليزية الكندية) هو عنصر كيميائي يحمل الرمز Al والرقم الذري 13. للألمنيوم كثافة أقل من كثافة المعادن الشائعة الأخرى ، أي ما يقرب من ثلث كثافة الفولاذ.

وله تقارب كبير مع الأكسجين ، ويشكل طبقة واقية من الأكسيد على السطح عند تعرضه للهواء ، ويشبه الألمنيوم بصريًا الفضة ، سواء في لونه أو في قدرته الكبيرة على عكس الضوء. إنه ناعم وغير مغناطيسي ومرن.

الألومنيوم معدن خفيف وخفيف الوزن وله خصائص كيميائية خفيفة. له مظهر فضي باهت لأنه يشكل بسرعة طبقة رقيقة من الأكسيد عند تعرضه للهواء. الألومنيوم غير سام (مثل الفولاذ) وغير مغناطيسي وغير شرر.

تاريخ الألمنيوم

تم الإعلان عن اكتشاف الألمنيوم في عام 1825 من قبل الفيزيائي الدنماركي هانز كريستيان أورستد.

بدأ الكيميائي الفرنسي هنري إتيان سانت كلير ديفيل أول إنتاج صناعي للألمنيوم عام 1856.

أصبح الألمنيوم متاحًا بشكل أكبر للجمهور من خلال عملية Hall-Héroult التي تم تطويرها بشكل مستقل من قبل المهندس الفرنسي Paul Héroult والمهندس الأمريكي Charles Martin Hall في عام 1886 ، وأدى الإنتاج الضخم للألمنيوم إلى استخدامه على نطاق واسع في الصناعة والحياة اليومية.

في الحربين العالميتين الأولى والثانية ، كان الألمنيوم مورداً استراتيجياً بالغ الأهمية للطيران. في عام 1954 ، أصبح الألمنيوم أكثر المعادن غير الحديدية إنتاجًا متجاوزًا النحاس. في القرن الحادي والعشرين ، تم استهلاك معظم الألومنيوم في النقل والهندسة والبناء والتعبئة والتغليف في الولايات المتحدة وأوروبا الغربية والصين واليابان.

الإنتاج العالمي للألمنيوم منذ عام 1900

خلال القرن العشرين ، ارتفع إنتاج الألمنيوم بسرعة: فبينما بلغ الإنتاج العالمي للألمنيوم في عام 1900 6800 طن متري ، تجاوز الإنتاج السنوي لأول مرة 100 ألف طن متري في عام 1916 ؛ مليون طن في عام 1941 ؛ 10000000 طن في عام 1971. [93] في السبعينيات ، أدى الطلب المتزايد على الألمنيوم إلى تحويله إلى سلعة تبادلية. دخلت بورصة لندن للمعادن ، وهي أقدم بورصة صناعية للمعادن في العالم ، في عام 1978. [86] استمر الإنتاج في النمو: تجاوز الإنتاج السنوي للألمنيوم 50،000،000 طن متري في عام 2013.

ألمنيوم نقي

يستخدم الألمنيوم في العديد من الصناعات لصنع عشرات الملايين من المنتجات المختلفة ويلعب دورًا مهمًا للغاية في الاقتصاد العالمي. مع استخدام مجموعات عديدة من خصائصه الرئيسية ، بما في ذلك الطاقة الكهربائية ، وخفة الوزن ، ومقاومة التآكل ، وقابلية الاستعادة والتشكيل ، يتم استخدام الألمنيوم في عدد متزايد من التطبيقات. تتراوح فئة السلع هذه من المواد الهيكلية إلى رقائق التغليف الرقيقة.

لوحات سبائك الألومنيوم المختلفة المشتركة:

1050 ورقة ألمنيوم
1060 ورقة الألومنيوم
1100 صفائح ألمنيوم
3003 ورقة الألومنيوم
3004 ورقة الألومنيوم
3105 صفائح الألمنيوم
5005 صفائح الألمنيوم
5052 صفيحة ألمنيوم
5083 صفيحة ألمنيوم
5754 صفيحة ألمنيوم
6061 ورقة الألومنيوم
6082 ورقة الألومنيوم
5 شريط المدقق الألومنيوم لوحة
لوحة الماس الألومنيوم
5X10 ورقة وصفيحة من الألومنيوم
4X8 لوحة ورقة الألومنيوم
الخصائص الفيزيائية للألمنيوم

ما هي الخصائص الفيزيائية للألمنيوم؟ عادة ما يكون المنزل المادي ميزة يمكن أن تحددها حواسنا ، بما في ذلك اللون ، والكثافة ، والصلابة ، ومقاومة التآكل ، والتوصيل الحراري ، والتوصيل الكهربائي ، وما إلى ذلك. الخصائص الفيزيائية للألمنيوم هي كما يلي.

