பிரபலமான அறிவியல்: அலுமினியம் ஒரு உலோகம்? ஒரு ஆழமான ஆய்வு

நாம் அன்றாட பொருட்களைப் பற்றி சிந்திக்கும்போது, சோடா கேன்கள் முதல் விமானங்கள் வரையிலான தயாரிப்புகளில் அதன் பரவலான பயன்பாடு காரணமாக அலுமினியம் அடிக்கடி நினைவுக்கு வருகிறது.. ஆனால் இது ஒரு அடிப்படை கேள்வியை எழுப்புகிறது: அலுமினியம் ஒரு உலோகம்? பதில் அட்டகாசமானது ஆம்- அலுமினியம் உண்மையில் ஒரு உலோகம். எனினும், இந்த வகைப்பாட்டின் பின்னணியில் உள்ள காரணங்கள், அலுமினியத்தின் தனித்துவமான பண்புகள், மற்றும் பல்வேறு தொழில்களில் அதன் பல்வேறு பயன்பாடுகள் ஆழமான ஆய்வுக்கு உத்தரவாதம் அளிக்கின்றன.

அலுமினியம் பானம் கேன்கள்

அலுமினியம் பற்றிய சுவாரஸ்யமான உண்மைகள்

உண்மை	விளக்கம்
கண்ணாடிகள்	கண்ணாடிகள் தயாரிப்பதில் அலுமினியத்தின் மெல்லிய அடுக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது
செயற்கை ரத்தினக் கற்கள்	செயற்கை மாணிக்கங்கள் மற்றும் சபையர்களை உருவாக்க பயன்படுகிறது
ஆண்டு உருகுதல்	பற்றி 41 ஒவ்வொரு ஆண்டும் மில்லியன் டன் அலுமினியம் உருகுகிறது
உற்பத்தியில் ஆற்றல் குறைப்பு	அலுமினியம் உற்பத்திக்குத் தேவையான ஆற்றல் குறைந்துவிட்டது 70% கடைசியில் 100 ஆண்டுகள்
வாஷிங்டன் நினைவுச்சின்னம்	மேற்புறம் அலுமினிய பிரமிடு மூலம் மூடப்பட்டுள்ளது

ஒரு உலோகத்தை எது வரையறுக்கிறது?

அலுமினியத்தின் சிறப்பியல்புகளுக்குள் மூழ்குவதற்கு முன், முதலில் ஒரு பொருளை உலோகமாகப் பெறுவது என்ன என்பதைப் புரிந்துகொள்வோம். உலோகங்கள் பொதுவாக இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளின் தொகுப்பால் வரையறுக்கப்படுகின்றன. உலோகங்களின் முக்கிய பண்புகளை சுருக்கமாக ஒரு அட்டவணை கீழே உள்ளது:

சொத்து	விளக்கம்
கடத்துத்திறன்	உலோகங்கள் அவற்றின் அணு கட்டமைப்பிற்குள் எலக்ட்ரான்களின் இலவச இயக்கம் காரணமாக மின்சாரம் மற்றும் வெப்பத்தின் சிறந்த கடத்திகளாகும்.
இணக்கத்தன்மை	உலோகங்களை உடைக்காமல் மெல்லிய தாள்களாக சுத்தி அல்லது உருட்டலாம், பல்வேறு தொழில்துறை பயன்பாடுகளுக்கு அவற்றை சிறந்ததாக ஆக்குகிறது.
டக்டிலிட்டி	உலோகங்களை ஸ்னாப்பிங் இல்லாமல் கம்பிகளாக நீட்டலாம், அவர்களின் பன்முகத்தன்மையை சேர்க்கும் மற்றொரு பண்பு.
பளபளப்பு	உலோகங்கள் பளபளப்பான தோற்றத்தைக் கொண்டுள்ளன, இது ஒளியைப் பிரதிபலிக்கும் திறன் காரணமாகும்.
அடர்த்தி	உலோகங்கள் பொதுவாக அதிக அடர்த்தி கொண்டவை, அதாவது அவை பொதுவாக அவற்றின் அளவிற்கு கனமாக இருக்கும்.
வலிமை	உலோகங்கள் வலுவானவை மற்றும் வெளிப்புற சக்திகளை எதிர்க்கின்றன, கட்டமைப்பு மற்றும் கட்டுமான நோக்கங்களுக்காக அவற்றை பொருத்தமானதாக மாற்றுகிறது.
அரிப்பு எதிர்ப்பு	சில உலோகங்கள் அரிக்கும் போது, பலர் அரிப்புக்கு அதிக எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளனர் அல்லது அவற்றின் எதிர்ப்பை அதிகரிக்க சிகிச்சை செய்யலாம்.
காந்தவியல்	சில உலோகங்கள், குறிப்பாக இரும்பு, காந்தமானவை, அனைத்து உலோகங்களும் காந்த பண்புகளை வெளிப்படுத்தவில்லை என்றாலும்.

