آلومینیوم – خواص آلومینیوم

آلومینیوم یکی از فلزات اصلی موجود در دنیاست که در صنایع مختلف کاربردهای متعددی دارد. این فلز خصوصیات منحصر به ‌فردی را داراست که از اصلی‌ترین خواص آلومینیوم می‌توان به سبکی، استحکام، هدایت حرارتی و الکتریکی و مقاومت در برابر خوردگی اشاره کرد.

این فلز به واسطه انعطاف پذیری بالای خود در بسیاری از صنایع به اشکال متعدد مورد استفاده قرار می‌گیرد که یکی از پرکاربردترین حالات استفاده از آلومینیوم، پروفیل آلومینیوم است. در ادامه به بررسی خواص آلومینیوم و چیستی پروفیل آلومینیوم می‌پردازیم.

با ما همراه باشید.

فلز آلومینیوم چیست؟

آلومینیوم یک فلز با رنگ نقره‌ای است که در جدول تناوبی با نماد Al شناخته می‌شود. آلومینیوم با عدد اتمی 13 و چگالی حدود 2.70 گرم بر سانتی‌متر مکعب، یکی از مهمترین عناصر پوسته زمین است که پس از آهن به عنوان پرکاربردترین فلز دنیا شناخته می‌شود.

تاریخچه استفاده از آلومینیوم به هزاران سال پیش بازمی‌گردد. در قدیم، مردم بین‌النهرین از آلومینیوم برای ساخت سفال‌ استفاده می‌کردند، در حالی که مصریان و بابلیان از آن به عنوان ماده دارویی و شیمیایی استفاده می‌کردند. از آن زمان تا به امروز، فیزیک‌دانان و شیمیدانان مشهوری به تحقیقات گسترده در این زمینه پرداخته‌اند و به ارتقاء جایگاه این فلز در صنایع جهانی کمک کرده‌اند.

برای به دست آوردن آلومینیوم به شکل خالص باید نسبت به استخراج آن از سنگ‌های معدنی استخراج کرد که از اصلی‌ترین سنگ‌های معدنی که غنی از آلومینیوم است می‌توان به بوکسیت اشاره کرد. لازم به ذکر است که بوکسیت منبع اصلی استخراج آلومینیوم در دنیاست.

خواص آلومینیوم

برخی از خواص جذاب آلومینیوم، ظاهر زیبا، ساخت آسان، مقاومت به خوردگی خوب، چگالی پایین، استحکام به وزن بالا و چقرمگی شکست بالا است. به دلیل این خواص، آلومینیوم یکی از به صرفه ترین مواد در ساخت تجهیزات نظامی و صنایع دریایی است.

از اصلی‌ترین دلایل پرکاربرد بودن آلومینیوم، خواص آلومینیوم است. این فلز به شدت در برابر حرارت مقاوم است و در دمای 660 درجه به مایع تبدیل می‌شود،. این خاصیت آلومینیوم موجب می‌شود که ذوب آلومینیوم نیاز به برق فراوانی داشته باشد. علاوه بر این ویژگی، آلومینیوم ویژگی‌های متعدد دیگری نیز دارد که در ادامه به بررسی اصلی‌ترین خواص آلومینیوم می‌پردازیم.

آلومینیوم در مقابل بیشتر اسید ها مقاوم است ولی مقاومت آن در برابر قلیا ها کمتر از اسید ها است. آلومینیوم خالص استحکام کششی بالایی ندارد ولی با اضافه کردن عناصر آلیاژی به آلومینیوم مانند منگنز، سیلیسیم، مس و منیزیوم می توان استحکام آلومینیوم را افزایش داد و آلیاژ آلومینیوم برای مصارف ویژه تولید کرد.

انتقال حرارت آلومینیوم عالی است. تقریباً سه برابر فولاد، خاصیتی که آلومینیوم را برای ساخت سیستم هایی که نیاز به انتقال گرما و سرمای خوب مانند Heat-exchanger ها دارند مناسب کرده است.

ترکیب این خاصیت با غیر سمی بودن آلومینیوم، این ماده را در ساخت وسایل آشپزخانه پر کاربرد کرده است. چگالی فولاد تقریباً یک سوم فولاد و مس است. این چگالی پایین آلومینیوم را به یکی از سبک ترین فلزات معمول در جهان بدل کرده است. همانند مس، آلومینیوم خاصیت هدایت الکتریکی بالایی دارد که آن را در ساخت هادی های الکتریسیته پر کاربرد کرده است.

