الألومنيوم (الألمنيوم المملوء أيضًا) هو أكثر المعادن وفرة على وجه الأرض وثالث أكثر العناصر وفرة بشكل عام بعد الأكسجين والسيليكون. كما هو شائع مع جميع المعادن ، يمكن ثني الألمنيوم أو صبه في مجموعة من الأشكال ، مما يمنحه مجموعة متنوعة من التطبيقات. الألومنيوم هو أيضًا موصل حراري وكهربائي جيد وله درجة حرارة انصهار منخفضة نسبيًا.
مصادر الألمنيوم
استخدم الرومان القدماء الشب (كبريتات البوتاسيوم الألومنيوم) كصبغة. لم يتم عزله كمعدن نقي حتى عام 1825. يتواجد الألمنيوم بشكل طبيعي في معدن البوكسيت ، وهو خام بني محمر من أكسيد الألومنيوم مع شوائب من ثاني أكسيد السيليكون وثاني أكسيد التيتانيوم. توجد رواسب البوكسيت في جميع أنحاء العالم ، وتعتبر أستراليا وغينيا والبرازيل من أكبر منتجي الألمنيوم.
انتاج الالومنيوم
يتم استخلاص الألمنيوم تجاريا باستخدام عملية باير ، تفاعل البوكسيت المسحوق وهيدروكسيد الصوديوم لتكوين رباعي هيدروكس ألومينات الصوديوم. لا تتفاعل الشوائب الموجودة في البوكسيت مع هيدروكسيد الصوديوم وبالتالي يمكن إزالتها بسهولة. يؤدي تبريد رباعي هيدروكسي ألومينات الصوديوم إلى تكوين هيدروكسيد الألومنيوم ، والذي يتحول بدوره إلى أكسيد الألومنيوم عن طريق تسخينه إلى حوالي 2000 درجة فهرنهايت. يتم عزل الألمنيوم النقي أخيرًا باستخدام خلية التحليل الكهربائي.
خواص الألمنيوم
على عكس الحديد ، فإن الألمنيوم مقاوم للتآكل والأكسدة. ترجع هذه المرونة إلى وجود طبقة واقية دقيقة من أكسيد الألومنيوم ، والتي تتكون بشكل طبيعي عندما يتلامس الهواء مع سطح المعدن. على الرغم من أنه أكثر ثباتًا كيميائيًا من الحديد والصلب ، إلا أن الألمنيوم النقي أضعف بكثير. الألومنيوم مرن للغاية ، مما يعني أنه سهل الثني ، لذا فهو بديل مباشر غير مناسب للصلب. عند درجة حرارة تبلغ 1،220 درجة فهرنهايت فقط ، يتمتع الألمنيوم بأدنى درجة حرارة انصهار من أي معدن مستخدم صناعيًا. تعني نقطة الانصهار المنخفضة هذه أن تكلفة تشكيل وتشكيل الألومنيوم أقل بكثير من تكلفة الفولاذ.
استخدامات الألمنيوم
•••Photos.com/Photos.com/Getty Images
رقائق المطبخ هي واحدة من أكثر استخدامات الألمنيوم شيوعًا. الألومنيوم مثالي لتغليف الطعام لأنه غير متفاعل ورخيص الإنتاج وعاكس جيد للحرارة. تشمل الاستخدامات المنزلية الأخرى المطابخ وأسطح الأفران وعلب المشروبات والمقالي والأواني. غالبًا ما يتم خلط الألومنيوم مع السيليكون أو التيتانيوم أو المغنيسيوم لتكوين سبائك قوية أخف بكثير من الفولاذ. تم استخدام هذه السبائك لبناء السفن والطائرات والسيارات. جعلت الموصلية الكهربائية العالية للألمنيوم ومقاومة التآكل من الألمنيوم مثاليًا للاستخدام في الكابلات الكهربائية الخارجية وتحت الأرض.