الخصائص	وصف
لون	الألومنيوم معدن فضي عديم الرائحة أبيض.
كثافة	تبلغ كثافة الألمنيوم حوالي ثلث الفولاذ أو النحاس ، مما يجعله من أخف المعادن التجارية.
الخضوع ل	لا يتمتع الألمنيوم النقي بقوة شد عالية جدًا. ومع ذلك ، فإن عناصر صناعة السبائك ، بما في ذلك المنغنيز والسيليكون والنحاس والمغنيسيوم ، يمكن أن تزيد من قوة الألمنيوم وتنتج سبائك مع تطبيقات محددة. الألومنيوم مناسب تمامًا للبيئات الباردة. لها ميزة على المعادن أن قوة شدها تزداد مع انخفاض درجة الحرارة ، مع الحفاظ على متانتها. مرة أخرى ، يكون المعدن هشًا في درجات الحرارة المنخفضة.
المقاومة للتآكل	عند تعرضه للهواء ، يشكل الألومنيوم أكسيد الألومنيوم على سطحه مع تأخير بسيط. هذا الرواسب لديه مقاومة ممتازة للتآكل. لديها مقاومة واسعة لأكبر الأحماض ، لكنها ضعيفة المقاومة للقلويات.
توصيل حراري	تبلغ الموصلية الحرارية للألمنيوم ثلاثة أضعاف الموصلية الحرارية للصلب. وهذا يؤدي إلى أن يكون الألومنيوم هو النسيج الأساسي لحزم التبريد والتدفئة (جنبًا إلى جنب مع المبادلات الحرارية). إلى جانب طبيعته غير السامة ، أدى هذا الاختيار إلى استخدام الألمنيوم على نطاق واسع في أدوات الطهي وأدوات المطبخ.
التوصيل	يتميز الألمنيوم بموصلية عالية بدرجة كافية ويمكن استخدامه كموصلات كهربائية.
انعكاسية	من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء ، الألومنيوم هو عاكس غير عادي للطاقة المشعة. نفس خصائص الانعكاس تجعل الألومنيوم نسيجًا عازلًا يمنع أشعة الشمس في الصيف بل ويوقف فقدان الحرارة عندما يتجمد.

يعتبر الألمنيوم موصلًا حراريًا وكهربائيًا ممتازًا ، حيث يحتوي على حوالي 60% من موصلية النحاس ، حراريًا وكهربائيًا ، بينما يحتوي على 30% فقط من كثافة النحاس.

المواد الكيميائية صroperties من أالألمنيوم

الخاصية الكيميائية هي تفاعل مادة مع مواد أخرى ، أي أن المادة تتفاعل مع مواد مختلفة أو تتغير من مادة إلى أخرى. في الحالات القياسية ، يتم التعرف بسهولة على المواد الكيميائية في مرحلة ما من التفاعل الكيميائي. قد يكون تفاعل مادة ما تغيرًا بسبب الاحتراق والصدأ والتسخين والانفجار وتغير اللون وما إلى ذلك. وفيما يلي الخصائص الكيميائية للألمنيوم.

الخصائص	وصف
أكسدة	بشكل عام ، لا تستجيب معادن الألمنيوم للهواء لأن سطحها يغطي طبقة رقيقة من الأكاسيد ، مما يساعد على حماية المعدن من التآكل بالهواء. ومع ذلك ، في حالة تلف طبقة الأكسيد وانكشاف معدن الألمنيوم ، والذي سوف يتفاعل مرة أخرى لتشكيل أكسيد مذبذب.
تفاعل مع الحمض	يتفاعل الألمنيوم بسهولة مع الحمض غير العضوي لتكوين محلول يحتوي على أيونات الألومنيوم المميهة أثناء إطلاق الهيدروجين. في حالة التفاعل مع حمض النيتريك ، فإنه يتفاعل بشكل سلبي عن طريق تكوين طبقة أكسيد واقية على سطح الألومينا
التفاعل مع القلويات	يتفاعل الألمنيوم مع القاعدة لتكوين ألومينات أثناء إطلاق الهيدروجين.
التفاعل مع الماء	رد الفعل مع الماء الساخن.
مجمع	الألمنيوم والأكسجين وعناصر أخرى من المخاليط تنتج مناجم الألمنيوم ، منجم الألمنيوم هو المصدر الرئيسي للألمنيوم.
سبيكة	عندما يتم دمجها مع عناصر مثل النحاس أو السيليكون أو المغنيسيوم ، فإنها تشكل سبائك ذات قوة عالية.

أالألمنيوم ألو

بسبب خصائصه الفيزيائية والكيميائية ، يمكن خلط الألمنيوم مع معادن أخرى لصنع سبائك الألومنيوم التي تستخدم في العديد من المجالات. لسبائك الألومنيوم خصائص مختلفة عن تلك الموجودة في معدن واحد ، ويتم تصنيف سبائك الألومنيوم وفقًا للعناصر الأخرى التي تحتوي عليها. فيما يلي مجموعة من سبائك الألومنيوم واستخداماتها الرئيسية:

مسلسل	عنصر سبيكة	تطبيق
1xxx	ألومنيوم نقي تقريبا	الديكور والمعدات الكيميائية وعاكس الحرارة
2xxx	نحاس	لوحة الشاحنة ، أجزاء الطائرة
3xxx	المنغنيز	تجهيزات المطابخ ، لافتة الطريق السريع ، الثلاجة
4xxx	السيليكون	سفينة ، جسر
5xxx	المغنيسيوم	خزان وقود الطائرات
6 ×××	المغنيسيوم + السيليكون	سلاح الضغط المنخفض ، موصل الطائرة
7xxx	الزنك	هيكل الطائرات
8xxx	العناصر الأخرى هي عناصر سبيكة رئيسية	رقائق الألومنيوم ، المبرد

لا يفقد الألمنيوم خصائصه بعد التشوه الشديد. يسمح ذلك بتصنيع الألومنيوم في أشكال مختلفة من منتجات الألمنيوم مثل أنابيب الألمنيوم والألواح والأقراص والرقائق من خلال العمليات الميكانيكية مثل الدرفلة والبثق والرسم والتشغيل الآلي. يمكن استخدام السبائك والعمل البارد والمعالجة الحرارية لتخصيص خصائص الألومنيوم.