·       آلومینیوم زنگ نمی‌زند

یکی از اصلی‌ترین خواص آلومینیوم، ضد زنگ بودن آن است. این فلز، مقاومت خوبی در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی دارد و بسیاری از گازها و مواد شیمیایی نمی‌توانند خواص آلومینیوم را تغییر دهند. این ویژگی آلومینیوم باعث شده است که در بسته‌بندی مواد غذایی نیز مورد استفاده قرار گیرد.

·       آلومینیوم انعطاف پذیری بالایی دارد

آلومینیوم یک فلز سبک و نرم است که رنگ خاکستری – نقره‌ای مات داشته و مقاومت خوبی در برابر زنگ‌زدگی دارد. وزن آن بسیار کمتر از وزن مس و فولاد است و به راحتی قابل خم شدن است. این فلز انعطاف‌پذیر و چکش‌خوار نیز می‌باشد. آلومینیوم قابلیت شکل پذیری بالایی دارد که این ویژگی موجب شده است تا بتوان آن را به اشکال مختلف شکل داد. از اصلی‌ترین اشکال آلومینیوم می‌توان به لوله آلومینیوم، میله، صفحه، فویل، پروفیل الومینیومی و قطعات ریختگی اشاره کرد. لازم به ذکر است که برای شکل دهی آلومینیوم می‌توان از روش‌های شکل دهی متعددی اعم از نورد، اکسترود، کشش و دایکست اشاره کرد.

·       آلومینیوم در برابر خوردگی مقاوم است

از جمله دیگر خواص آلومینیوم می‌توان به مقاومت زیاد در برابر خوردگی اشاره کرد. در مجاورت با  هوا، آلومینیوم با اکسیژن هوا واکنش نشان داده و سطح آن با لایه‌ای از اکسید آلومینیومی پوشیده می‌شود که سطح به وجود آمده موجب مقاومت آلومینیوم در برابر خوردگی می‌شود. این فلز همچنین به نسبت وزن خود، استحکام بالایی دارد که این ویژگی‌ موجب استفاده گسترده آن در صنایعی مانند هوا و فضا، خودروسازی، ساختمانی و بسته‌بندی می‌شود.

·       هدایت الکتریکی و حرارتی بالایی دارد

آلومینیوم دارای هدایت الکتریکی بسیار بالا است که آن را برای کاربردهایی نظیر هادی‌های الکتریکی مناسب می‌سازد. آلومینیوم، علاوه بر هدایت الکتریکی، دارای هدایت حرارتی بالایی است که اجازه می‌دهد حرارت را به طور موثر منتقل کند. از جمله کاربردهای مهم این ویژگی می‌توان به ساخت ظروف آشپزخانه از جنس آلومینیوم و استفاده در مبدل‌های حرارتی آبی و روغنی اشاره کرد.

·       آلومینیوم نور و حرارت را انعکاس می‌دهد

ویژگی انعکاس نور در آلومینیوم به شرایط سطح و صیقلی بودن آن بستگی دارد. آلومینیوم می‌تواند تا 90 درصد نور تابیده شده را منعکس کند که این ویژگی می‌تواند آینه‌ای بودن آن را نشان دهد. همچنین، ویژگی انعکاس حرارتی آلومینیوم از طریق سطح آن صورت می‌گیرد که این ویژگی ذاتی آن است و دلیل استفاده از آن در شیروانی‌ها و عایق‌ها می‌باشد.

·       خاصیت مغناطیسی ندارد

آلومینیوم، برای استفاده در تجهیزات الکترونیکی که نیاز به مواد غیر مغناطیسی دارند، مناسب است. این ویژگی آن را برای استفاده در قطب‌نماهای مغناطیسی و وسایل حساس به مغناطیس جذاب می‌سازد.

·       آلومینیوم سمی نیست

از آلومینیوم به عنوان جایگزینی برای مواد بسته‌بندی استفاده می‌شود، زیرا خلوص آن باعث می‌شود که بر روی طعم، رنگ و بوی مواد غذایی تاثیر نگذاشته و همچنین از جذب مواد خارجی و باکتری‌ها جلوگیری می‌کند.

