ما هو الألومنيوم؟
7204#0
الألومنيوم عنصر في الجدول الدوري له الرمز Al والعدد الذري 13. وهو فلز ذو لون أبيض فضي من مجموعة البورون من العناصر الكيميائية. وهو معدن مطيلي أي قابل للسحب. وهو عنصر غير ذواب في الماء في الشروط العادية. وهو من أكثر الفلزات وفرة في القشرة الأرضية، وترتيبه الثالث من بين أكثر العناصر وفرة في الكرة الأرضية بعد الأكسجين والسيليكون. يشكل الألومنيوم 8% من وزن سطح الأرض الصلب. ويعتبر الألومنيوم من أكثر المعادن فعالية كيميائية كمعدن حر، ولذلك نجده مرتبطا بأكثر من 270 معدن مختلف. المصدر الرئيسي للألومنيوم هو معدن خام البوكسيت. يمتاز الألومنيوم بمقاومته للتآكل وبخفة وزنه حيث يدخل في صناعة الطائرات.
ألومنيوم
7204#10
على الرغم من الألومنيوم هو العنصر المعدني الأكثر وفرة في قشرة الأرض (ويعتقد أن 7.5 إلى 8.1 في المئة)، فإنه من النادر في شكل حر، ويحدث في البيئات التي تفتقر إلى الأكسجين، مثل البراكين الطينية، وكان يعتبر المعدن الثمين أكثر قيمة من الذهب. نابليون الثالث، إمبراطور فرنسا، كان يزعم انه أقام مأدبه طعام حيث أعطى أكثر الضيوف شرفا أواني من الألومنيوم، في حين أن الآخرين من الضيوف أعطاهم الذهب. وقد اكتمل نصب واشنطن التذكارى، مع 100 أوقية (2.8 كلغ) من الألومنيوم باعتباره اللمسة الأخيرة والتي تم وضعها في مكان في يوم 6 ديسمبر 1884، وذلك في حفل إخلاص متقن. وكانت أكبر قطعة مفردة من الألومنيوم في ذلك الوقت. وفي ذلك الوقت، الألومنيوم، كان غالي مثل الفضة. وقد تم إنتاج الألومنيوم بكميات تجارية في ما يزيد قليلا على 100 سنة.
الألومنيوم يعتبر فلز ذات طبيعة تفاعلية قوية والذي يكون روابط كيميائية ذات طاقة عالية مع الأكسجين. بالمقارنة مع معظم المعادن الأخرى، فإنه من الصعب استخراجه من الخام، مثل البوكسايت، ويرجع ذلك إلى الطاقة اللازمة لتقليل أكسيد الألومنيوم (AlO). على سبيل المثال، الاختزال المباشر مع الكربون، باعتباره يستخدم لإنتاج الحديد، لايمكن كيميائيا، لأن الألومنيوم عامل اختزال أقوى من الكربون. أكسيد الألومنيوم له درجة انصهار نحو 2،000 °C. ولذلك، يجب أن انتزعت الكهربائي. في هذه العملية، أكسيد الألومنيوم يذوب في الكرايوليت المنصهر وبعد ذلك يختزل إلى الفلز النقي. درجة الحرارة التشغيلية للحد من الخلايا حوالي 950 إلى 980 °C. كما وجد الكرايوليت بعلم المعادن في غرينلاند، ولكن في الاستخدام الصناعي فقد استعيض الاصطناعية الجوهر. الكرايوليت هو مركب كيميائي من الألومنيوم والصوديوم والكالسيوم والفلوريد: (NaAlF). أكسيد الألومنيوم (مسحوق أبيض) ويتم الحصول عليه بتكرير البوكسايت في عملية باير لكارل باير. (السابق، عملية ديفيل وكانت هي الغالبة في تكنولوجيا التكرير).