அலுமினியம்: அனைத்து தரநிலைகளின்படி ஒரு உலோகம்

அலுமினியம் உலோகங்களின் வகைக்குள் பொருந்துகிறது, ஏனெனில் இது உலோகங்களின் அனைத்து முதன்மை பண்புகளையும் வெளிப்படுத்துகிறது, சில தனித்துவமான மாறுபாடுகளுடன் அது குறிப்பாக மதிப்புமிக்கதாக இருக்கும். உலோகங்களின் பொதுவான பண்புகளுடன் அலுமினியம் எவ்வாறு சீரமைக்கிறது என்பதை இங்கே ஒரு நெருக்கமான பார்வை உள்ளது:

சொத்து	அலுமினியத்தின் பண்புகள்
கடத்துத்திறன்	அலுமினியம் மின்சாரத்தின் ஒரு நல்ல கடத்தி மற்றும் பெரும்பாலும் மின் பரிமாற்ற வரிகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, உலோகங்களில் மின் கடத்துத்திறன் அடிப்படையில் தாமிரத்திற்கு அடுத்தபடியாக இரண்டாவது.
இணக்கத்தன்மை	அலுமினியம் மிகவும் இணக்கமானது, மெல்லிய தாள்கள் அல்லது படலங்களில் எளிதாக உருட்ட அனுமதிக்கிறது.
டக்டிலிட்டி	அலுமினியத்தை கம்பிகளாக வரையலாம், அதனால்தான் இது அடிக்கடி மின் வயரிங் மற்றும் சிறந்த கம்பி தயாரிப்புகளின் உற்பத்தியில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
பளபளப்பு	புதிதாக வெட்டப்பட்ட அலுமினியம் ஒரு பிரகாசமான உள்ளது, வெள்ளி-வெள்ளை பளபளப்பு, சிகிச்சை அல்லது பூசப்படாவிட்டால் அது ஆக்ஸிஜனேற்றம் மற்றும் மந்தமான தோற்றத்தை உருவாக்கலாம்.
அடர்த்தி	மற்ற உலோகங்களுடன் ஒப்பிடும்போது அலுமினியம் எடை குறைவானது, எடை ஒரு முக்கியமான காரணியாக இருக்கும் தொழில்களில் இது மிகவும் மதிப்புமிக்கதாக ஆக்குகிறது, விண்வெளி பொறியியல் போன்றவை.
வலிமை	தூய அலுமினியம் வேறு சில உலோகங்களைப் போல வலுவாக இல்லை, மெக்னீசியம் போன்ற மற்ற தனிமங்களுடன் கலப்பதன் மூலம் அதன் வலிமையை கணிசமாக அதிகரிக்க முடியும், செம்பு, அல்லது துத்தநாகம்.
அரிப்பு எதிர்ப்பு	அலுமினியம் காற்றில் வெளிப்படும் போது இயற்கையாகவே மெல்லிய ஆக்சைடு அடுக்கை உருவாக்குகிறது, மேலும் அரிப்பிலிருந்து பாதுகாக்கிறது, இது வெளிப்புற மற்றும் கடல் பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகிறது.
காந்தவியல்	அலுமினியம் காந்தம் அல்ல, காந்த குறுக்கீடு தவிர்க்கப்பட வேண்டிய பயன்பாடுகளில் இது பயனுள்ளதாக இருக்கும், மின்னணு சாதனங்களில் போன்றவை.

அலுமினியம் இங்காட்

கால அட்டவணையில் அலுமினியத்தின் அணு அமைப்பு மற்றும் நிலை

அலுமினியம் ஒரு குழுவில் உள்ளது 13 கால அட்டவணையின், இது ஒரு பிந்தைய நிலைமாற்ற உலோகமாக வகைப்படுத்தப்படுகிறது. இது அணு எண் கொண்டது 13 மற்றும் சின்னம் அல். அலுமினியத்தின் எலக்ட்ரான் கட்டமைப்பு ஆகும் [ஆம்] 3s²3p¹, அதாவது இது மூன்று வேலன்ஸ் எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது, அவை நேர்மறை அயனிகளை உருவாக்க எளிதில் இழக்கப்படலாம் (அல்³⁺), உலோகங்களின் ஒரு சிறப்பியல்பு நடத்தை.