·       آلومینیوم قابلیت اتصال بالایی دارد

آلومینیوم به راحتی می‌تواند به وسایل مختلف به وسیله پیچ و مهره، لحیم کاری، جوشکاری، پرچ و اتصال چسبی متصل شود.

خواص اکسید آلومینیوم

اکسید آلومینیوم، یا همان آلومینا، یکی از مهم‌ترین ترکیبات شیمیایی موجود در طبیعت است و در فرم خالص‌ترین خود به عنوان یک اکسید اسیدی با فرمول شیمیایی Al2O3 شناخته می‌شود. آلومینیوم وقتی در معرض هوا قرار می گیرد، لایه پیوسته ای از اکسید آلومینیوم روی آن تشکیل می شود. این ترکیب به عنوان ماده اصلی در تولید آلومینیوم و بسیاری از محصولات مرتبط با آن استفاده می‌شود.

کاربردهای فلز آلومینیوم

خواص آلومینیوم بسیار متعدد است که این نکته موجب شده است تا کاربردهای آلومینیوم بسیار متعدد باشد. از اصلی‌ترین کاربردهای آلومینیوم می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

·       بسته‌بندی و قوطی‌ها

استفاده از آلومینیوم در بدنه و سر و ته قوطی‌های کنسرو و بسته‌بندی لوازم آرایشی، از مهم‌ترین کاربردهای آلومینیوم در این صنعت به شمار می‌رود که ۹۰ درصد از آن را تشکیل می‌دهد. خواص آلومینیوم موجب شده است تا استفاده از آن تاثیری بر کیفیت خوراکی قوطی و کنسروها نداشته باشد که این خواص آلومینیوم موجب شده است تا به کرات از این فلز در این بخش استفاده شود.

·       صنایع حمل و نقل

همانطور که ذکر شد یکی از اصلی‌ترین خواص آلومینیوم استحکام بالای آن نسبت به وزن آن است. این ویژگی آلومینیوم باعث می‌شود که در ساخت قطعات چرخشی قطارها استفاده شود که این نکته به قطار اجازه می‌دهد تا سوخت و بار بیشتری را حمل نماید. ریل‌هایی از جنس آلومینیوم می‌توانند در انواع سیستم‌های ریل مغناطیسی نیز استفاده شوند.

·       متالوژی

آلومینیوم به همراه درصد کمی سیلیس، روی، منگنز، منیزیم، مس و لیتیوم آلیاژهایی را تشکیل می‌دهد که مقاومت بالا در برابر فرسودگی و زنگ‌زدگی دارند. این آلیاژها در بسته‌بندی، ظروف، کالاهای الکتریکی، مصالح ساختمانی، هوافضا و صنعت اتومبیل‌سازی به کار می‌روند.

·       صنعت ساختمان

مهمترین خواص آلومینیوم در صنعت ساختمان عبارتند از وزن کم، شکل‌پذیری بالا، مقاومت بالا در برابر زنگ‌زدگی، هزینه کم برای نگهداری، عمرطولانی و عدم نیاز به رنگ‌کردن که این ویژگی‌ها موجب کاربردی بودن آلومینیوم در این صنعت می‌گردند. وزن کم آلومینیوم باعث می‌شود که هزینه احداث ساختمان‌ها کاهش یابد و زمان ساخت نیز کاهش پیدا کند.

·       صنایع برق

از سال 1920 تا به امروز آلومینیوم برای قسمت بالای دکل‌های انتقال برق فشار قوی به کار می‌رود. استحکام بالای آلومینیوم به نسبت وزن کم آن موجب شده است تا دکل‌های بلند و مستحکم با حداقل هزینه ساخته شود که این مهم، دلیل کاربردی بودن آلومینیوم در صنعت برق است.

آلومینیوم در ساخت پروفیل آلومینیوم

پروفیل آلومینیوم یکی از مهم‌ترین مدل‌های آلومینیوم در صنعت است. برای تولید پروفیل آلومینیوم، ابتدا بیلت آلومینیومی به شکل مشخصی تحت فشار بالا و درجه حرارت مناسب قرار می‌گیرد. سپس، این بیلت از میان قالب‌های خاصی عبور می‌کند که منجر به تغییر شکل و شکل‌دهی آلومینیوم می‌شود. فرآیند حرارتی و فشار بالا، فلز آلومینیوم را به طور کامل تغییر شکل داده و پروفیل آلومینیومی را تولید می‌کند. این پروفیل‌ها در صنایع مختلف از جمله ساختمان‌سازی استفاده می‌شوند و با قیمت مناسب به بازار عرضه می‌شوند.