ألومنيوم
7204#35
والألومنيوم أكثر العناصر الفلزية الموجودة في القشرة الأرضية وثالث العناصر وفرة بصفة عامة بعد الأكسجين والسليكون. ويكوِّن الألومنيوم حوالي 8% من القشرة الأرضية. وهو - بعكس بعض الفلزات الأخرى مثل الذَّهب والفضة - فإنه لا يوجد مطلقًا بحالة نقية (غير متحدة) في الطَّبيعة، لكنه يوجد دائمًا متحدًا مع عناصر أخرى. ولم تتوفر للإنسان وسيلة لفصل الألومنيوم عن العناصر المتحدة به حتى القرن التاسع عشر. وفي هذا الوقت طوَّر العلماء طُرقًا لفصل الألومنيوم وإنتاجه في حالة نَقِيَّة. ومنذ ذلك الحين تم استخدام هذه الطُّرق لإنتاج الألومنيوم. وهو مستخدم في صناعة الطائرات نظرًا لخفته. وهو من أكثر المعادن تواجداً على سطح الكرة الأرضية في الهواء والماء والتربة.
ألومنيوم
7204#8
فلز الألمنيوم هو من أكثر العناصر الفلزية توافراً في القشرة الأرضية بعد الأكسجين والسيليكون بنسبة مقدارها 8.3%. لا يواجد فلز الألومنيوم في الطبيعة بشكله النقي الحر، ويعود ذلك إلى إلفته القوية للأوكسجين، فيكون في الأكاسيد أو السيليكات. الفلسبار، وهي أكثر مجموعات الفلزات شيوعا في القشرة الأرضية، هي سيليكات الألومنيوم. يمكن لمعدن الألومنيوم الأصلي أن يوجد كحالة ثانوية في البيئات منخفضة الأكسجين، مثل داخل بعض البراكين. كما يوجد أيضا في فلزات البريل، والكرايوليت، والغارنيت، والإسبينل، والفيروز. الشوائب في أكسيد الألومنيوم، مثل الكروم أو الكوبالت تعطي الأحجار الكريمة مثل الياقوت. أكسيد الألومنيوم النقي والمعروف باسم الكوروند، هو أحد أقسى المواد المعروفة على الإطلاق.
ألومنيوم
7204#60
سبائك الألمونيوم هي سبائك لمعدن الألمونيوم وهو أكثر المعادن انتشارا. عناصر صناعة السبائك النموذجية هي النحاس والمغنيسيوم والمنجنيز السيليكون، والزنك. هناك نوعان من التصنيفات الرئيسية، وهما سبائك الصب وسبائك المطاوع، وكلاهما وتنقسم إلى الفئات للحرارة يمكن معالجتها حراريا وقئات لا يمكن معالجتها، ويستخدم حوالي 85٪ من الألومنيوم لمنتجات المطاوع، على سبيل المثال الألواح الملفوفة، والرقائق وسحب. سبائك الألومنيوم تسفر عن منتجات فعالة من حيث التكلفة نظرا لدرجة انصهار منخفضة، وعلى الرغم من أن لديهم عموما أقل قوة الشد من سبائك المطاوع. ومن أهم سبائك الألومنيوم سبيكة السيلكون _ ألومنيوم، حيث تحتوي على نسبة عالية من من السيليكون (4.0٪) إلى (13٪) تساهم في إعطاء الخصائص الصب جيد. وتستخدم على نطاق واسع سبائك الألومنيوم في الإنشاءات الهندسية والمكونات التي تتطلب خفة الوزن أو المقاومة للتآكل. 
وكانت تتألف في معظمها من سبائك الألومنيوم خفيفة الوزن واثنين من المعادن المغنيسيوم مهم جدا في صناعة الطيران منذ نوعا ما قبل عام 1940. المغنيسيوم سبائك الألومنيوم وكلاهما أخف من سبائك الألومنيوم وغيرها من أقل القابلة للاشتعال من السبائك التي تحتوي على نسبة عالية جدا من المغنيسيوم.
وسوف السطوح سبائك الألومنيوم إبقاء تألق واضح في هذه البيئة الجافة نظرا لتشكيل طبقة واضحة واقية من أكسيد الألومنيوم. في بيئة رطبة، ويمكن للتآكل كلفاني تحدث عندما يتم وضع سبائك الألومنيوم في الاتصال الكهربائية مع معادن أخرى مع مزيد من إمكانات تآكل سلبي من الألومنيوم.
