آلومینیوم یکی از فلزات با خواص منحصربه‌فرد است که در زندگی روزمره ما نقش مهمی ایفا می‌کند. با توجه به این خواص، آلومینیوم به عنوان یک فلز چند منظوره در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.
برخی از خواص آلومینیوم که باید بشناسیم:
- مقاومت بالا آلومینیوم در برابر خوردگی: خاصیت مقاومت بالای آلومینیوم در برابر خوردگی یکی از ویژگی‌های کلیدی این فلز است که آن را برای استفاده در محیط‌های مختلف، از جمله آن‌هایی که شرایط سختی دارند، ایده‌آل می‌سازد. این مقاومت به دلیل وجود لایه اکسید آلومینیوم است که به صورت خودکار بر روی سطح فلز تشکیل می‌شود و به عنوان یک مانع محافظ عمل می‌کند. لایه اکسیدی که بر روی آلومینیوم تشکیل می‌شود، بسیار نازک و در عین حال بسیار محکم است. این لایه به سرعت پس از قرار گرفتن فلز در معرض هوا تشکیل می‌شود و حتی اگر سطح فلز خراشیده شود یا آسیب ببیند، لایه اکسیدی دوباره بازسازی می‌شود و از فلز در برابر عوامل خورنده محافظت می‌کند. این خاصیت باعث می‌شود که آلومینیوم برای کاربردهایی که در آن‌ها مقاومت در برابر خوردگی اهمیت دارد، مانند ساخت قایق‌ها، هواپیماها، و سازه‌های ساحلی، بسیار مناسب باشد. همچنین این اکسید آلومینیوم مقاومت قابل توجهی به آن در برابر اسید می دهد زیرا این پوشش نازک اکسید آلومینیوم، آلومینیوم را از تماس مستقیم با محیط حفظ می کند.
- مقاومت بالا آلومینیوم در برابر رطوبت: آلومینیوم، به عنوان یک فلز مهندسی کلیدی، دارای خواص منحصر به فردی است که در محیط‌های مرطوب نیز به خوبی عمل می‌کند. دو عامل اساسی که آلومینیوم را در برابر رطوبت مقاوم می‌سازد، عبارتند از: لایه اکسید محافظ: آلومینیوم در تماس با هوا یا آب، سریعاً با اکسیژن واکنش می‌دهد و یک لایه اکسید روی سطح خود تشکیل می‌دهد که مانع از زنگ زدگی تمامی فلز می شود. مقاومت در برابر آب و رطوبت: آلومینیوم در مقابل رطوبت و اتمسفر هوا مقاوم است و خورده نمی‌شود. همین علت آلومینیوم را به بهترین گزینه برای ساخت انواع قسمت های ساختمانی مانند درب و پنجره تبدیل می کند به ویژه در نواحی مرطوب و شرجی.
- بالا بودن نسبت استحکام به وزن آلومینیوم در مقایسه با دیگر فلزات: این خصوصیت به معنای داشتن استحکام بالا در مقایسه با وزن کم آلومینیوم است. به عبارت دیگر، آلومینیوم با وزن کمتر از فولاد، استحکام بالایی دارد. در واقع، آلومینیوم به عنوان یک جایگزین سبک و مقاوم برای فولاد در بسیاری از کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرد زیرا آلومینیوم با چگالی کم خود، برای ساخت آلیاژهای مهندسی مناسب است.
- انعطاف پذیری بالا آلومینیوم: این خصوصیت به معنای داشتن قابلیت انعطاف و تغییر شکل بدون شکستن یا ترکیدن است. به عبارت دیگر، آلومینیوم می‌تواند به راحتی خم شود و در انواع شکل‌ها و ساختارها قرار گیرد. آلومینیوم به عنوان یک ماده سبک و انعطاف‌پذیر، در ساخت مواردی مانند لایه محافظ و قطعات انعطاف پذیر بسیار پرکاربرد است.
