محتويات
رمز الألمنيوم هو
Al .
قد يشكل الألمنيوم ما يقرب من 8.1٪ من قشرة الأرض وهذا ما يجعله هو من أكثر المعادن توفر في الأرض، أما رمز الألمنيوم فهو Al، من الممكن العثور على الالومنيوم مع معادن أخرى في صورة معادن تعرف بالسيليكات ومن أمثلتها الكريوليت والبوكسيت، كما بتم إنتاجه في صورة تجاري عن طريق عملية كيميائية تتكلف كثيراً وتعرف بعملية Hall-Heroult التي تشتمل على كمية ضخمة من الطاقة.
كما أن للألمنيوم النقي تطبيقات محدودة ، لذلك في الأغلب ما يتم دمجه مع عناصر أخرى فيدمج طارة مع السيليكون وطارة مع المغنيسيوم والمنغنيز ويكون في صورة سبائك الألومنيوم لها استخدامات كثيرة بشكل لا يصدق ، كما أنه يتوفر في كل جانب من جوانب حياة الإنسان تقريبًا.
الألومنيوم ينتج العديد من العناصر والكميات المختلفة في صورة مجموعة متنوعة وله الخصائص الفيزيائية والكيميائية سنوضحها أدناه، كما يوجد جمعية الألمنيوم (AA) التي تقع في أمريكا الشمالية تضع مواصفات تنظم تكوين سبائك الألومنيوم وما هي خصائصها وما هي تسمياتها.[1][3]
استخدامات الألمنيوم
- يمكن استخدام الألومنيوم في شكل مجموعات متعددة من المنتجات التي تتمثل في ألواح بوابة السياج ، والجوانب ، والعجلات ، والعلب ، والأنابيب ، والأنابيب ، والأسلاك ، والرقائق ، والسقوف ، والمقالي ،والقلي ، والسور ، والطلاء ، وأغطية الفناء ، وقضبان اللحام ، والأبواب الألومنيوم ، والمشعات ، خزانات وأعمدة وقود الغاز.
- يعتبر هذا المعدن موصل جيد للكهرباء كما يعد Al بديلاً مثالياً لمعدن النحاس من حيث كل من التكلفة والوزن وفي صناعة خطوط نقل الكهرباء.
- الألومنيوم هو معدن مخلوط مع معادن كما ذكرنا كل من النحاس والمغنيسيوم والسيليكون والمنغنيز لصنع مثلاً المحامل وبعض من أجزاء السيارات والصواريخ والطائرات.
- في الأغلب يستعمل المعدن في طلاء عاكس على كل من مرايا التلسكوب ولعب الأطفال والعبوات والأوراق الزخرفية والزخارف الخاصة للحماية من الضوء والحرارة.
- كما أنه بديل للبطاريات مرتفعة الثمن والوقود السائل كذلك تعد الخلايا الهوائية أو البطاريات المصنوعة من أيونات الألمنيوم أكثر أنتشار وقابلة للحمل للاستخدام.
أنواع الألمنيوم
- أول نوع ألمنيوم 3003.
- ثاني نوع ألومنيوم 6061.
- ثالث نوع المنيوم 1100.
الألمنيوم 3003 تعتبر هو الألومنيوم نقي يضاف له كل من المنجنيز للزيادة من قوته، لصنع سبيكة من الألومنيوم ، وهي تحمل اسم 1.2٪ Mn ، 0.12٪ Cu ، و 98.6٪ Al، وهو قابل للحام بشكل سهل، كما أن تكلفته قليلة نسبيًا لكل رطل ، كما استخدامه في أغلب الصناعات، لا يحظى بمقاومة للتآكل 6061 أو 1100 كما يعد بديل اقتصادي لتصنيع لبعض الأغراض، بتلنسبة 3003 الألومنيوم هو الشكل الأكثر استعمال في الألمنيوم ويظهر كسبيكة متعددة الأستعمال يمكن استخدامه في أواني الطهي وأغطية القدور ، لكنها لا يمكن أن يتحمل درجات الحرارة الشيديدة مثل تلك الموجودة بالفرن أو بالشوايات.
غالبًا ما يُطلق على درجة الألومنيوم 6061 اسم “العمود الفقري للألمنيوم”. لديها مقاومة تآكل أفضل بكثير من سبائك سلسلة 300. تشمل المزايا الأخرى خصائص اللحام بالحرارة العالية بالإضافة إلى قوتها عند مقارنتها بنفس سماكة 250 سبيكة.
يمكن استعمال سبائك الألومنيوم لبعض من المنتجات التي تصاب بمستوى مرتفع من التآكل والتلف ، مثل المزاريب أو بعض الأنواع من الأثاث، كما أن القوة الكثيرة قد تجعله أفضل خيار للاستعمال في المواقف التي يتواجد بها مستويات كبيرة من الرطوبة لأنه يحظى بمقاومة محسنة للتآكل بالمقارنة مع النواع من الدرجات الأخرى.