يتم تسجيل التراكيب سبيكة الألومنيوم مع جمعية الألومنيوم. العديد من المنظمات نشر أكثر معايير محددة لصنع سبائك الألومنيوم، بما في ذلك جمعية مهندسي السيارات للمواصفات والمقاييس، وتحديدا في الفضاء معايير فرعية، وASTM الدولية.
ألومنيوم
7204#33
الألومِنْيوم هو فلز خفيف الوزن، لونه أبيض ويمكن تشكيله بسهولة في أي شكل. ويمكن أن يدلفن أو يُطرق إلى ألواح سميكة لاستخدامه في الدَّبابات المصفحة، أو إلى رقائق رهيفة تستخدم في لف بعض أنواع الحلوى. ويمكن سحبه على شكل أسلاك أو تصنيعه في شكل علب. والألومنيوم لا يصدأ، ويقاوم التآكل بفعل الظروف الجويَّة أو المواد الكيميائية.
ألومنيوم
7204#56
فلز الألومنيوم هو من أكثر العناصر الفلزية توافراً في القشرة الأرضية بعد الأكسجين والسيليكون بنسبة مقدارها 8.3%. لا يوجد فلز الألومنيوم في الطبيعة بشكله النقي الحر، ويعود ذلك إلى إلفته القوية للأوكسجين، فيكون في الأكاسيد أو السيليكات. الفلسبار، وهي أكثر مجموعات الفلزات شيوعا في القشرة الأرضية، هي سيليكات الألومنيوم. يمكن لمعدن الألومنيوم الأصلي أن يوجد كحالة ثانوية في البيئات منخفضة الأكسجين.
ألومنيوم
7204#78
الألومنيوم في الهواء أو بطاريات الألومنيوم الهوائية تنتج الكهرباء من ردود فعل من الأوكسجين في الهواء مع الألومنيوم. لديهم واحدة من أكثر المناطق كثافة الطاقة في جميع البطاريات، ولكنها لا تستخدم على نطاق واسع بسبب مشاكل سابقة مع والتكلفة عمرها الافتراضي، بدء الوقت، وإزالة ثانوية، والتي فرضت قيودا على استخدامها في التطبيقات العسكرية في المقام الأول. سيارة كهربائية مع بطاريات الألومنيوم لديها امكانات لمدة عشر إلى خمس عشرة مرة مجموعة من بطاريات الرصاص الحمضية مع الوزن ما مجموعه أقل بكثير، على حساب تعقيد نظام زيادة كبيرة.
الألومنيوم في الهواء البطاريات هي الخلايا الأولية، أي غير قابلة لإعادة الشحن. مرة واحدة ويتم استهلاك أنود الألومنيوم عن طريق تفاعل مع الأوكسجين في الغلاف الجوي في القطب السالب مغمورة في المنحل بالكهرباء المياه القائمة لتشكيل رطب أكسيد الألومنيوم، والبطارية لم يعد انتاج الكهرباء. ومع ذلك، قد يكون من الممكن لإعادة شحن البطارية ميكانيكيا مع الأنودات الألومنيوم الجديدة جعلت من إعادة تدوير أكسيد الألومنيوم المائية. وإعادة تدوير هذه ضرورية إذا الألومنيوم في الهواء البطاريات هي التي يتعين اعتمادها على نطاق واسع.