- رسانایی الکتریکی بالا در آلومینیوم: آلومینیوم دارای رسانایی الکتریکی بالا است. این ویژگی آن را برای کاربردهای مختلف در صنایع مختلف جذاب می‌کند. به عنوان یک فلز سبک و با قیمت مناسب، آلومینیوم در موارد زیر استفاده می‌شود: کابل‌های فشار ضعیف: به دلیل وزن سبک و رسانایی الکتریکی بالا، آلومینیوم در کابل‌های فشار ضعیف استفاده می‌شود. خطوط انتقال برق: آلومینیوم در خطوط انتقال برق نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. این خواص آن را برای انتقال برق از نیروگاه‌ها به شهرها مناسب می‌سازد. قطعات الکترونیکی: آلومینیوم در ساخت قطعات الکترونیکی نیز به کار می‌رود.
- توان بالا انتقال حرارتی آلومینیوم: آلومینیوم دارای ضریب انتقال حرارتی بالایی است که باعث می‌شود گرما به سرعت از آن عبور کند. آلومینیوم به عنوان برترین فلز هادی حرارت بعد از مس شناخته می شود اما این فلز نسبت به مس ارزان‌تر بوده، وزن سبک‌تری دارد و استفاده از آن راحت‌تر است بنابراین گزینه بهتری برای کاربرد در صنعت است. به همین دلیل، آلومینیوم در ساخت قطعاتی مانند رادیاتورها، پنل‌های خورشیدی، و قطعات موتورها استفاده می‌شود. از دیگر کاربرد های آلومینیوم می توان به استفاده از آن در سینک های حرارتی اشاره کرد.
- نفوذ پذیری کم آلومینیوم: نفوذپذیری آلومینیوم بسیار پایین است. این ویژگی به معنای این است که آلومینیوم به طور ناچیزی به مواد دیگر نفوذ می‌کند. به عبارت دیگر، آلومینیوم به راحتی تحت تأثیر هوا، آب، رطوبت و سایر عوامل نمی‌آید. این خاصیت مهم در برخی کاربردها از آلومینیوم، مانند بسته‌بندی مواد غذایی و داروها، بسیار مفید است. نفوذپذیری پایین، آلومینیوم را به یک انتخاب مناسب برای محافظت از محصولات فاسد شدنی تبدیل می‌کند.
- خاصیت انعکاس نور: قابلیت انعکاس نور در فلزات به میزان صیقلی بودن سطح آن‌ها بستگی دارد. آلومینیوم یک منعکس‌کننده خوب برای نور است. سطح آلومینیوم به خوبی نور را منعکس می‌کند، به طوری که از نظر ظاهری به نقره شباهت دارد. این خاصیت آلومینیوم موجب کاربرد فویل‌های آلومینیومی به عنوان عایق‌های حرارتی متوسط شده است.
- جاذب صدا: آلومینیوم دارای قابلیت جذب صدا است. این خاصیت به علت ساختار میکروسکوپی آلومینیوم و توزیع ناهمگن ذرات آن در سطح می‌باشد. در ساختمان‌ها، آلومینیوم به عنوان مواد سقف‌های کاذب مورد استفاده قرار می‌گیرد. این سقف ها نقش به سزایی در کاهش نویزها دارند.
- جذب شوک: آلومینیوم دارای قابلیت جذب شوک است. این به این معنی است که آلومینیوم می‌تواند ضربات و فشارهای ناگهانی را جذب کند. ویژگی جذب شوک آلومینیوم به معنای این است که آلومینیوم می‌تواند انرژی را به روشی الاستیک جذب کند، بدون آسیب دائمی به خود زیرا این قابلیت را دارد تا بعد از برخورد ضربه دوباره به حالت اولیه خود باز گردد.
- غیر مغناطیس بودن آلومینیوم: آلومینیوم، با وجود انتقال الکتریکی بالا، یک فلز غیرمغناطیسی است. . این خاصیت به این معناست که آلومینیوم تحت تأثیر میدان‌های مغناطیسی قرار نمی‌گیرد و خودش نیز میدان مغناطیسی ایجاد نمی‌کند. این ویژگی آلومینیوم و همچنین آلیاژهای آن حتی در برابر حرارت نیز تغییری نمی کند و همین امر دلیل اصلی کاربرد فراوان این فلز در هیت سینک ها می باشد.
- عدم جرقه زدن آلومینیوم: آلومینیوم در هنگام برخورد با فلزات دیگر یا قطعات آلومینیومی، جرقه نمی‌زند. خاصیت عدم جرقه زدن آلومینیوم به دلیل تشکیل لایه اکسیدی پاسیو روی سطح آن است.
