درجة انصهار وغليان الألومنيوم كبيرة وتحتاج إلى خبير في هذا المجال، إذ يعتبر الألومنيوم معدنا خفيفا وفضي اللون وسهل التشكيل، ويمكن تشكيله في صفائح سميكة لصناعة الدبابات المدرعة.
الألومنيوم النقي
- الألومنيوم النقي هو مادة لينة ولها صلابة محدودة، ولذلك يتم تشكيل سبائك الألومنيوم عادة من قبل منتجي الألمنيوم.
- تتكون المادة من الألمنيوم، وتضاف إليها كميات صغيرة من النحاس والمغنيسيوم والزنك وعناصر أخرى.
- تعزز هذه العناصر خصائص الألومنيوم، مما يجعله مفيدا للغاية.
- يستخدم الألمنيوم أكثر من أي معدن آخر في العالم.
شاهد أيضًا: لحام الأرجون للمبتدئين
درجة انصهار الألومنيوم وغليانه
- الألومنيوم هو العنصر الأكثر وجودا في قشرة الأرض، وهو العنصر الثالث بعد الأكسجين والسيليكون.
- تحوي طبقة القشرة في الأرض حوالي ٨٪ من الألومنيوم، وهذا على عكس المعادن الأخرى مثل الذهب والفضة على سبيل المثال، حيث يكون من الصعب وجودها بشكل نقي، بينما عادة ما تتواجد مع عناصر أخرى.
- لم يكن للعلماء طريقة لفصل العناصر حتى القرن التاسع عشر، ثم اكتشف العلماء طرقا لفصل الألومنيوم، ومنذ ذلك الوقت أصبح بإمكانهم فصل الألومنيوم النقي.
- الألومنيوم هو عنصر في الجدول الدوري، ويعرف بـ `Al`، وذلك بسبب خفة وزنه، ويستخدم في صناعة الطائرات.
- يوجد الألومنيوم كعنصر واحد في الأرض.
خامات الألومنيوم
- يحتوي الألومنيوم على الفلسبار والبوكسايت والجرافيت، وكذلك يوجد البوكسيت وشكله Al2O
- إنه فلز صلب يتميز ببريق معدني، ويمتاز بدرجة انصهار عالية، كما أنه قابل للتشكيل والتطريق والثني، ويوفر توصيلا جيدا للكهرباء والحرارة.
- يستخدم في صناعة أواني الطهي والقدور، كما يستخدم في صناعة ورق الألومنيوم وكابلات شبكات الكهرباء.
خصائص الألومنيوم الفيزيائية
- معدن أبيض فضي لامع.
- الكثافة 7 جم / سم 3.
- نقطة الانصهار 658 درجة مئوية.
خصائص الألومنيوم الفيزيائية
- عامل تقليل الأكسجين العالي.
- الحموضة إيجابية بطبيعتها، وتتفاعل مع الحمض لأنها تتفاعل مع الهيدروجين الموجود في خلاياك.
- لا يتفاعل حمض الكبريتيك مع حمض النيتريك ما لم يتم تخفيفه أو تركيزه بسبب تكوين طبقة الألومينا.
- تفاعله مع القواعد.
- التفاعل مع الفلزات.
درجة انصهار الألومنيوم
- تعرف نقطة الانصهار بأنها درجة الحرارة التي تسبب ذوبان المادة، أي درجة الحرارة التي تتحول بها المادة من صلبة إلى سائلة عند درجة حرارة محددة
- يحدث الانصهار عندما يتم تسخين المادة الصلبة أو عندما تمتص الحرارة من البيئة، وتكون الجسيمات فيها ذات طاقة كافية.
- تستخدم هذه الطريقة للتغلب على القوة التي تربط الجزيئات ببعضها، حيث تبدأ الجزيئات في الذوبان من السطح الخارجي للعينة، ولاحظ أن الجو الداخلي بارد جدا في البداية.
شاهد أيضًا: الفرق بين الكريستال والزجاج
أماكن تواجد الألومنيوم
- يوجد الألومنيوم بشكل رئيسي في الصخور البركانية ضمن مجموعة المعادن السيليكات مثل الفلسبار والميكا والفلسبار في التربة المتشققة مثل الطين
- وبالمثل في البوكسيت، وهو تركيبة تحتوي على أكاسيد الألومنيوم المائي وهو المصدر الرئيسي للألمنيوم، وفي الأحجار الكريمة مثل التوباز والرمان والكرز وبيريل.
- نجح الكيميائي الدنماركي هانز كريستيان أورستد في اكتشاف الألمنيوم في عام 1825 عندما كانت قيمته تفوق قيمة الذهب بسبب استخداماته المتنوعة، وكان من بين هذه الاستخدامات إضافة الألمنيوم بكميات صغيرة إلى بعض المعادن لتحسينها.
- خصائصها وإمكانية استخدامها في مناطق محددة مثل البرونز والألومنيوم ومعظم سبائك المغنيسيوم، أما سبائك الألمنيوم فيتم إضافة بعض الفلزات والسيليكون إليها.
