למד על האלומיניום, האלמנט הנפוץ ביותר של כוכב הלכת

אלומיניום (הידוע גם בשם אלומיניום) הוא האלמנט המתכתי הנפוץ ביותר בקרום כדור הארץ. וגם זה דבר טוב, כי אנחנו משתמשים בו הרבה. כ 41 מיליון טונות נמסים מדי שנה ומועסקים בארגון רחב של יישומים. מאת גופים אוטומטי פחיות בירה, וכבלים חשמליים לעורות מטוסים, אלומיניום הוא חלק גדול מאוד של חיי היומיום שלנו.

מאפיינים

• אטומית סמל: אל
• מספר אטומי: 13

-> >

• אלמנט קטגוריה: מתכת לאחר המעבר
• צפיפות: 2. 70 גרם / ס"מ ³
• נקודת התכה: 1220. 58 ° F (660. 32 ° C) נקודת רתיחה: 4566 ° F (2519 ° C)
• קשיות של Moh: 2. 75
• תכונות

אלומיניום הוא מתכת קלה, מוליך מאוד, רעיוני ולא רעיל שניתן בקלות במכונה. עמידות המתכת ומאפייני יתרון רבים הופכים אותה לחומר אידיאלי ליישומים תעשייתיים רבים.

- <->

היסטוריה

תרכובות אלומיניום שימשו את המצרים הקדומים כמו צבעים, קוסמטיקה ותרופות, אבל זה לא היה עד 5000 שנים מאוחר יותר, כי בני האדם גילו כיצד להריח אלומיניום מתכתי טהור. לא מפתיע, פיתוח שיטות לייצור מתכת אלומיניום בקנה אחד עם כניסתו של החשמל במאה ה -19, כמו התכה אלומיניום דורש כמויות משמעותיות של חשמל.

פריצת דרך גדולה בייצור אלומיניום הגיע בשנת 1886 כאשר צ 'ארלס מרטין הול גילו כי אלומיניום יכול להיות מיוצר באמצעות הפחתה electrolytic. עד אז היה האלומיניום נדיב ויקר יותר מזהב. עם זאת, בתוך שנתיים של התגלית של הול, חברות אלומיניום הוקמו באירופה ובאמריקה.

במהלך המאה ה -20, הביקוש אלומיניום גדל באופן משמעותי, במיוחד בענפי תחבורה ואריזה.

למרות טכניקות הייצור לא השתנו באופן משמעותי, הם הפכו להיות יעיל יותר. במהלך 100 השנים האחרונות, כמות האנרגיה הנצרכת לייצור יחידה אחת של אלומיניום ירדה ב -70%.

ייצור

ייצור של אלומיניום עפרות תלויה תחמוצת אלומיניום (Al2O3), אשר מופק בוקסיט בצר. בוקסיט בדרך כלל מכיל 30-60% תחמוצת אלומיניום (המכונה בדרך כלל אלומינה) והוא נמצא באופן קבוע ליד פני כדור הארץ. תהליך זה יכול להיות מופרדים לשני חלקים; (1) מיצוי של אלומינה מ בוקסיט, ו (2), את ההתכת של מתכת האלומיניום מאלומינה.

הפרדת אלומינה בדרך כלל נעשה באמצעות מה שמכונה תהליך באייר. זה כולל ריסוק הבוקסיט לתוך אבקה, ערבוב זה עם מים כדי להפוך slurry, חימום והוספת סודה קאוסטית (NaOH). סודה קאוסטית ממיס אלומינה, המאפשרת לו לעבור דרך מסננים, משאיר מאחוריו טומאה.

הפתרון aluminate הוא סחוט מכן לתוך טנקים משקע שבו חלקיקים של hydroxide אלומיניום מתווספים כמו "זרע". תסיסה וקירור התוצאה הידרוקסיד אלומיניום מזרז על חומר הזרע, אשר מחומם ואז מיובשים לייצר אלומינה.

תאים אלקטרוליטיים משמשים להריח אלומיניום מאלומינה בתהליך שהתגלה על ידי צ'ארלס מרטין הול.

אלומינה מוזן לתוך התאים הוא מומס באמבטיה fluorinated של cryolite מותך ב 1742F ° (950C °).

זרם ישיר של כל מקום בין 10, 000-300, 000A נשלח מן האנודות פחמן בתא דרך תערובת פגז קתודית. זרם חשמלי זה שובר את האלומינה לאלומיניום ולחמצן. החמצן מגיב עם פחמן לייצר פחמן דו חמצני, בעוד האלומיניום נמשך הפחמן תא בטא פחמן.

אלומיניום אז ניתן לאסוף ולקחת תנורים שבו חומר אלומיניום למחזור ניתן להוסיף. כשליש מכל האלומיניום המיוצר כיום מגיע מחומר ממוחזר. על פי הסקר הגיאולוגי האמריקאי, המדינות הגדולות לייצור אלומיניום בשנת 2010 היו סין, רוסיה וקנדה.

יישומים

יישומים של אלומיניום הם רבים מדי לרשימה, ובגלל התכונות המיוחדות של המתכת החוקרים מוצאים יישומים חדשים על בסיס קבוע.

באופן כללי, אלומיניום וסגסוגות רבות שלה משמשים בשלוש התעשיות הגדולות; תחבורה, אריזה, ובנייה.

אלומיניום, במגוון של צורות וסגסוגות, הוא קריטי רכיבים מבניים (מסגרות וגופים) של מטוסים, מכוניות, רכבות, סירות. עד 70% של כמה מטוסים מסחריים מורכבים סגסוגות אלומיניום (נמדד על ידי משקל). אם החלק דורש מתח או התנגדות קורוזיה, או סובלנות לטמפרטורות גבוהות, סוג של סגסוגת בשימוש תלויה בדרישות של כל רכיב רכיב.

כ 20% מכלל אלומיניום המיוצר משמש חומרי אריזה. רדיד אלומיניום הוא חומר אריזה מתאים למזון בגלל זה לא רעיל, ואילו הוא גם איטום מתאים עבור מוצרים כימיים בגלל תגובתיות נמוכה שלה הוא בלתי חדיר לאור, מים, חמצן. בארה"ב לבדה, כ -100 מיליארד פחיות אלומיניום נשלחות מדי שנה. מעל מחצית מהם ממוחזרים בסופו של דבר.

בגלל עמידותו ועמידות בפני קורוזיה, כ 15% של אלומיניום המיוצר מדי שנה משמש ביישומים הבנייה. זה כולל חלונות ומסגרות הדלת, קירוי, ציפוי, מסגור מבני, כמו גם מרזבים, תריסים ודלתות המוסך.

מוליכות חשמלית של אלומיניום גם מאפשר לה להיות מועסקים קווי מנצח למרחקים ארוכים. מחוזקים עם פלדה, סגסוגות אלומיניום הם עלות יותר יעיל מנחושת ולהקטין sagging בשל משקל קל שלהם.

יישומים אחרים עבור אלומיניום כוללים פגזים כיורים חום עבור מוצרי האלקטרוניקה, עמודי התאורה ברחוב, מבנים שמן העליון, אלומיניום מצופה חלונות, כלי בישול, עטלפים בייסבול, והתקני בטיחות רפלקטיביים.

מקורות:

רחוב, ארתור. & Alexander, W. O. 1944.

_{מתכות בשירות האדם}

_{. מהדורה 11 (1998). USGS. סיכומי סחורות מינרליים: אלומיניום (2011). // מינרלים. usgs. gov / מינרלים / פאבים / סחורות / אלומיניום / עקוב אחר Terence ב- Google+}