Kai galvojame apie kasdienes medžiagas, aliuminis dažnai ateina į galvą dėl to, kad jis plačiai naudojamas gaminiuose, pradedant sodos skardinėmis ir baigiant lėktuvais. Tačiau tai kelia esminį klausimą: Ar aliuminis yra metalas? Atsakymas yra skambus taip– aliuminis iš tiesų yra metalas. Tačiau, šios klasifikacijos priežastys, unikalios aliuminio savybės, ir jos įvairios taikymo įvairiose pramonės šakose reikalauja išsamesnio tyrimo.
| Faktas | apibūdinimas |
|---|---|
| Veidrodžiai | Veidrodžiams gaminti naudojamas plonas aliuminio sluoksnis |
| Sintetiniai brangakmeniai | Naudojamas sintetiniams rubinams ir safyrams gaminti |
| Metinis tirpimas | Apie 41 kasmet išlydoma milijonai tonų aliuminio |
| Energijos mažinimas gamyboje | Energija, reikalinga aliuminio gamybai, sumažėjo 70% paskutiniame 100 metų |
| Vašingtono paminklas | Viršutinė dalis padengta aliuminio piramide |
Prieš pasinerdami į aliuminio savybes, pirmiausia išsiaiškinkime, kas priskiria medžiagą metalui. Metalai paprastai apibrėžiami pagal fizinių ir cheminių savybių rinkinį. Žemiau yra lentelė, apibendrinta pagrindinės metalų savybės:
| Nuosavybė | apibūdinimas |
| Laidumas | Metalai yra puikūs elektros ir šilumos laidininkai dėl laisvo elektronų judėjimo jų atominėje struktūroje. |
| Kalumas | Metalus galima įkalti arba susukti į plonus lakštus nesulaužant, todėl jie idealiai tinka įvairioms pramonės reikmėms. |
| Plastiškumas | Metalai gali būti ištempti į laidus be spragtelėjimo, dar vienas atributas, papildantis jų universalumą. |
| Blizgesys | Metalai turi blizgančią išvaizdą, o tai yra dėl jų gebėjimo atspindėti šviesą. |
| Tankis | Metalai paprastai turi didelį tankį, tai reiškia, kad jie paprastai yra sunkūs dėl savo dydžio. |
| Jėga | Metalai yra stiprūs ir atsparūs išorinėms jėgoms, kad jie būtų tinkami konstrukciniams ir statybiniams tikslams. |
| Atsparumas korozijai | Nors kai kurie metalai gali rūdyti, daugelis turi didelį atsparumą korozijai arba gali būti apdoroti, kad padidintų jų atsparumą. |
| Magnetizmas | Kai kurie metalai, ypač geležies, yra magnetiniai, nors ne visi metalai pasižymi magnetinėmis savybėmis. |
Aliuminis tinka metalų kategorijai, nes pasižymi visomis pagrindinėmis metalų savybėmis, nors ir su tam tikrais unikaliais variantais, dėl kurių jis ypač vertingas. Čia atidžiau pažvelkime į tai, kaip aliuminis atitinka bendrąsias metalų savybes:
| Nuosavybė | Aliuminio charakteristikos |
| Laidumas | Aliuminis yra geras elektros laidininkas ir dažnai naudojamas elektros perdavimo linijose, pagal elektros laidumą tarp metalų nusileidžia tik variui. |
| Kalumas | Aliuminis yra labai kalus, leidžia lengvai susukti į plonus lakštus ar folijas. |
| Plastiškumas | Aliuminį galima įtempti į laidus, todėl jis dažnai naudojamas elektros instaliacijoje ir smulkių vielos gaminių gamyboje. |
| Blizgesys | Šviežiai supjaustytas aliuminis turi šviesų, sidabriškai baltas blizgesys, nors jis gali oksiduotis ir tapti nuobodesnis, jei nėra apdorotas arba nepadengtas. |
| Tankis | Aliuminis yra lengvas, palyginti su kitais metalais, todėl jis itin vertingas pramonės šakose, kuriose svoris yra esminis veiksnys, pavyzdžiui, aerokosminėje inžinerijoje. |
| Jėga | Nors grynas aliuminis nėra toks stiprus kaip kai kurie kiti metalai, jo stiprumą galima žymiai padidinti legiruojant su kitais elementais, tokiais kaip magnis, vario, arba cinko. |
| Atsparumas korozijai | Aliuminis, veikiamas oro, natūraliai sudaro ploną oksido sluoksnį, kuri apsaugo jį nuo tolesnės korozijos, todėl idealiai tinka naudoti lauke ir jūroje. |
| Magnetizmas | Aliuminis yra nemagnetinis, todėl jis naudingas tais atvejais, kai reikia vengti magnetinių trukdžių, pavyzdžiui, elektroniniuose įrenginiuose. |
Aliuminis yra išdėstytas grupėje 13 periodinės lentelės, kur jis priskiriamas prie pereinamojo laikotarpio metalų. Jis turi atominį numerį 13 ir simbolis Al. Aliuminio elektronų konfigūracija yra [Taip] 3s²3p¹, o tai reiškia, kad jis turi tris valentinius elektronus, kuriuos galima lengvai prarasti, kad susidarytų teigiami jonai (Al³⁺), būdingas metalų elgesys.
