Kur mendojmë për materialet e përditshme, alumini shpesh vjen në mendje për shkak të përdorimit të tij të gjerë në produkte duke filluar nga kanaçet e gazrave deri tek aeroplanët. Por kjo ngre një pyetje themelore: A është alumini një metal? Përgjigja është një kumbues po— alumini është me të vërtetë një metal. Megjithatë, arsyet e këtij klasifikimi, vetitë unike të aluminit, dhe aplikimet e tij të ndryshme në industri të ndryshme kërkojnë një ekzaminim më të thellë.
Fakt | Përshkrim |
---|---|
Pasqyra | Një shtresë e hollë alumini përdoret në prodhimin e pasqyrave |
Gurë të çmuar sintetikë | Përdoret për të bërë rubin dhe safirë sintetikë |
Shkrirja vjetore | Rreth 41 miliona tonë alumin shkrihen çdo vit |
Reduktimi i Energjisë në Prodhim | Energjia e nevojshme për prodhimin e aluminit është ulur me 70% në të fundit 100 vjet |
Monumenti i Uashingtonit | Pjesa e sipërme është e mbuluar me një piramidë alumini |
Para se të zhyteni në karakteristikat e aluminit, le të kuptojmë fillimisht se çfarë e cilëson një substancë si metal. Metalet zakonisht përcaktohen nga një grup i vetive fizike dhe kimike. Më poshtë është një tabelë që përmbledh vetitë kryesore të metaleve:
Prona | Përshkrim |
Përçueshmëria | Metalet janë përcjellës të shkëlqyer të elektricitetit dhe nxehtësisë për shkak të lëvizjes së lirë të elektroneve brenda strukturës së tyre atomike. |
lakueshmëria | Metalet mund të goditen me çekan ose të rrotullohen në fletë të holla pa u thyer, duke i bërë ato ideale për aplikime të ndryshme industriale. |
Duktiliteti | Metalet mund të shtrihen në tela pa u këputur, një atribut tjetër që shton shkathtësinë e tyre. |
Shkëlqim | Metalet kanë një pamje me shkëlqim, që është për shkak të aftësisë së tyre për të reflektuar dritën. |
Dendësia | Në përgjithësi, metalet kanë një densitet të lartë, që do të thotë se ato janë zakonisht të rënda për madhësinë e tyre. |
Forcë | Metalet janë të forta dhe rezistente ndaj forcave të jashtme, duke i bërë ato të përshtatshme për qëllime strukturore dhe ndërtimore. |
Rezistenca ndaj korrozionit | Ndërsa disa metale mund të gërryen, shumë prej tyre kanë rezistencë të lartë ndaj korrozionit ose mund të trajtohen për të rritur rezistencën e tyre. |
Magnetizmi | Disa metale, veçanërisht hekuri, janë magnetike, edhe pse jo të gjitha metalet shfaqin veti magnetike. |
Alumini përshtatet në kategorinë e metaleve sepse shfaq të gjitha karakteristikat kryesore të metaleve, edhe pse me disa variacione unike që e bëjnë atë veçanërisht të vlefshëm. Ja një vështrim më i afërt se si alumini përputhet me vetitë e përgjithshme të metaleve:
Prona | Karakteristikat e aluminit |
Përçueshmëria | Alumini është një përcjellës i mirë i energjisë elektrike dhe përdoret shpesh në linjat e transmetimit elektrik, i dyti vetëm pas bakrit për sa i përket përçueshmërisë elektrike midis metaleve. |
lakueshmëria | Alumini është shumë i lakueshëm, duke e lejuar atë të rrotullohet lehtësisht në fletë ose fletë të holla. |
Duktiliteti | Alumini mund të tërhiqet në tela, kjo është arsyeja pse përdoret shpesh në instalime elektrike dhe në prodhimin e produkteve me tela të imët. |
Shkëlqim | Alumini i sapo prerë ka një të ndritshme, shkëlqim argjendi-të bardhë, edhe pse mund të oksidohet dhe të zhvillojë një pamje më të zbehtë nëse nuk trajtohet ose lyhet. |
Dendësia | Alumini është i lehtë në krahasim me metalet e tjera, gjë që e bën atë jashtëzakonisht të vlefshëm në industritë ku pesha është një faktor kritik, të tilla si në inxhinierinë e hapësirës ajrore. |
Forcë | Ndërsa alumini i pastër nuk është aq i fortë sa disa metale të tjera, forca e tij mund të rritet ndjeshëm nëpërmjet lidhjes me elementë të tjerë si magnezi, bakri, ose zink. |
Rezistenca ndaj korrozionit | Alumini në mënyrë natyrale formon një shtresë të hollë oksidi kur ekspozohet ndaj ajrit, e cila e mbron atë nga korrozioni i mëtejshëm, duke e bërë atë ideal për aplikime të jashtme dhe detare. |
Magnetizmi | Alumini nuk është magnetik, gjë që e bën atë të dobishëm në aplikimet ku interferencat magnetike duhet të shmangen, si në pajisjet elektronike. |
Alumini është i pozicionuar në grup 13 të tabelës periodike, ku klasifikohet si metal pas tranzicionit. Ka numrin atomik 13 dhe simbolin Al. Konfigurimi elektronik i aluminit është [po] 3s²3p¹, që do të thotë se ka tre elektrone valente që mund të humbasin lehtësisht për të formuar jone pozitive (Al³⁺), një sjellje karakteristike e metaleve.
