Το αλουμίνιο είναι ένα μεταλλικό στοιχείο που αντιπροσωπεύεται από το σύμβολο "Al" στον περιοδικό πίνακα και είναι το τρίτο πιο κοινό στοιχείο στον φλοιό της Γης: το 8% του φλοιού της Γης περιέχει αλουμίνιο σε διάφορες ενώσεις. Υπάρχουν πολλά ιδιότητες αλουμινίου που το καθιστούν ένα μέταλλο που χρησιμοποιείται ευρέως σε όλο τον κόσμο.
Σε αυτό το άρθρο θα σας πούμε ποιες είναι οι ιδιότητες του αλουμινίου, η σημασία του και πολλά άλλα.
Κάποιο ιστορικό
Το αλουμίνιο απομονώθηκε για πρώτη φορά σε 1825 από τον Δανό φυσικό HC Orsted και σήμερα είναι, μαζί με το σίδηρο, το μέταλλο που χρησιμοποιείται περισσότερο από τον άνθρωπο.. Αυτό το στοιχείο βρίσκεται επίσης στους περισσότερους βραχώδεις σχηματισμούς και ζωντανούς οργανισμούς. Ωστόσο, στη φύση δεν βρίσκεται στην καθαρή του κατάσταση, αλλά μάλλον ως μέρος πολλών πυριτικών αλάτων και ορυκτών.
Λόγω του μικρού βάρους, της καλής ολκιμότητας, της μεγάλης διάρκειας ζωής και της αντοχής στη διάβρωση, είναι ένα από τα πιο χρήσιμα μέταλλα και το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο από τον άνθρωπο στη βιομηχανία. Χρησιμοποιείται σε μεγάλη ποικιλία κραμάτων για την κατασκευή μεγάλου αριθμού σκευών και δοχείων, καθώς και εξαρτημάτων για διάφορα μηχανήματα.
Ιδιότητες αλουμινίου
Αυτές είναι μερικές από τις ιδιότητες του αλουμινίου που το κάνουν τόσο διάσημο και χρησιμοποιείται σε όλο τον κόσμο:
- Ελαφρότητα: Το αλουμίνιο είναι γνωστό ότι είναι εξαιρετικά ελαφρύ. Η πυκνότητά του είναι περίπου το ένα τρίτο αυτής του χάλυβα, καθιστώντας το ιδανικό υλικό για εφαρμογές όπου απαιτείται υψηλή αντοχή και χαμηλή μάζα, όπως στην αεροδιαστημική βιομηχανία και την κατασκευή οχημάτων. Επιπλέον, η ελαφρότητα και η αντοχή του το καθιστούν μια αποτελεσματική εναλλακτική λύση σε άλλα υλικά σε πολλές εφαρμογές.
- Καλή ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα: Το αλουμίνιο είναι εξαιρετικός αγωγός του ηλεκτρισμού και της θερμότητας. Αυτό το καθιστά πολύτιμο σε εφαρμογές που απαιτούν αποτελεσματική μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας ή απαγωγής θερμότητας, όπως ηλεκτρικά καλώδια και ηλεκτρονικά εξαρτήματα, όπου η αγωγιμότητα είναι ζωτικής σημασίας.
- Αντοχή στη διάβρωση: Το αλουμίνιο έχει ένα φυσικό στρώμα οξειδίου στην επιφάνειά του που το προστατεύει από τη διάβρωση. Αυτό το λεπτό, αυτο-θεραπευόμενο στρώμα του προσδίδει εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση, καθιστώντας το κατάλληλο για εφαρμογές σε υγρά ή διαβρωτικά περιβάλλοντα, ένα σημαντικό χαρακτηριστικό στις κατασκευές και σε διάφορες βιομηχανίες.
- Ελατότητα και ευκολία διαμόρφωσηςΤο αλουμίνιο είναι ελατό και μπορεί να διαμορφωθεί σε διάφορα σχήματα μέσω διεργασιών έλασης, εξώθησης και σφυρηλάτησης. Αυτό το καθιστά ένα ευέλικτο υλικό για την κατασκευή προσαρμοσμένων εξαρτημάτων και εξαρτημάτων, ιδανικό για την κάλυψη των αναγκών διαφορετικών βιομηχανιών.
- Ανακυκλωσιμότητα: Το αλουμίνιο είναι εξαιρετικά ανακυκλώσιμο. Μπορεί να λιώσει και να ανακυκλωθεί επανειλημμένα χωρίς να χάσει τις θεμελιώδεις ιδιότητές του, καθιστώντας το ένα βιώσιμο και φιλικό προς το περιβάλλον υλικό. Στην πραγματικότητα, η ανακύκλωση αλουμινίου είναι μια διαδικασία που καταναλώνει σημαντικά λιγότερη ενέργεια από την παραγωγή πρωτογενούς αλουμινίου.
- Αισθητική εμφάνιση: Το αλουμίνιο έχει ένα φωτεινό, ελκυστικό ασημί φινίρισμα που το καθιστά δημοφιλές σε αισθητικές εφαρμογές όπως συσκευασίες, κουφώματα και διακοσμητικά στοιχεία. Η χρήση του στην αρχιτεκτονική και το σχεδιασμό αναδεικνύει επίσης την αισθητική ομορφιά και τη λειτουργικότητά του.
- Αντοχή σε χαμηλή θερμοκρασία: Σε αντίθεση με ορισμένα υλικά που γίνονται εύθραυστα σε χαμηλές θερμοκρασίες, το αλουμίνιο διατηρεί την αντοχή και την ελαστικότητά του ακόμη και σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, καθιστώντας το χρήσιμο σε κρυογονικές εφαρμογές όπου απαιτείται σταθερότητα υπό ακραίες συνθήκες.