Žemiau yra lentelė, kurioje pabrėžiamos pagrindinės aliuminio atominės savybės:
| Nuosavybė | Vertė |
| Atominis skaičius | 13 |
| Atominė masė | 26.98 u |
| Elektronų konfigūracija | [Taip] 3s²3p¹ |
| Grupė periodinėje lentelėje | Grupė 13 |
| Tankis | 2.70 g/cm³ |
| Lydymosi temperatūra | 660.3°C |
| Virimo temperatūra | 2519°C |
Aliuminis ne visada buvo tokia visur paplitusi medžiaga, kokia yra šiandien. Faktiškai, kadaise jis buvo laikomas brangesniu už auksą. 19 amžiuje, aliuminio išgavimo iš jo rūdos procesas, boksitas, buvo brangus ir daug darbo reikalaujantis, todėl metalas itin retas ir vertingas. Tačiau, plėtojant Hall-Héroult procesą 1886, dėl kurių aliuminio gavyba tapo efektyvesnė, metalas tapo daug prieinamesnis.
Dėl aliuminio savybių jis yra ideali medžiaga įvairioms reikmėms. Žemiau yra lentelė, kurioje apibūdintos kai kurios pagrindinės pramonės šakos, kuriose aliuminis yra būtinas:
| Industrija | Taikymas |
| Aviacijos erdvė | Aliuminis plačiai naudojamas orlaivių konstrukcijoje dėl savo lengvumo ir tvirtų savybių, kurios prisideda prie degalų naudojimo efektyvumo ir bendro veikimo. |
| Automobiliai | Automobilių rėmuose naudojamas aliuminis, variklio komponentai, ir ratai, padedantis sumažinti transporto priemonių svorį, kuris pagerina degalų efektyvumą ir sumažina išmetamųjų teršalų kiekį. |
| Statyba | Aliuminis is used in window frames, stogo danga, ir dailylentės dėl savo ilgaamžiškumo, Atsparumas korozijai, ir estetinį patrauklumą. |
| Pakuotė | Aliuminis is commonly used in beverage cans, folijos įvyniojimai, ir maisto konteinerius dėl savo netoksiškumo ir puikių šviesos barjero savybių, deguonies, ir drėgmės. |
| Elektros | Aliuminis naudojamas elektros linijose, kabeliai, ir elektroninius komponentus dėl gero laidumo ir lengvumo. |
| Jūrinis | Aliuminis dėl atsparumo korozijai naudojamas laivų ir valčių statyboje, ypač sūraus vandens aplinkoje. |
| Vartojimo prekės | Aliuminis naudojamas įvairiuose namų apyvokos daiktuose, įskaitant virtuvės reikmenis, prietaisai, ir elektroninių prietaisų, dėl savo ilgaamžiškumo ir estetinių savybių. |
Nors grynas aliuminis naudojamas daugelyje sričių, jis dažnai legiruojamas su kitais metalais, kad pagerintų jo savybes. Įprasti legiravimo elementai yra magnis, vario, mangano, silicio, ir cinko. Šie aliuminio lydiniai skirstomi į skirtingas serijas, kiekvienas turi specifinių savybių, tinkančių įvairioms reikmėms.
| Lydinių serija | Pirminis legiravimo elementas(s) | Pagrindinės charakteristikos | Bendrosios programos |
| 1000 Serija | Grynas aliuminis (99% ar daugiau) | Puikus atsparumas korozijai, didelis šilumos ir elektros laidumas | Elektros laidininkai, šilumokaičiai, cheminė įranga |
| 2000 Serija | Varis | Didelio stiprumo, geras apdirbamumas, mažiau atsparus korozijai | Lėktuvų konstrukcijos, sunkvežimių rėmai |
| 3000 Serija | Manganas | Geras atsparumas korozijai, vidutinio stiprumo, geras darbingumas | Maisto gaminimo reikmenys, slėginiai indai, cheminių medžiagų saugojimas |
| 5000 Serija | Magnis | Didelio stiprumo, geras atsparumas korozijai, suvirinama | Jūrų programos, automobilių plokštės, slėginiai indai |
| 6000 Serija | Magnis ir silicis | Subalansuotas stiprumas ir atsparumas korozijai, puikus apdirbamumas ir suvirinamumas | Struktūriniai komponentai, architektūrinės programos |
| 7000 Serija | Cinkas | Labai didelis stiprumas, mažiau atsparus korozijai, dažnai naudojamas orlaiviuose | Aviacijos ir kosmoso programos, sporto įranga |
Vienas ryškiausių aliuminio aspektų yra jo perdirbamumas. Aliuminį galima perdirbti neribotą laiką, neprarandant savo savybių, todėl tai yra viena iš tvariausių turimų medžiagų. Aliuminio perdirbimui reikia tik apie 5% energijos, sunaudotos pirminiam aliuminiui iš boksito gaminti, kuris žymiai sumažina ekologinį pėdsaką.
Štai pirminio aliuminio gamybos ir perdirbimo energijos poreikių palyginimas:
| Procesas | Energijos suvartojimas (MJ/kg) | CO₂ emisija (kg CO₂/kg) | Perdirbimo norma |
| Pirminė gamyba | 190-220 | 11-13 | ~30-35% |
| Perdirbimas | 10-15 | 0.6-0.8 | ~90-95% |
Henan Huasheng Aluminium Co., Ltd (Sutrumpintai HHALU), įsteigta m 2001, yra Huiguo mieste, garsioji Henano provincijos aliuminio sostinė, Tai profesionalus gamintojas ir užsiima tyrimais, plėtra, gamyba, aliuminio lakštų pardavimas ir aptarnavimas, aliuminio ritė, aliuminio folija, aliuminio juosta ir aliuminio apskritimas.
Papildomai, HHALU taip pat parduoda aliuminio plokštes statyboms ir laivams, aliuminio veidrodinė plokštė, ir automobilių aliuminio lydinio plokštės.
Nr.53, Dongmingo kelias, Džengdžou, Henanas, Kinija
Autorių teisės © Huasheng Aluminium 2023. Visos teisės saugomos.
