اطلاعات دانستنی در مورد فلز آلو مینیوم

آلومینیومعنصرشیمیایی است که درجدولتناوبی دارای علامت AL وعدداتمی 13 می باشد . آلومینیوم که عنصری نقره ای و انعطاف پذیر است عمدتأ به صورتسنگ معدنبوکسیت یافت می شود و از نظرمقاومتی که در برابراکسیدا سیوندارد همچنین وزن و قدرت آن قابلتوجه است. آلومینیوم در صنعت برای تولید میلیونها محصول مختلف به کار می رود و درجهان اقتصاد عنصر بسیار مهمی است. اجزای سازه هایی که از آلومینیوم ساخته می شونددر صنعت هوانوردی و سایر مراحلحملو نقل بسیار مهم هستند نِیز سازه هایی که در آنها وزن ِ پایداری و مقاومت لازماست وجود این عنصر اهمیت زیادی دارد.
ویژگیهای قابل توجه
اینآلیاژها اجزای مهمهواپیماها وراکتهارا می سازند . وقتی آلومینیوم را درخلا تبخیر کنند پوششی تشکیل می دهد که هم نور مرئی و هم گرمای تابشی را منعکس میکند. این پوششها لایه نازک اکسید آلومینیوم محافظ را بوجود می آورند که همانندپوششهاینقره خاصیت خود را از دست نمی دهند. یکی دیگر از موارد استفاده از این فلز در لایه آینههایتلسکوپهاینجومی است.
برخی از کاربردهای فراوان آلومینیوم عبارتند از :
- حمل و نقل «اتومبیلها ِهواپیماها ِکامیونها ِ کشتی ها ِ ناوگانهای دریایی ِراه آهن و...)
- بسته بندی«قوطیها ِفویلو...)
- ساختمان«دربِپنجرهِ دیوار پوشها و ...)
- کالاهایبا دوام مصرف کننده(وسلیل برقی خانگی ِوسایل آشپزخانهِ ...)
- خطوط انتقالالکتریکی (به علت وزن سبک اگرجه هدایت الکترِکی آن تنها 60% هدایت الکتریکیمس می باشد)
- ماشین آلات
اکسید آلومینیوم «آلومینا) بطور طبیعی وبصورتکوراندومِسنگ سمباده (emery) ِیاقوت (ruby) ویاقوتکبود (sapphire) ِافت می شود که در صنعتشیشهسازی کاربرد دارد.یاقوت و یاقوت کبودمصنوعی درلیزر برای تولید نور هم نوسان بکار می روند . آلومینیوم با انرژی زیادی اکسیده می شود ودر نتیجه در سوختموشکهایبا سوخت و دمازاها مورد استفاده واقع می شود.
آلومینیوم فلزی نرم ِ سبک اما قوی است باظاهری نقره ای – خاکستری مات و لایه نازک اکسیداسیون که در اثر برخورد با هوا درسطح آن تشکیل می شود از زنگ خوردگی بیشتر جلوگیری می کند.وزن آلومینیوم تقریبأ یکسومفولاد یامس است ِ چکش خوار ِ انعطاف پذیر و به راحتی خم می شود ِ همجنین بسیار با دوام و مقاومدر برابرزنگ خوردگیاست.
بعلاوه این عنصر غیرمغناطیسی ِ بدون جرقه ِ دومین فلز جکش خوار و ششمین فلز انعطاف پذیر است. جه از نظر کیفیت و چه از نظر ارزش قیمت آلومینیوم کاربردیترین فلز بعد ازآهن است وتقریبأ در تمامی بخشهای صنعت دارای اهمیت می باشد. آلومینیوم خالص نرم وضعیفاست اما می تواند آلیاژهایی را با مقادیر کمی از مس ِ منیزیوم ِ منگنز ِ سیلیکن ودیگر عناصر بوجود آورد که این آلیاژ ها ویژگیهای مفید گوناگونی دارند.
فردریکوهلربطور کلی به آلومینیوم خالص اعتقاد داشت «لاتین :alum , alumen) .اما این فلز دو سالپیشتر بوسیلههانس کریستین ارستدشیمیدان و فیزیکداندانمارکی بدست آمد.