پروفیل آلومینیوم چیست؟

همانطور که ذکر شد یکی از اصلی‌ترین خواص آلومینیوم، انعطاف پذیری و شکل پذیری بالای این محصول است که آن را برای استفاده در بخش‌های مختلف صنعت آماده و مهیا می‌کند. یکی از اصلی‌ترین اشکال آلومینیوم، پروفیل آلومینیوم است. پروفیل به عنوان یک مقطع ثابت در طول مشخصی شناخته می‌شود و در دنیای فلزات کاربردهای متعددی دارد. پروفیل آلومینیوم قطعاتی با سطح مقطع مشخص و طول بلند از جنس آلومینیوم هستند که از وزن‌های متفاوتی برخوردارند و کاربردهای اصلی آن‌ها در ساخت درب و پنجره‌های فلزی است. پروفیل اکستروژن آلومینیوم، به عنوان یکی از محصولات پرطرفدار از آلومینیوم شناخته می‌شود.

ویژگی‌های پروفیل آلومینیوم

همانطور که ذکر شد که خواص آلومینیوم بسیار متعدد است که این مهم، آلومینیوم را به عنوان گزینه‌ای جذاب برای کاربردهای ساختمانی معرفی کرده است. پروفیل‌های آلومینیومی، به دلیل وزن سبک و قابلیت تبادل دمایی، مصرف انرژی را بهبود می‌بخشند. این ویژگی‌، آلومینیوم را به یک جایگزین مناسب برای آهن در بسیاری از کاربردها، از جمله ساخت و ساز و صنعت، تبدیل کرده است. همچنین، زیبایی ظاهری آلومینیوم با رنگ روشن و سفید، آن را به گزینه‌ای محبوب برای ساختمان‌های مسکونی و اداری تبدیل کرده است. علاوه بر این، نصب و استفاده از پروفیل‌های آلومینیومی ساده و ایمن است و همچنین مقاومت آنها در برابر آتش از جمله ویژگی‌های مثبت آنهاست.

با وزن سبک و قابلیت بازیافت، پروفیل‌های آلومینیومی یک گزینه سبک و مناسب برای استفاده در انواع چارچوب درب و پنجره‌ها شناخته می‌شود. این ویژگی‌ها، آلومینیوم را به یکی از فلزات پرطرفدار و کاربردی در صنعت ساخت و ساز تبدیل کرده است.

کاربردهای پروفیل آلومینیوم

پروفیل آلومینیوم، با کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف، به خصوص در صنعت ساختمان‌سازی، صنایع کشاورزی، تولید ابزار مهندسی و ماشین‌آلات کارخانه‌ها، توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. خواص آلومینیوم موجب شده است تا آلومینیوم در صنعت موارد استفاده گسترده‌ای داشته باشد.

یکی از اصلی‌ترین کاربردهای پروفیل آلومینیوم در ساخت شاسی خودروهاست. امروزه از این فلز به واسطه وزن سبک و استحکام بالا در تولید شاسی خودرو استفاده می‌شود. این نکته موجب شده است تا یکی از عمده کاربردهای پروفیل آلومینیوم، در صنعت خودروسازی باشد. همچنین یکی از عمده کاربردهای آلومینیوم در صنعت ساخت و ساز است. خواص آلومینیوم موجب شده است تا بتوان از آن در ساخت درب و پنجره‌های باکیفیت استفاده کرد. همچنین استفاده از آن در پروفیل ناودانی سیمانکاری نیز بسیار متداول است.

لازم به ذکر است که پروفیل آلومینیوم در حوزه تولید لوازم خانگی نیز بسیار کاربردی است. پروفیل آلومینیوم به‌عنوان بخشی اساسی از تجهیزاتی مانند یخچال‌ها، ماشین‌لباسشویی‌ها و وسایل خنک‌کننده هوا شناخته می‌شود و استفاده از آن به‌طور مداوم در حال افزایش است. با توجه به خواص آلومینیوم به‌عنوان یک ماده کاربردی، این فلز به طور پیوسته در صنایع مختلف به کار گرفته می‌شود و نقش بسیار مهمی در بهبود عملکرد و کیفیت محصولات ایفا می‌کند.