يعد الألومنيوم أكثر المعادن وفرة في العالم وهو العنصر الثالث الأكثر شيوعًا والذي يؤلف 8٪ من قشرة الأرض، تجعل براعة الألمنيوم منه المعدن الأكثر استخدامًا بعد الفولاذ، والألمنيوم قابل لإعادة التدوير بنسبة 100 في المئة مع عدم التخفيف من صفاته، يتطلب إعادة صهر الألمنيوم القليل من الطاقة: يحتاج حوالي 5٪ فقط من الطاقة اللازمة لإنتاج المعدن الأولي في البداية في عملية إعادة التدوير .
إنتاج الالمنيوم
الألمنيوم مشتق من البوكسيت المعدني، يتم تحويل البوكسيت إلى أكسيد الألومنيوم (الألومينا) ، ثم يتم تحويل الألومينا إلى معدن الألمنيوم باستخدام الخلايا الإلكتروليتية ، ويبلغ الطلب العالمي على الألمنيوم حوالي 29 مليون طن سنوياً، حوالي 22 مليون طن من الألمنيوم الجديد و 7 ملايين طن من خردة الألومنيوم المعاد تدويرها، استخدام الألمنيوم المعاد تدويره جيد اقتصاديا وبيئيا، تحتاج إلى 14000 كيلو وات في الساعة لإنتاج طن واحد من الألمنيوم الجديد، وعلى النقيض ، فإن الأمر يتطلب 5٪ فقط من هذه الكمية لإعادة تدوير طن واحد من الألمنيوم، ولا يوجد فرق في الجودة بين سبائك الألمنيوم الجديدة والمعاد تدويرها .
أبرز الخصائص التي يتميز بها الألومنيوم
1- الألمنيوم النقي ناعم ، قابل للطرق، ومقاوم للتآكل وهو موصل كهربائي عالي، يستخدم على نطاق واسع في الكابلات الموصلة والمرئية ، ولكن صناعة السبائك مع العناصر الأخرى ضرورية لتوفير أعلى مستويات القوة اللازمة للتطبيقات الأخرى، والألمنيوم هو واحد من أخف المعادن ، حيث أن نسبة القوة إلى الوزن أعلى من الفولاذ .
2- من خلال استخدام تركيبات مختلفة من خصائصه المفيدة مثل القوة والخفة ومقاومة التآكل وقابلية إعادة التدوير والقابلية للتشكيل ، يتم استخدام الألومنيوم في عدد متزايد من التطبيقات، وهذه المجموعة من المنتجات تتراوح من المواد الإنشائية إلى رقائق التغليف الرقيقة .
3- الألمنيوم هو الأكثر شيوعًا مع النحاس والزنك والمغنيسيوم والسيليكون والمنجنيز والليثيوم، كما يتم إنتاج إضافات صغيرة من الكروم ، والتيتانيوم ، والزركونيوم ، والرصاص ، والبزموت والنيكل والحديد موجود بثبات بكميات صغيرة .
الخصائص الفيزيائية للألومنيوم1- كثافة الألومنيوم
الألومنيوم لديه كثافة حوالي ثلث الحديد أو النحاس مما يجعله واحد من أخف المعادن المتاحة تجاريا، إن نسبة عالية من القوة إلى الوزن تجعله مادة هيكلية هامة، تسمح بزيادة الحمولات أو توفير الوقود لصناعات النقل بشكل خاص .
2- قوة الألومنيوم
لا يحتوي الألومنيوم النقي على قوة شد عالية، ومع ذلك ، فإن إضافة عناصر صناعة السبائك مثل المنغنيز والسيليكون والنحاس والمغنيسيوم يمكن أن يزيد من خواص قوة الألومنيوم، وينتج سبيكة ذات خصائص مصممة لتطبيقات معينة .
3- الألومنيوم مناسب تمامًا للبيئات الباردة
فهو له ميزة على الفولاذ في أن قوة الشد تزيد مع انخفاض درجة الحرارة مع الحفاظ على قوتها، من ناحية أخرى ، يصبح الحديد هشًا في درجات الحرارة المنخفضة، لذا الألومنيوم أفضل .
4- الألومنيوم ومقاومة التآكل
عندما يتعرض للهواء ، تتشكل طبقة من أكسيد الألومنيوم بشكل فوري تقريبا على سطح الألمنيوم، وهذه الطبقة لديها مقاومة ممتازة للتآكل، إنها مقاومة إلى حد ما لمعظم الأحماض ولكنها أقل مقاومة للقلويات .