அலுமினியத்தின் அடிப்படை அணு பண்புகளை எடுத்துக்காட்டும் அட்டவணை கீழே உள்ளது:

சொத்து	மதிப்பு
அணு எண்	13
அணு நிறை	26.98 u
எலக்ட்ரான் கட்டமைப்பு	[ஆம்] 3s²3p¹
கால அட்டவணையில் குழு	குழு 13
அடர்த்தி	2.70 g/cm³
உருகுநிலை	660.3°C
கொதிநிலை	2519°C

அலுமினியத்தின் வரலாறு: விலைமதிப்பற்ற உலோகத்திலிருந்து பொதுவான இடம் வரை

அலுமினியம் எப்பொழுதும் இன்று இருக்கும் எங்கும் நிறைந்த பொருளாக இல்லை. உண்மையாக, இது ஒரு காலத்தில் தங்கத்தை விட விலைமதிப்பற்றதாக கருதப்பட்டது. 19 ஆம் நூற்றாண்டில், அதன் தாதுவிலிருந்து அலுமினியத்தைப் பிரித்தெடுக்கும் செயல்முறை, பாக்சைட், செலவு மற்றும் உழைப்பு அதிகம், உலோகத்தை மிகவும் அரிதானதாகவும் மதிப்புமிக்கதாகவும் ஆக்குகிறது. எனினும், ஹால்-ஹெரோல்ட் செயல்முறையின் வளர்ச்சியுடன் 1886, இது அலுமினியம் பிரித்தெடுத்தலை மிகவும் திறம்பட செய்தது, உலோகம் மிகவும் அணுகக்கூடியதாக மாறியது.

நவீன தொழில்துறையில் அலுமினியத்தின் பயன்பாடுகள்

அலுமினியத்தின் பண்புகள் பரவலான பயன்பாடுகளுக்கு சிறந்த பொருளாக அமைகிறது. அலுமினியம் இன்றியமையாத சில முக்கிய தொழில்களை கோடிட்டுக் காட்டும் அட்டவணை கீழே உள்ளது:

தொழில்	விண்ணப்பம்
விண்வெளி	அலுமினியம் அதன் இலகுரக மற்றும் வலுவான பண்புகள் காரணமாக விமான கட்டுமானத்தில் பரவலாக பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது எரிபொருள் திறன் மற்றும் ஒட்டுமொத்த செயல்திறனுக்கு பங்களிக்கிறது.
வாகனம்	அலுமினியம் வாகன சட்டங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இயந்திர கூறுகள், மற்றும் சக்கரங்கள், வாகனங்களின் எடையைக் குறைக்க உதவுகிறது, இது எரிபொருள் செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது மற்றும் உமிழ்வைக் குறைக்கிறது.
கட்டுமானம்	அலுமினியம் is used in window frames, கூரை, மற்றும் அதன் ஆயுள் காரணமாக பக்கவாட்டு, அரிப்பு எதிர்ப்பு, மற்றும் அழகியல் முறையீடு.
பேக்கேஜிங்	அலுமினியம் is commonly used in beverage cans, படலம் மறைப்புகள், நச்சுத்தன்மையற்ற தன்மை மற்றும் ஒளிக்கு எதிரான சிறந்த தடுப்பு பண்புகள் காரணமாக உணவுப் பாத்திரங்கள், ஆக்ஸிஜன், மற்றும் ஈரப்பதம்.
மின்சாரம்	அலுமினியம் மின் இணைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, கேபிள்கள், மற்றும் எலக்ட்ரானிக் கூறுகள் அதன் நல்ல கடத்துத்திறன் மற்றும் இலகுரக தன்மை காரணமாக.
கடல்சார்	அலுமினியம் அதன் அரிப்பை எதிர்ப்பதால் கப்பல்கள் மற்றும் படகுகளின் கட்டுமானத்தில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, குறிப்பாக உப்பு நீர் சூழலில்.
நுகர்வோர் பொருட்கள்	அலுமினியம் பல்வேறு வீட்டுப் பொருட்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, சமையலறை பாத்திரங்கள் உட்பட, உபகரணங்கள், மற்றும் மின்னணு சாதனங்கள், அதன் ஆயுள் மற்றும் அழகியல் குணங்களுக்கு நன்றி.