Më poshtë është një tabelë që thekson vetitë themelore atomike të aluminit:
Prona | Vlera |
Numri Atomik | 13 |
Masa atomike | 26.98 u |
Konfigurimi i elektroneve | [po] 3s²3p¹ |
Grupi në tabelën periodike | Grupi 13 |
Dendësia | 2.70 g/cm³ |
Pika e shkrirjes | 660.3°C |
Pika e vlimit | 2519°C |
Alumini nuk ishte gjithmonë materiali kudo që është sot. Në fakt, dikur konsiderohej më i çmuar se ari. Në shekullin e 19-të, procesi i nxjerrjes së aluminit nga xeherori i tij, boksiti, ishte i kushtueshëm dhe kërkonte punë intensive, duke e bërë metalin jashtëzakonisht të rrallë dhe të vlefshëm. Megjithatë, me zhvillimin e procesit Hall-Héroult në 1886, gjë që e bëri nxjerrjen e aluminit më efikas, metali u bë shumë më i arritshëm.
Karakteristikat e aluminit e bëjnë atë një material ideal për një gamë të gjerë aplikimesh. Më poshtë është një tabelë që përshkruan disa nga industritë kryesore ku alumini është i domosdoshëm:
Industria | Aplikacion |
Hapësira ajrore | Alumini përdoret gjerësisht në ndërtimin e avionëve për shkak të vetive të tij të lehta dhe të forta, të cilat kontribuojnë në efikasitetin e karburantit dhe performancën e përgjithshme. |
Automobilistikë | Alumini përdoret në kornizat e automjeteve, komponentët e motorit, dhe rrota, duke ndihmuar në uljen e peshës së automjeteve, e cila përmirëson efikasitetin e karburantit dhe redukton emetimet. |
Ndërtimi | Alumini përdoret në kornizat e dritareve, çati, dhe mur anësor për shkak të qëndrueshmërisë së saj, rezistenca ndaj korrozionit, dhe tërheqje estetike. |
Paketimi | Alumini përdoret zakonisht në kanaçe pijesh, mbështjellës me fletë metalike, dhe kontejnerët e ushqimit për shkak të natyrës së tij jo toksike dhe vetive të shkëlqyera penguese ndaj dritës, oksigjen, dhe lagështisë. |
elektrike | Alumini përdoret në linjat e energjisë, kabllot, dhe komponentët elektronikë për shkak të përçueshmërisë së mirë dhe natyrës së lehtë. |
Detare | Alumini përdoret në ndërtimin e anijeve dhe varkave për shkak të rezistencës së tij ndaj korrozionit, veçanërisht në mjediset me ujë të kripur. |
Mallrat e Konsumit | Alumini përdoret në një sërë sendesh shtëpiake, duke përfshirë enët e kuzhinës, aparate, dhe pajisje elektronike, falë qëndrueshmërisë dhe cilësive estetike. |
Ndërsa alumini i pastër përdoret në shumë aplikime, shpesh është i lidhur me metale të tjera për të përmirësuar vetitë e tij. Elementet e zakonshme të lidhjes përfshijnë magnezin, bakri, mangani, silikon, dhe zinkut. Këto lidhje alumini kategorizohen në seri të ndryshme, secila me karakteristika specifike të përshtatshme për aplikime të ndryshme.
Seria e aliazheve | Elementi primar aliazh(s) | Karakteristikat kryesore | Aplikimet e zakonshme |
1000 Seria | Alumini i pastër (99% ose më shumë) | Rezistencë e shkëlqyer ndaj korrozionit, përçueshmëri e lartë termike dhe elektrike | Përçuesit elektrikë, këmbyesit e nxehtësisë, pajisje kimike |
2000 Seria | Bakri | Fortësi e lartë, përpunueshmëri e mirë, më pak rezistente ndaj korrozionit | Strukturat e avionëve, korniza kamionësh |
3000 Seria | Mangani | Rezistencë e mirë ndaj korrozionit, forcë e moderuar, punueshmëri e mirë | Enë gatimi, enët nën presion, magazinimi kimik |
5000 Seria | Magnezi | Fortësi e lartë, rezistencë e mirë ndaj korrozionit, të saldueshme | Aplikacionet detare, panele automobilistike, enët nën presion |
6000 Seria | Magnezi dhe silikoni | Forca e ekuilibruar dhe rezistencë ndaj korrozionit, përpunueshmëri dhe saldueshmëri e shkëlqyer | Komponentët strukturorë, aplikimet arkitekturore |
7000 Seria | Zinku | Forca shumë e lartë, më pak rezistente ndaj korrozionit, përdoret shpesh në avionë | Aplikacionet e hapësirës ajrore, pajisje sportive |
Një nga aspektet më të shquara të aluminit është riciklimi i tij. Alumini mund të riciklohet pafundësisht pa humbur vetitë e tij, duke e bërë atë një nga materialet më të qëndrueshme në dispozicion. Riciklimi i aluminit kërkon vetëm rreth 5% të energjisë së përdorur për prodhimin e aluminit primar nga boksiti, gjë që redukton ndjeshëm gjurmën mjedisore.
Këtu është një krahasim i kërkesave për energji midis prodhimit primar të aluminit dhe riciklimit:
Procesi | Konsumi i Energjisë (MJ/kg) | Emetimet e CO₂ (kg CO₂/kg) | Shkalla e riciklimit |
Prodhimi Primar | 190-220 | 11-13 | ~ 30-35% |
Riciklimi | 10-15 | 0.6-0.8 | ~ 90-95% |
E drejta e autorit © Huasheng Aluminium 2023. Të gjitha të drejtat e rezervuara.