هذا النوع من أنقى أشكال الألمنيوم المتواجدة تجاريًا ، هو مصنع بنسبة نقاء 99٪ كحد أدنى كما له قابلية تشغيل رائعة مع ليونة، هذا ما يجعلها أختيار مميز لعمليات التشكيل الصعبة على الرغم من أن هذا المعدن لا يتصلب خلال العمل أو التسخين كما يحدث مع المعادن الأخرى، إلا أن مقاومته للتآكل وقابلية اللحام تجعله قوي التنوع. [2]
الخصائص الفيزيائية للألمنيوم
الألمنيوم أقل كثافة من أي معدن تجاري آخر باستثناء المغنيسيوم: كما أن الألمنيوم يصنع عاكسًا ممتازًا ، وبالأخص مع الضوء فوق البنفسجي.
الألومنيوم معدن ليس له رائحة أو طعم: فهو يعرف أنه أبيض فضي مع كمية كبيرة من السليكون و الدكتايل وهو ناعم جداً وبلور الألمنيوم ذو هيكل مكعب محوره الوجه.
ينتج تركيز الشبكة في المعدن الأقل نقاءًا عن تكوين فواصل الشوائب: فقد تؤثر النقاوة أيضًا على أغلب الخصائص الفيزيائية الأخرى.
كثافته أقل: الألمنيوم له أقل كثافة من أي معدن تجاري آخر بخلاف المغنيسيوم.
يكون جدار أنتقائي: يمكن أيضًا استعمال الألمنيوم مثل جدار انتقائي بارد أو ساخن أو مثل جسم قريب من تأثير الجسم الأسود أما في منطقة الأشعة تحت الحمراء قد يحدث تجاوز انعكاس الألومنيوم بشكل خفيف فقط من خلال الذهب والفضة.[4]
الخواص الكيميائية للألمنيوم
1. تفاعل الألمنيوم مع الهواء:
بشكل عام أن الألومنيوم لا يتفاعل مع الهواء حيث أن له سطح مغطى بطبقة رفيعة من الأكسيد تساهم في حماية المعدن من أي تفاعل عن طريق الهواء ولكن في حالة تلف طبقة الأكسيد فقد يكون معدن الألمنيوم عرضه للتفاعل مرة أخرى مع الأكسجين المذبذب أكسيد.
2. يتفاعل الألمنيوم مع الأحماض:
يتفاعل الألمنيوم بشكل سهل مع الأحماض المعدنية ليكون محاليل تشتمل على أيون Al (lll) المائي جنبًا إلى جنب مع إصدار غاز الهيدروجين ، H2 فعلى سبيل المثال قد يذوب في حمض الهيدروكلوريك (HCl) ويخرج غاز ثنائي الهيدروجين.
3. تفاعل الألمنيوم مع القلويات:
يتفاعل الألمنيوم مع القلويات ليكون ألومينات مع تحرير غاز الهيدروجين ، H2 وهذا يوفر القدرة الكهربية المقارنة للأكسجين والألمنيوم يقوم بتكوين روابط تساهمية مع الأكسجين كذلك يمكن اعتبار هذا سببًا مهماً في تكوين الألومينات فعلى سبيل المثال ، يتفاعل الألومنيوم مع محلول هيدروكسيد الصوديوم الساخن المركز فينتج محلول عديم اللون من رباعي هيدروكس ألومينات الصوديوم جنبًا إلى جنب مع تطور غاز ثنائي الهيدروجين.
الأسئلة المتداولة والشائعة عن الألومنيوم
ما هي خواص الألمنيوم ؟
أن له كثافة قليلة، وغير سامة ، وموصلية حرارية عالية ، ومقاومة ممتازة للتآكل ، ويمكن أن يصب ويشكل بشكل سريع وهو غير مغناطيسي كما أنه هو ثاني أكثر المعادن قابلية للطرق.
لماذا يستخدم الألمنيوم في الطائرات ؟
الألومنيوم خفيف الوزن وصلب لهذا فهو مناسب لبناء الطائرات فقد يمثل الألمنيوم قرابة ثلث وزن الفولاذ ، مما يسهل على الطائرة أن تتحمل وزنًا أكبر وأن تصبح أكثر كفاءة في استهلاك الوقود وهذا إلى جانب، ان له مقاومة عالية للتآكل مما يعطي سلامة الطائرة وركابها.
ما هي الخاصية الكيميائية للألمنيوم ؟
الألومنيوم يعتبر معدن مرن وخفيف الوزن منا أن له طبقة رفيعة من الأكسدة التي تنتج سريعاً خلال تعرضه لأشعة الشمس ، كما أنه يتمتع بشكل فضي باهت كذلك الألومنيوم غير سام وغير مغناطيسي كذلك يشتمل الألمنيوم على نظير واحد موجود بصورة طبيعية، وهو الألمنيوم 27، وهو غير مشع.
ما هي استخدامات للألمنيوم ؟
الألمنيوم مرن وحساس. يتواجد في مجموعة كبيرة من العناصر ، من العلب والرقائق وأواني الطبخ وإطارات النوافذ حيث يستلزم تصنعها كلها وجود الألومنيوم.
