آلومینیوم، تاریخچه، خواص و کاربرد آن

1144

آلومینیوم چیست؟

آلومینیوم فلزی است به رنگ سفید نقره ای، با علامت اختصاری AL و نقطه ذوب ۱۱۰ درجه سانتیگراد و نقطه جوش ۲۳۰۰ درجه سانتیگراد، با وزن مخصوص ۲٫۷۱ گرم بر سانتی متر مکعب که در مقایسه با سایر عناصر، عنصری سبک محسوب می شود.

تاریخچه: تقریبا۷٫۵ در صد کل پوسته زمین از اکسید آلومینیوم تشکیل شده است که پس از اکسیژن و سیلیس (Sio2) فراوان ترین ترکیب است. این عنصر با وجود فراوانی، به صورت آزاد در طبیعت یافت نمی شود؛ بلکه بیشتر در ترکیب با سایر عناصر و به خصوص اکسیژن وجود دارد. آلومینیوم پس از فولاد پرمصرف ترین فلز جهان محسوب می شود و سابقه تولید این فلز حتی به دو قرن هم نمی رسد و در مقایسه با فولاد و مس، فلزی جوان محسوب می گردد.

تهیه آلومینیوم در مقیاس تجاری برای اولین بار در سال ۱۸۰۰ توسط سن کلردويل انجام شد و به عنوان فلزی کمیاب و گران قیمت وارد بازار شد. اما کشفیات مستقل در سال ۱۸۸۹ توسط هال در آمریکا و هرولت در فرانسه انجام شد و به توسعه یک روش صنعتی برای استخراج آلومینیوم با خلوص بالا به روش الکترولیز منجر شد که هم اکنون نیز مبنای تولید صنعتی آلومینیوم محسوب می شود.

در سال ۱۸۸۸ بایر دانشمند نامی آلمان فرآیند هال و هرولت را کامل نمود و تحول عظیمی در صنعت آلومینیوم بخاطر کاهش هزینه های تولید آن ایجاد کرد.

خواص آلومینیوم

  • مقاومت زیاد در مقابل خوردگی
  • سبکی وزن
  • هدایت الکتریکی زیاد
  • هدایت حرارتی زیاد
  • قابلیت انعكاس
  • خاصیت غیرمغناطیسی بودن
  • شکل پذیری با روش های مختلف
  • استحکام بالا در درجه حرارت کم
  • سمی نبودن
  • اتصال آسان
  • وزن مخصوص کم
  • استحکام ویژه

کاربرد آلومینیوم در صنایع

آلومینیوم با خواص ویژه و متفاوت خود امروزه در صنایع مختلفی همچون صنایع هوافضا، حمل و نقل، خودروسازی، بسته بندی، ساختمانی، الکتریکی و صنایع دیگر بکار رفته است.

روش تولید آلومینیوم:

به طور کلی برای تولید فلز آلومینیوم انجام سه مرحله زیر ضروری است: در مرحله نخست استخراج سنگ بوکسیت از معدن صورت می گیرد. بوکسیت استخراج شده خرد و آسیاب شده و تحت فرآیند تغليظ قرار می گیرد تا برای تصفیه آماده شود.

در مرحله دوم در روش بایر (Bayer) عمل تصفیه صورت می گیرد.

این عملیات یک فرآیند شیمیایی است که در اثر آن، آلومینا از ناخالصی های موجود در بوکسیت جدا می گردد.

در مرحله سوم آلومینا به روش الکترولیز احیاء شده و آلومینیوم خالص بدست می آید.

برای تولید هر تن آلومینیوم حدود ۲ تن آلومینا (که از حدود ۴ تا۶ تن بوکسیت استخراج شده) و ۵۰۰ کیلوگرم کربن به عنوان آند و بسته به نوع تکنولوژی، بین ۱۳ تا۱۸ کیلووات ساعت انرژی لازم است.