- آسانی اتصال آلومینیوم: آلومینیوم، به عنوان یک فلز پرکاربرد، قابلیت اتصال به انواع مواد را داراست. این ویژگی به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد آلومینیوم است. روش های متفاوت اتصال آلومینیوم:
- اتصال مکانیکی (پیچ و مهره): اتصال مکانیکی، یک روش ارزان و ساده برای اتصال قطعات آلومینیوم به یکدیگر است. در این روش، یک سوراخ در فلز پایه ایجاد می‌شود و پیچ درون آن قرار می‌گیرد. این نوع اتصال نیاز به همپوشانی دو فلز پایه بر روی یکدیگر دارد.
- اتصال چسبی: آلومینیوم قابلیت اتصال با انواع چسب‌ها را دارد. قبل از اتصال، سطح آلومینیوم باید آماده و غیرفعال‌سازی شود تا از ترکیبات شیمیایی غیر مطلوب روی سطح جلوگیری شود.
- جوشکاری: جوشکاری نیز یک روش متداول برای اتصال قطعات آلومینیوم به یکدیگر است. در این روش، قطعات با استفاده از جریان الکتریکی یا حرارت به هم متصل می‌شوند.
- شکل پذیری عالی آلومینیوم به روش های مختلف: آلومینیوم یک فلز با خواص شکل‌پذیری مناسب است و می‌توان با روش‌های مختلف آن را به اشکال مختلف تغییر شکل داد. انواع روش های شکل پذیری آلومینیوم:
- نورد (Rolling): در این روش، آلومینیوم به صورت فویل‌های نازک با ضخامت‌های مختلف نورد می‌شود.
- جوشکاری (Welding): آلومینیوم قابلیت جوشکاری با روش‌های مختلف را دارد. از جمله روش‌های جوشکاری می‌توان به جوشکاری قوسی، جوشکاری لیزری، و جوشکاری اصطکاکی اشاره کرد.
- اکستروژن (Extrusion): در این روش، آلومینیوم از یک قالب به شکل میله‌ها، لوله‌ها، و پروفیل‌های مختلف فشرده می‌شود.
- غیر سمی بودن آلومینیوم: آلومینیوم یک فلز غیر سمی است و به دلیل این خاصیت، در موارد مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از دلایل عدم سمی بودن آلومینیوم عبارتند از: عدم تولید یون‌های سمی: آلومینیوم در معرض هوا یا محیط‌های مختلف، یون‌های سمی تولید نمی‌کند. به عبارت دیگر، آلومینیوم به سرعت با اکسیژن واکنش نمی‌دهد و از تولید ترکیبات سمی جلوگیری می‌کند. عدم حلالیت در آب: آلومینیوم در آب حل نمی‌شود و از ایجاد ترکیبات سمی در محیط آبی جلوگیری می‌کند.
- استحکام فوق العاده آلومینیوم در دمای پایین: آلومینیوم یک فلز سبک و با ویژگی‌های منحصر به فرد است. در دماهای پایین، بسیاری از فلزات به دلیل تغییرات ساختاری خود قابل شکستن هستند. این تغییرات ممکن است به دلیل تغییر در ترتیب اتم‌ها یا تغییر در ترتیب مولکول‌ها باشد. اما آلومینیوم یک استثناء است و در دماهای منفی نیز استحکام خود را حفظ می‌کند. آلومینیوم دارای ساختار بلوری فلزی است که در دماهای پایین نیز پایداری دارد که مقاومت بیشتری در برابر شکستن دارد.
- بازیافت بالا آلومینیوم: آلومینیوم از سایر مواد سریعتر قابل بازیافت است. این به این معناست که فرآیند بازیافت آلومینیوم نسبت به تولید آلومینیوم جدید از سنگ بوکسیت، زمان کمتری را می‌طلبد. بازیافت آلومینیوم همچنین به میزان قابل توجهی هزینه‌های مرتبط با تولید آلومینیوم جدید را کاهش می‌دهد. این فرآیند به مراتب ارزان‌تر از استخراج آلومینیوم جدید از سنگ بوکسیت است.