ألومنيوم
7204#9
ومع أن الألومنيوم هو عنصر شائع ومنتشر وعلى نطاق واسع، إلا أن فلزات الألومنيوم لا تعتبر مصادرا اقتصادية للمعدن. فكل معدن الألومنيوم تقريبا ينتج من معدن خام البوكسيت AlO(OH). يوجد البوكسيت نتيجة التجوية أديم الأرض التي تحتوي على نسبة قليلة من الحديد والسيليكا في ظروف مناخية مدارية. وتوجد كميات كبيرة من البوكسيت في أستراليا، والبرازيل، وغينيا، وجامايكا ولكن مناجم المعدن الخام الرئيسية هي في غانا، واندونيسيا، وجامايكا، وروسيا، وسورينام. ويصهر المعدن الخام أساسا في أستراليا والبرازيل وكندا والنرويج وروسيا والولايات المتحدة. ونظرا لأن عملية الصهر هي عملية كثيفة الاستخدام للطاقة، فإن المناطق التي يزيد فيها إمدادات الغاز الطبيعي (مثل دولة الإمارات العربية) أصبحت أماكن تكرير للألومنيوم.
ألومنيوم
7204#64
الألومنيوم عادة ما يكون مخلوط - يستخدم كأداة معدن نقي فقط عند المقاومة للتآكل و / أو قابلية أكثر أهمية من قوة أوصلابة. ويمكن إيداع طبقة رقيقة من الألومنيوم على سطح مستو لترسب بخار البدنية أو (نادرا جدا) ترسيب الأبخرةالكيميائية أو المواد الكيميائية وسيلة أخرى لتكوين الطلاءات الضوئية والمرايا.
وتستخدم سبائك الألومنيوم مع مجموعة واسعة من العقارات في الإنشاءات الهندسية. وتصنف النظم سبيكة من خلال نظام رقم (ANSI) أو بواسطة أسماء تشير إلى ناخبيهم صناعة السبائك الرئيسية (DIN و ISO).
على قوة ومتانة سبائك الألومنيوم تختلف بشكل واسع، ليس فقط نتيجة لمكونات سبيكة محددة، ولكن أيضا نتيجة المعالجة الحرارية وعمليات التصنيع. وعدم معرفة هذه الجوانب لديه من وقت لآخر أدى إلى الهياكل المصممة بطريقة غير سليمة، واكتسبت سمعة سيئة الألومنيوم.
واحد قيد هيكلية مهمة من سبائك الألومنيوم هو قوتهم والتعب. وعلى عكس الفولاذ، وسبائك الألومنيوم ليس لهما حدود واضحة المعالم والتعب، وهذا يعني أن فشل التعب يحدث في نهاية المطاف، تحت أحمال دوري حتى صغيرة جدا. وهذا يعني أن المهندسين يجب تقييم هذه الأحمال وتصميم من أجل حياة ثابت بدلا من أن تكون حياة لانهائية.
خاصية أخرى هامة من سبائك الألومنيوم هو حساسيتها للحرارة. وتزيد من صعوبة الإجراءات التي تنطوي على ورشة للتدفئة من حقيقة أن الألومنيوم، على عكس الصلب، ويذوب دون الحمراء المتوهجة الأولى. تشكيل العمليات حيث يتم استخدام ضربة الشعلة بالتالي تتطلب بعض الخبرة، حيث لا علامات بصرية تكشف عن مدى قرب المواد هي للذوبان. سبائك الألومنيوم، شأنها شأن جميع السبائك الهيكلية، كما تخضع للضغوط الداخلية بعد عمليات التسخين مثل اللحام والصب. المشكلة مع سبائك الألومنيوم في هذا الصدد هي وجهة نظرهم انصهار منخفضة، مما يجعلها أكثر عرضة للتشوهات من تخفيف التوتر الناجم حراريا. ويمكن أن يتم تخفيف التوتر تسيطر عليها أثناء التصنيع بواسطة المعالجة الحرارية للأجزاء في الفرن، تليها تدريجي التبريد في الواقع الصلب الضغوط.
نقطة انصهار منخفضة من سبائك الألومنيوم وليس ثمة ما يمنع من استخدامها في الصواريخ، وحتى للاستخدام في بناء غرف الاحتراق حيث الغازات يمكن أن تصل إلى 3500 كيلفن. استخدام محرك أجينا المرحلة العليا تصميم الألومنيوم المبرد لبعض أجزاء من فوهة، بما في ذلك منطقة حلقه الحاسمة حراريا.
ألومنيوم