5- الألومنيوم وتوصيل الحرارة
الموصلية الحرارية للألمنيوم أكبر بثلاث مرات من الفولاذ، هذا يجعل الألومنيوم مادة هامة لكل من تطبيقات التبريد والتدفئة، جنبا إلى جنب مع كونه غير سام، وهذه الخاصية تجعل الألومنيوم يستخدم على نطاق واسع في أواني الطبخ وأدوات المطبخ .
6- الألومنيوم والتوصيل للكهرباء
جنبا إلى جنب مع النحاس ، فالألمنيوم لديه موصلية كهربائية عالية بما يكفي لاستخدامها كموصل كهربائي قوي .
7- انعكاس الألومنيوم
من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء ، يعتبر الألومنيوم عاكسًا ممتازًا للطاقة المشعة، إن الانعكاس الضوئي المرئي لحوالي 80٪ يعني أنه يستخدم على نطاق واسع في تركيبات الإضاءة، نفس الخصائص الانعكاسية تجعل الألومنيوم مثالياً كمواد عازلة للحماية من أشعة الشمس في الصيف ، والعزل ضد فقدان الحرارة في الشتاء .
الخواص الميكانيكية للألومنيوم
الألمنيوم يمكن تشكيله عن طريق التدحرج ، والبثق ، والرسم ، والتشغيل الآلي والعمليات الميكانيكية الأخرى، ويمكن استخدام السبائك ، سواء على البارد ، أو بالمعالجة بالحرارة لتكييف خواص الألمنيوم، وتبلغ قوة الشد للألومنيوم النقي حوالي 90 ميجا باسكال ولكن يمكن زيادتها إلى أكثر من 690 ميجا باسكال لبعض السبائك القابلة للحرارة .
الألمنيوم قابل للدوران وله نقطة انصهار وكثافة منخفضة، وفي حالة منصهرة يمكن معالجته بعدد من الطرق، تسمح ليونة الألومنيوم بتشكيل العديد من منتجات الألمنيوم، ولا تزال رقائق الألومنيوم ، حتى عندما يتم لفها بسمك يبلغ 0.007 مم فقط ، غير منفذة تمامًا ولا تسمح بنفاذ أي رائحة أو طعم للمواد، وعلاوة على ذلك ، فإن المعدن نفسه غير سام ولا يطلق أي مواد رائحة أو طعم، مما يجعله مثالياً لتعبئة المنتجات الحساسة مثل الأغذية أو المستحضرات الصيدلانية .
إنتاج الالمنيوم
الألمنيوم مشتق من البوكسيت المعدني، يتم تحويل البوكسيت إلى أكسيد الألومنيوم (الألومينا) ، ثم يتم تحويل الألومينا إلى معدن الألمنيوم باستخدام الخلايا الإلكتروليتية ، ويبلغ الطلب العالمي على الألمنيوم حوالي 29 مليون طن سنوياً، حوالي 22 مليون طن من الألمنيوم الجديد و 7 ملايين طن من خردة الألومنيوم المعاد تدويرها، استخدام الألمنيوم المعاد تدويره جيد اقتصاديا وبيئيا، تحتاج إلى 14000 كيلو وات في الساعة لإنتاج طن واحد من الألمنيوم الجديد، وعلى النقيض ، فإن الأمر يتطلب 5٪ فقط من هذه الكمية لإعادة تدوير طن واحد من الألمنيوم، ولا يوجد فرق في الجودة بين سبائك الألمنيوم الجديدة والمعاد تدويرها .
أبرز الخصائص التي يتميز بها الألومنيوم
1- الألمنيوم النقي ناعم ، قابل للطرق، ومقاوم للتآكل وهو موصل كهربائي عالي، يستخدم على نطاق واسع في الكابلات الموصلة والمرئية ، ولكن صناعة السبائك مع العناصر الأخرى ضرورية لتوفير أعلى مستويات القوة اللازمة للتطبيقات الأخرى، والألمنيوم هو واحد من أخف المعادن ، حيث أن نسبة القوة إلى الوزن أعلى من الفولاذ .
2- من خلال استخدام تركيبات مختلفة من خصائصه المفيدة مثل القوة والخفة ومقاومة التآكل وقابلية إعادة التدوير والقابلية للتشكيل ، يتم استخدام الألومنيوم في عدد متزايد من التطبيقات، وهذه المجموعة من المنتجات تتراوح من المواد الإنشائية إلى رقائق التغليف الرقيقة .