دررومویونانباستان این فلز را بعنوانثابت کنندهرنگ در رنگرزی و نیز بعنوان بندآورنده خون در زخمها بکار می بردند وهنوز هم بعنوان داروی بند آورنده خون مورداستفاده است. در سال 1761 گویتون دمورووپیشنهاد کرد تا alum راآلومین (alumin) بنامند.
اگر چه AL یک عنصر فراوان در پوسته زمیناست(1ِ8%) ِ این عنصر در حالت آزاد خود بسیار نادر است و زمانی یک فلز گرانبها وارزشمندتر ازطلا به حساب می آمد.بنابر این بعنوان فلزی صنعتی اخیرأ مورد توجه قرار گرفته ودرمقیاسهای تجاری تنها بیش از 100 سال است که مورد استفاده است.
در ابتدا که اینفلز کشف شد جدا کردن آن از سنگها بسیار مشکل بود و چون کل آلومینیوم زمین بصورتترکیب بود مشکل ترین فلز از نظر تهیه به شمار می آمد.
آلومینیوم برای مدتی از طلا با ارزش تر بود اما بعداز ابداع یک روش آسان برای استخراج آن در سال 1889 قیمت آن رو به کاهش گذاشت و سقوطکرد.تهیه مجدد این فلز از قطعات اسقاط (از طریقبازیافت) تبدیل به بخش مهمی از صنعتآلومینیوم شد.بازیافت آلومینیوم موضوع تازه ای نیست بلکه از قرن نوزدهم یک روش رایجبرای این کار وجود داشت. با اینهمه تا اواخر قرندهه 60این یک کار کم منفعتی بود تا زمانیکهبازیافت قوطیهای آلومینیومیآشامیدنیهابالاخ ره بازیافـت این فلز رامورد توجه قرار داد.منابع بازیافت آلومینیوم عبارتند از: اتومبیلها ِ پنجره ها ِدربها ِ لوازم منزل ِ کانتینرها و سایر محصولات ...
آلومینیوم یک فلزواکنشگر است و نمی تواند ازسنگ معدنخود بوکسیت (Al2o) بوسیله کاهش باکربن جدا شود.در عوض روش جدا سازی این فلز از طریقالکترولیزاست.(این فلز در محلول اکسیده شدهسپس بصورت فلز خالص جدا می شود.) لذا جهت این کار سنگ معدن باید درون یک مایع قراربگیرد.امابوکسیتدارای نقطه ذوب بالایی است (c2000) که تامین این مقدار انری از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست . برای سالهای زیادیبوکسیت را در فلورید سدیم و آلومینیوم مذاب قرار می دادند و نقطه ذوب آن تا c900 کاهش می یافت.اما امروزه مخلوط مصنوعی ازآلومینیوم ِ سدیم وفلوریدکلسیمجایگزینفلورید سدیم و آلومینیومشده است. اینفرایند هنوز مستلزم انرژی بسیار زیاد است و کارخانجات آلومینیوم دارای ایستگاههایبرق مخصوص خود در اطراف این کارخانه ها هستند.
الکترودهاییکه در الکترولیز بوکسیت بکار می روند هر دوکربن هستند. وقتی سنگ معدن در حالت مذاب است یونهای آن آزادانه حرکت می کنند. واکنش درکاتدمنفی اینگونه است:
Al3++3e -Al
در اینجا یون آلومینیوم در حالت کاهش است(الکترونها اضافه می شوند) سپس فلزآلومینیوم به سمت پایین فرو می رود و خارج می شوند.
آند مثبت اکسیژن بوکسیت رااکسیده می کند که بعد از آن با الکترود کربنی واکنش کرده تا تولید دی اکسید کربننماید.
اینکاتدباید عوض شود چون اغلب تبدیل بهدی اکسید کربنمی شود.بر خلاف هزینهالکترولیزِ آلومینیوم فلزی ارزان با کاربردوسیع است. امروزه آلومینیوم را می توان ازخاکه معدنی(clay) استخراج کرد اما اینفرایند اقتصادی نیست.