تحقیق در مورد آلومینیوم

این مقاله به تاریخچه کشف آلومینیوم، ویژگی ها، استخراج و کاربردهای فراوان آن در صنایع مختلف می پردازد و اهمیت این فلز سبک و مقاوم را در جهان مدرن بررسی می کند.

تاریخچه کشف آلومینیوم

"فردریک وهلر" بطور کلی به آلومینیوم خالص اعتقاد داشت (لاتین: alum alumen). اما این فلز دو سال پیش تر توسط "هانس کریستین ارستد" شیمیدان و فیزیکدان دانمارکی بدست آمد. در روم و یونان باستان این فلز را به عنوان ثابت کننده رنگ در رنگرزی و نیز به عنوان بندآورنده خون در زخم ها به کار می بردند و هنوز هم به عنوان داروی بندآورنده خون مورد استفاده است. در سال 1761، "گویتون دموروو" پیشنهاد کرد تا alum را آلومین (alumin) بنامند.

پیدایش و منابع

اگرچه Al، یک عنصر فراوان در پوسته زمین است (18%)، این عنصر در حالت آزاد خود بسیار نادر است و زمانی یک فلز گرانبها و ارزشمندتر از طلا به حساب می آمد. بنابراین، به عنوان فلزی صنعتی اخیرأ مورد توجه قرار گرفته و در مقیاس های تجاری تنها بیش از 100 سال است که مورد استفاده است. در ابتدا که این فلز کشف شد، جدا کردن آن از سنگ ها بسیار مشکل بود و چون کل آلومینیوم زمین به صورت ترکیب بود، مشکل ترین فلز از نظر تهیه به شمار می آمد.

آلومینیوم برای مدتی از طلا با ارزش تر بود، اما بعد از ابداع یک روش آسان برای استخراج آن در سال 1889، قیمت آن رو به کاهش گذاشت و سقوط کرد. تهیه مجدد این فلز از قطعات اسقاط (از طریق بازیافت) تبدیل به بخش مهمی از صنعت آلومینیوم شد. بازیافت آلومینیوم موضوع تازه ای نیست، بلکه از قرن نوزدهم یک روش رایج برای این کار وجود داشت. با این همه تا اواخر دهه 60 این یک کار کم منفعتی بود تا زمانی که بازیافت قوطی های آلومینیومی آشامیدنی ها بالاخره بازیافت این فلز را مورد توجه قرار داد. منابع بازیافت آلومینیوم عبارتند از: اتومبیل ها، پنجره ها، درها، لوازم منزل، کانتینرها و سایر محصولات...

معرفی

آلومینیوم، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای علامت Al و عدد اتمی 13 می باشد. آلومینیوم که عنصری نقره ای و انعطاف پذیر است، عمدتأ به صورت سنگ معدن بوکسیت یافت می شود و از نظر مقاومتی که در برابر اکسیداسیون دارد، همچنین وزن و قدرت آن، قابل توجه است. آلومینیوم در صنعت برای تولید میلیون ها محصول مختلف به کار می رود و در جهان اقتصاد، عنصر بسیار مهمی است.

اجزای سازه هایی که از آلومینیوم ساخته می شوند، در صنعت هوانوردی و سایر مراحل حمل و نقل بسیار مهم هستند. همچنین در سازه هایی که در آن ها وزن، پایداری و مقاومت لازم هستند، وجود این عنصر اهمیت زیادی دارد.

ویژگی های قابل توجه

آلومینیوم، فلزی نرم و سبک، اما قوی است، با ظاهری نقره ای - خاکستری مات و لایه نازک اکسیداسیون که در اثر برخورد با هوا در سطح آن تشکیل می شود، از زنگ زدگی بیشتر جلوگیری می کند. وزن آلومینیوم تقریبأ یک سوم فولاد یا مس است. چکش خوار، انعطاف پذیر و به راحتی خم می شود. همچنین بسیار بادوام و مقاوم در برابر زنگ زدگی است. بعلاوه، این عنصر غیرمغناطیسی، بدون جرقه، دومین فلز چکش خوار و ششمین فلز انعطاف پذیر است.

کاربردها

چه از نظر کیفیت و چه از نظر ارزش، آلومینیوم کاربردی ترین فلز بعد از آهن است و تقریبأ در تمامی بخش های صنعت دارای اهمیت می باشد. آلومینیوم خالص، نرم و ضعیف است، اما می تواند آلیاژهایی را با مقادیر کمی از مس، منیزیم، منگنز، سیلیکون و دیگر عناصر به وجود آورد که این آلیاژها ویژگی های مفید گوناگونی دارند. این آلیاژها اجزای مهم هواپیماها و راکت ها را می سازند.

وقتی آلومینیوم را در خلأ تبخیر کنند، پوششی تشکیل می دهد که هم نور مرئی و هم گرمای تابشی را منعکس می کند. این پوشش ها لایه نازک اکسید آلومینیوم محافظ را به وجود می آورند که همانند پوشش های نقره خاصیت خود را از دست نمی دهند. یکی دیگر از موارد استفاده از این فلز در لایه آینه های تلسکوپ های نجومی است.

برخی از کاربردهای فراوان آلومینیوم عبارتند از:

• حمل و نقل (اتومبیل ها، هواپیماها، کامیون ها، کشتی ها، ناوگان های دریایی، راه آهن و ...)
• بسته بندی (قوطی ها، فویل و ...)
• ساختمان (در، پنجره، دیوارپوش ها و ...)
• کالاهای با دوام مصرف کننده (وسایل برقی خانگی، وسایل آشپزخانه و ...)
• خطوط انتقال الکتریکی (به علت وزن سبک اگرچه هدایت الکتریکی آن تنها 60% هدایت الکتریکی مس می باشد)
• ماشین آلات