3- الألمنيوم هو الأكثر شيوعًا مع النحاس والزنك والمغنيسيوم والسيليكون والمنجنيز والليثيوم، كما يتم إنتاج إضافات صغيرة من الكروم ، والتيتانيوم ، والزركونيوم ، والرصاص ، والبزموت والنيكل والحديد موجود بثبات بكميات صغيرة .
الخصائص الفيزيائية للألومنيوم1- كثافة الألومنيوم
الألومنيوم لديه كثافة حوالي ثلث الحديد أو النحاس مما يجعله واحد من أخف المعادن المتاحة تجاريا، إن نسبة عالية من القوة إلى الوزن تجعله مادة هيكلية هامة، تسمح بزيادة الحمولات أو توفير الوقود لصناعات النقل بشكل خاص .
2- قوة الألومنيوم
لا يحتوي الألومنيوم النقي على قوة شد عالية، ومع ذلك ، فإن إضافة عناصر صناعة السبائك مثل المنغنيز والسيليكون والنحاس والمغنيسيوم يمكن أن يزيد من خواص قوة الألومنيوم، وينتج سبيكة ذات خصائص مصممة لتطبيقات معينة .
3- الألومنيوم مناسب تمامًا للبيئات الباردة
فهو له ميزة على الفولاذ في أن قوة الشد تزيد مع انخفاض درجة الحرارة مع الحفاظ على قوتها، من ناحية أخرى ، يصبح الحديد هشًا في درجات الحرارة المنخفضة، لذا الألومنيوم أفضل .
4- الألومنيوم ومقاومة التآكل
عندما يتعرض للهواء ، تتشكل طبقة من أكسيد الألومنيوم بشكل فوري تقريبا على سطح الألمنيوم، وهذه الطبقة لديها مقاومة ممتازة للتآكل، إنها مقاومة إلى حد ما لمعظم الأحماض ولكنها أقل مقاومة للقلويات .
5- الألومنيوم وتوصيل الحرارة
الموصلية الحرارية للألمنيوم أكبر بثلاث مرات من الفولاذ، هذا يجعل الألومنيوم مادة هامة لكل من تطبيقات التبريد والتدفئة، جنبا إلى جنب مع كونه غير سام، وهذه الخاصية تجعل الألومنيوم يستخدم على نطاق واسع في أواني الطبخ وأدوات المطبخ .
6- الألومنيوم والتوصيل للكهرباء
جنبا إلى جنب مع النحاس ، فالألمنيوم لديه موصلية كهربائية عالية بما يكفي لاستخدامها كموصل كهربائي قوي .
7- انعكاس الألومنيوم
من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء ، يعتبر الألومنيوم عاكسًا ممتازًا للطاقة المشعة، إن الانعكاس الضوئي المرئي لحوالي 80٪ يعني أنه يستخدم على نطاق واسع في تركيبات الإضاءة، نفس الخصائص الانعكاسية تجعل الألومنيوم مثالياً كمواد عازلة للحماية من أشعة الشمس في الصيف ، والعزل ضد فقدان الحرارة في الشتاء .
الخواص الميكانيكية للألومنيوم
الألمنيوم يمكن تشكيله عن طريق التدحرج ، والبثق ، والرسم ، والتشغيل الآلي والعمليات الميكانيكية الأخرى، ويمكن استخدام السبائك ، سواء على البارد ، أو بالمعالجة بالحرارة لتكييف خواص الألمنيوم، وتبلغ قوة الشد للألومنيوم النقي حوالي 90 ميجا باسكال ولكن يمكن زيادتها إلى أكثر من 690 ميجا باسكال لبعض السبائك القابلة للحرارة .
الألمنيوم قابل للدوران وله نقطة انصهار وكثافة منخفضة، وفي حالة منصهرة يمكن معالجته بعدد من الطرق، تسمح ليونة الألومنيوم بتشكيل العديد من منتجات الألمنيوم، ولا تزال رقائق الألومنيوم ، حتى عندما يتم لفها بسمك يبلغ 0.007 مم فقط ، غير منفذة تمامًا ولا تسمح بنفاذ أي رائحة أو طعم للمواد، وعلاوة على ذلك ، فإن المعدن نفسه غير سام ولا يطلق أي مواد رائحة أو طعم، مما يجعله مثالياً لتعبئة المنتجات الحساسة مثل الأغذية أو المستحضرات الصيدلانية .