χρήσεις αλουμινίου
Η πιο κοινή διαδικασία για την απόκτηση αλουμινίου είναι από βωξίτη, ένα άφθονο ορυκτό στη Γη. Αυτή η διαδικασία απαιτεί μεγάλες ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας, πράγμα που σημαίνει ότι είναι μια δαπανηρή διαδικασία, αλλά το αποτέλεσμα είναι ένα χρήσιμο υλικό με μεγάλη διάρκεια ζωής (ανθεκτικό στη διάβρωση) και πολύ χαμηλό κόστος ανακύκλωσης. Όλα αυτά βοηθούν να έχουμε σταθερή τιμή και γίνεται οικονομικό στοιχείο.
Το αλουμίνιο είναι ένα κεντρικό και ευέλικτο στοιχείο σε πολλές από τις βιομηχανίες της ανθρωπότητας, με αμέτρητες εφαρμογές. Από την κατασκευή μεταλλικών μερών και μηχανικών εξαρτημάτων, τόσο σε καθαρή μορφή όσο και σε κράματα (ιδίως αυτά που συμβάλλουν στη σκλήρυνσή τους), μέχρι την παραγωγή κατόπτρων, διαφόρων δοχείων, φύλλων αλουμινίου, τετραέδρων, τηλεσκοπίων και συγκολλημένων εξαρτημάτων. Δεν είναι περίεργο ότι χρησιμοποιείται ευρέως στις κατασκευές, τις μεταφορές και τα ηλεκτρονικά.
Το αλουμίνιο υπήρχε σε όλη την ανθρώπινη ιστορία με τη μορφή αλατιού και χρησιμοποιείται στην ιατρική και το στεγνό καθάρισμα. Αλλά δεν εμφανίστηκε ως καθαρό στοιχείο μέχρι το 1825, όταν ο Δανός φυσικός HC Orsted κατάφερε να λάβει μερικά ακάθαρτα δείγματα μέσω ηλεκτρόλυσης. Δύο χρόνια αργότερα, ο Friedrich Wöhler έλαβε το πρώτο καθαρό δείγμα.
Αρχικά θεωρήθηκε πολύτιμο μέταλλο και παρουσιάστηκε με τα κοσμήματα του γαλλικού στέμματος το 1855, αλλάΗ ευρεία χρήση του και το χαμηλότερο κόστος το έκαναν κοινό μέταλλο.
Άλλες ιδιότητες του αλουμινίου: αντιδραστικότητα, ανακύκλωση και τοξικότητα
Το αλουμίνιο είναι πολύ αντιδραστικό, αν και ανθίσταται στη διάβρωση μέσω ενός στρώματος οξειδίου του αλουμινίου (Al2O3) που σχηματίζεται γύρω του παρουσία οξυγόνου και προστατεύει το υπόλοιπο μέταλλο από τη διάβρωση. Μπορεί εύκολα να αραιωθεί με υδροχλωρικό οξύ (ή υδροξείδιο του νατρίου (NaOH) και μια ποικιλία οξέων και βάσεων.
Το αλουμίνιο μπορεί να ανακυκλωθεί τέλεια χωρίς να αλλάξουν οι φυσικές του ιδιότητες, γεγονός που προσφέρει σημαντικά οικονομικά πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλα μέταλλα. Η κατανάλωση ενέργειας που απαιτείται για αυτή τη διαδικασία είναι επίσης πολύ μικρή. (μόνο το 5% της αρχικής παραγωγικής διαδικασίας). Αυτό το ανακατασκευασμένο αλουμίνιο ονομάζεται "δευτερογενές αλουμίνιο".
Δεδομένου ότι το αλουμίνιο είναι ένα μαλακό μέταλλο και όχι πολύ ανθεκτικό στη μηχανική πρόσφυση, έχει πολλές χρήσεις αλλά δεν συνιστάται ως δομικό υλικό. Υπό αυτή την έννοια, είναι συνήθως κράμα με άλλα μέταλλα για να βοηθήσει στη σκλήρυνσή του, όπως μαγνήσιο, μαγγάνιο, χαλκός, ψευδάργυρος και πυρίτιο, και μερικές φορές ακόμη και με τιτάνιο και χρώμιο.
Τα κράματα αλουμινίου αναγνωρίζονται ανά σειρά:
- Σειρά 1000. Σχεδόν αγνό. Περίπου το 99% είναι αλουμίνιο.
- Σειρά 2000. Κράμα χαλκού.
- Σειρά 3000. Κράματα που περιέχουν μαγγάνιο.
- Σειρά 4000. Κράματα που περιέχουν πυρίτιο.
- Σειρά 5000. κράμα μαγνησίου.
- Σειρά 6000. Κράματα μαγνησίου και πυριτίου.
- Σειρά 7000. Κράμα ψευδαργύρου.
- Σειρά 8000. Κράματα με άλλα μεταλλικά και μη στοιχεία.
Σε αντίθεση με ό,τι πιστεύεται εδώ και δεκαετίες, το αλουμίνιο δεν είναι ακίνδυνο για τον άνθρωπο. Είναι λιγότερο τοξικό γιατί το αλουμίνιο η δίαιτα απορροφάται σε μικρές ποσότητες μέσω των εντέρων. Ωστόσο, η εισπνοή σκόνης αλουμινίου ή τροφών κορεσμένων με το στοιχείο μπορεί να προκαλέσει ηπατική και νεφρική βλάβη ή νευροτοξικά συμπτώματα, τα οποία θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά την αξιολόγηση των χρήσεων του αλουμινίου σε διαφορετικές εφαρμογές.
Τα αυξημένα επίπεδα αλουμινίου έχουν επίσης συνδεθεί με την εμφάνιση της νόσου του Αλτσχάιμερ.