- يتم استخدام الألمنيوم وسبائكه على نطاق واسع في صناعة الطائرات ومواد البناء والمنتجات الاستهلاكية مثل الثلاجات ومكيفات الهواء، وأيضا في صناعة أدوات المطبخ والأسلاك الكهربائية، وذلك لأن الألومنيوم يوصل الحرارة والكهرباء بشكل جيد.
أهم المعلومات حول درجة انصهار الألومنيوم وغليانه
- غالبا ما يكون من الضروري أيضا أن يؤخذ في الاعتبار حساسية المعدن للحرارة. حتى عملية التسخين الروتينية نسبيا التي تتضمن تسخين المعدن معقدة بسبب تلك الحقيقة أن الألومنيوم، على عكس الفولاذ، يذوب بدون أن يتحول إلى لون أحمر أولا.
- وبالتالي، يتطلب تشكيل المادة باستخدام اصطدام الشعلة بعض الخبرة، حيث يشير أي مؤشر بصري إلى مدى اقتراب المادة من الذوبان.
- يتعرض الألومنيوم أيضا للضغوط والتشوهات الداخلية بسبب ارتفاع درجة حرارته، مما يجعل المعدن ينحني تحت هذه الضغوط.
- يمكن تقليل الضغط على المعدن الألومنيوم المتعرض للحرارة المرتفعة عن طريق المعالجة الحرارية للأجزاء في الفرن وتبريده تدريجيا، وهذا يعرف بعملية التلدين. ومع ذلك،
- ما زال من الممكن أن يحدث تشوه في تلك الأجزاء، على سبيل المثال، يمكن أن تتعرض إطارات الدراجات الملحومة للتشوه بشكل كبير.
- إذا لم تكن المحاذاة الخاطئة كبيرة جدا، فقد يتجعد الأجزاء المبردة في المحور. وبالطبع، إذا تم تصميم الإطار بشكل صحيح للحصول على الصلابة (انظر أعلاه)،
- الانحناء يتطلب قوة كبيرة، وعلى الرغم من عدم تحمل الألمنيوم لدرجات الحرارة العالية، إلا أنه يستخدم في المقذوفات وحتى في بناء غرف الاحتراق، حيث يمكن أن تصل درجة الحرارة فيها إلى 3500 كلفن.
- ويتم استخدام مادة الألومنيوم المعاد تشكيلها في تصميم بعض أجزاء فوهة محرك المرحلة العليا، بما في ذلك الحلق الحراري الحساس؛ في الواقع،
- بفضل الموصلية الحرارية العالية جدا للألمنيوم، تمنع الحنجرة من الوصول إلى نقطة الانصهار، حتى عند تدفق حرارة هائلة، مما يؤدي إلى تكوين مواد خفيفة الوزن وموثوقة.
- نظرا لموصلية الألومنيوم العالية وسعره المنخفض نسبيا مقارنة بالنحاس، تم استخدام الألومنيوم في أمريكا الشمالية في الأسلاك الكهربائية المنزلية في الستينيات، على الرغم من أن العديد من المنتجات لم يتم تصميمها لاستخدام أسلاك الألمنيوم.
- مع ذلك، يعاني التطبيق الجديد من بعض المشاكل بسبب توسع الألمنيوم بزيادة درجة الحرارة، مما يتسبب في توفير قنوات تمدد وانكماش نسبي للمفصل بين البراغي والمعدن، وفي النهاية يتم تخفيف الارتباط.
- أدت جميع هذه الأمور إلى اتصالات مكثفة وفوضوية، وهذا بدوره أدى إلى بعض الحرائق.
- ثم بدأ البناء بحذر في استخدام الأسلاك، وحضرت العديد من الولايات القضائية استخدامها بأحجام صغيرة جدا في المشاريع الجديدة.
- وعلى الرغم من ذلك، يتم تقديم أحدث الأجهزة في النهاية بواسطة توصيلات تم تصميمها لتقليل الضغط وتفادي ارتفاع درجة الحرارة. كانت تسمى في الأصل `الألومنيوم/النحاس` ولكنها الآن تحمل برنامج الترميز `CO/ALR`.
- هناك طريقة أخرى لتجنب مشكلة السخونة، وهي ثني سلك الألمنيوم في “جديلة” قصيرة مصنوعة من الأسلاك النحاسية. بالتالي، يجب أن يكون العقص القوي للضغط العالي باستخدام أداة مناسبة بما يكفي للحد من التمدد الحراري للألمنيوم.
شاهد أيضًا: كثافة الألومنيوم بالكيلو جرام
كما ذكر سابقا، للألومنيوم استخدامات متعددة، وبالتالي يجب ذوبانه أولا، حيث يوجد في معظم الأشياء حولنا. في هذا النص، تطرقنا إلى جميع جوانب الألومنيوم ونقطة انصهاره، ونتمنى أن نكون قد أوضحنا لكم المعلومات بشكل مفيد.