திரை சுவர் பேனல்கள்

அலுமினிய கலவைகள்: உலோக பண்புகளை மேம்படுத்துதல்

தூய அலுமினியம் பல பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அதன் பண்புகளை அதிகரிக்க இது பெரும்பாலும் மற்ற உலோகங்களுடன் கலக்கப்படுகிறது. பொதுவான கலப்பு கூறுகளில் மெக்னீசியம் அடங்கும், செம்பு, மாங்கனீசு, சிலிக்கான், மற்றும் துத்தநாகம். இந்த அலுமினிய கலவைகள் வெவ்வேறு தொடர்களாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன, ஒவ்வொன்றும் பல்வேறு பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்ற குறிப்பிட்ட குணாதிசயங்களைக் கொண்டது.

அலாய் தொடர்	முதன்மை கலப்பு உறுப்பு(கள்)	முக்கிய பண்புகள்	பொதுவான பயன்பாடுகள்
1000 தொடர்	தூய அலுமினியம் (99% அல்லது அதற்கு மேற்பட்டவை)	சிறந்த அரிப்பு எதிர்ப்பு, உயர் வெப்ப மற்றும் மின் கடத்துத்திறன்	மின் கடத்திகள், வெப்ப பரிமாற்றிகள், இரசாயன உபகரணங்கள்
2000 தொடர்	செம்பு	அதிக வலிமை, நல்ல இயந்திரத்திறன், குறைந்த அரிப்பை எதிர்க்கும்	விமான கட்டமைப்புகள், டிரக் பிரேம்கள்
3000 தொடர்	மாங்கனீசு	நல்ல அரிப்பு எதிர்ப்பு, மிதமான வலிமை, நல்ல வேலைத்திறன்	சமையல் பாத்திரங்கள், அழுத்தம் பாத்திரங்கள், இரசாயன சேமிப்பு
5000 தொடர்	வெளிமம்	அதிக வலிமை, நல்ல அரிப்பு எதிர்ப்பு, பற்றவைக்கக்கூடியது	கடல் பயன்பாடுகள், வாகன பேனல்கள், அழுத்தம் பாத்திரங்கள்
6000 தொடர்	மெக்னீசியம் மற்றும் சிலிக்கான்	சீரான வலிமை மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பு, சிறந்த இயந்திரத்திறன் மற்றும் weldability	கட்டமைப்பு கூறுகள், கட்டடக்கலை பயன்பாடுகள்
7000 தொடர்	துத்தநாகம்	மிக அதிக வலிமை, குறைந்த அரிப்பை எதிர்க்கும், பெரும்பாலும் விமானங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது	விண்வெளி பயன்பாடுகள், விளையாட்டு உபகரணங்கள்

அலுமினியத்தின் சுற்றுச்சூழல் தாக்கம் மற்றும் நிலைத்தன்மை

அலுமினியத்தின் மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க அம்சங்களில் ஒன்று அதன் மறுசுழற்சி திறன் ஆகும். அலுமினியத்தை அதன் பண்புகளை இழக்காமல் காலவரையின்றி மறுசுழற்சி செய்யலாம், இது கிடைக்கக்கூடிய மிகவும் நிலையான பொருட்களில் ஒன்றாகும். மறுசுழற்சி அலுமினியம் பற்றி மட்டுமே தேவைப்படுகிறது 5% பாக்சைட்டில் இருந்து முதன்மை அலுமினியத்தை உற்பத்தி செய்ய பயன்படுத்தப்படும் ஆற்றல், இது சுற்றுச்சூழல் தடயத்தை கணிசமாகக் குறைக்கிறது.

முதன்மை அலுமினிய உற்பத்திக்கும் மறுசுழற்சிக்கும் இடையே உள்ள ஆற்றல் தேவைகளின் ஒப்பீடு இங்கே உள்ளது:

செயல்முறை	ஆற்றல் நுகர்வு (எம்ஜே/கிலோ)	CO₂ உமிழ்வுகள் (கிலோ CO₂/kg)	மறுசுழற்சி விகிதம்
முதன்மை உற்பத்தி	190-220	11-13	~30-35%
மீள் சுழற்சி	10-15	0.6-0.8	~90-95%

முந்தைய கட்டுரை: அலுமினியம் சர்க்கிள் டிஸ்க் ஏன் சமையல் பாத்திர உற்பத்திக்கு சிறந்தது?
அடுத்த கட்டுரை: பிரபலமான அறிவியல்: அலுமினியம் என்றால் என்ன?