คุณสมบัติของอะลูมิเนียม

อะลูมิเนียมเป็นธาตุโลหะที่แสดงด้วยสัญลักษณ์ "อัล" ในตารางธาตุ และเป็นธาตุที่พบมากเป็นอันดับสามในเปลือกโลก โดย 8% ของเปลือกโลกประกอบด้วยอะลูมิเนียมในสารประกอบต่างๆ มีมากมาย คุณสมบัติของอลูมิเนียม ซึ่งทำให้เป็นโลหะที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก

ในบทความนี้ เราจะบอกคุณว่าคุณสมบัติของอะลูมิเนียมคืออะไร ความสำคัญ และอื่นๆ อีกมากมาย

ประวัติบ้าง

อลูมิเนียมถูกแยกออกครั้งแรกใน พ.ศ. 1825 โดยนักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก HC Orsted และปัจจุบันเป็นโลหะที่มนุษย์ใช้กันมากที่สุดควบคู่ไปกับเหล็ก. ธาตุนี้ยังพบได้ในชั้นหินและสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่อีกด้วย อย่างไรก็ตาม โดยธรรมชาติแล้ว ไม่พบในสถานะที่บริสุทธิ์ แต่เป็นส่วนหนึ่งของซิลิเกตและแร่ธาตุจำนวนมาก

เนื่องจากมีน้ำหนักเบา มีความเหนียวดี อายุการใช้งานยาวนาน และทนต่อการกัดกร่อน จึงเป็นหนึ่งในโลหะที่มีประโยชน์มากที่สุดและมนุษย์ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม มันถูกใช้ในโลหะผสมหลายประเภทเพื่อผลิตเครื่องใช้และภาชนะจำนวนมาก รวมถึงชิ้นส่วนสำหรับเครื่องจักรต่างๆ

คุณสมบัติของอะลูมิเนียม

นี่คือคุณสมบัติบางประการของอะลูมิเนียมที่ทำให้มีชื่อเสียงและนำไปใช้ทั่วโลก:

• ความสว่าง: อลูมิเนียมขึ้นชื่อว่าเบามาก ความหนาแน่นอยู่ที่ประมาณหนึ่งในสามของเหล็ก ทำให้เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความแข็งแรงสูงและมวลต่ำ เช่น ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและยานยนต์
• การนำไฟฟ้าและความร้อนที่ดี: อลูมิเนียมเป็นตัวนำไฟฟ้าและความร้อนที่ดีเยี่ยม ทำให้มีคุณค่าในการใช้งานที่ต้องการการส่งผ่านพลังงานไฟฟ้าหรือการกระจายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ เช่น สายไฟฟ้าและชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์
• ความต้านทานการกัดกร่อน: อะลูมิเนียมมีชั้นออกไซด์ตามธรรมชาติบนพื้นผิวซึ่งช่วยปกป้องจากการกัดกร่อน ชั้นที่บางและซ่อมแซมตัวเองได้นี้ให้ความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่ชื้นหรือกัดกร่อน
• ความอ่อนตัวและความง่ายในการขึ้นรูป: อลูมิเนียมมีความอ่อนตัวและสามารถขึ้นรูปเป็นรูปทรงได้หลากหลายโดยผ่านกระบวนการรีด การอัดขึ้นรูป และการตีขึ้นรูป ทำให้เป็นวัสดุอเนกประสงค์สำหรับการผลิตชิ้นส่วนและส่วนประกอบตามสั่ง
• ความสามารถในการรีไซเคิล: อลูมิเนียมสามารถรีไซเคิลได้สูง สามารถหลอมและรีไซเคิลได้หลายครั้งโดยไม่สูญเสียคุณสมบัติพื้นฐาน ทำให้เป็นวัสดุที่ยั่งยืนและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
• ลักษณะสวยงาม: อะลูมิเนียมมีผิวสีเงินมันเงาสวยงาม ทำให้ได้รับความนิยมในการใช้งานด้านสุนทรียศาสตร์ เช่น การผลิตบรรจุภัณฑ์ กรอบหน้าต่าง และองค์ประกอบตกแต่ง
• ทนต่ออุณหภูมิต่ำ: ซึ่งแตกต่างจากวัสดุบางชนิดที่เปราะที่อุณหภูมิต่ำ อลูมิเนียมยังคงรักษาความแข็งแรงและความอ่อนตัวได้แม้ในอุณหภูมิที่ต่ำมาก ทำให้มีประโยชน์ในการใช้งานด้วยความเย็นจัด

การใช้อลูมิเนียม

กระบวนการทั่วไปในการรับอะลูมิเนียมคือจากแร่บอกไซต์ ซึ่งเป็นแร่ธาตุที่มีอยู่มากมายบนโลก กระบวนการนี้ต้องใช้พลังงานไฟฟ้าจำนวนมาก ซึ่งหมายความว่าเป็นกระบวนการที่มีราคาแพง แต่ผลลัพธ์ที่ได้คือวัสดุที่มีประโยชน์ซึ่งมีอายุการใช้งานยาวนาน (ทนต่อการกัดกร่อน) และต้นทุนการรีไซเคิลต่ำมาก ทั้งหมดนี้ช่วยให้มี ราคาที่มั่นคงและกลายเป็นองค์ประกอบทางเศรษฐกิจ

อะลูมิเนียมเป็นองค์ประกอบหลักและอเนกประสงค์ในอุตสาหกรรมต่างๆ ของมนุษยชาติ พร้อมการใช้งานนับไม่ถ้วน ตั้งแต่การผลิตชิ้นส่วนโลหะและส่วนประกอบทางกล ทั้งในรูปแบบบริสุทธิ์และโลหะผสม (โดยเฉพาะชิ้นส่วนที่มีส่วนทำให้แข็งตัว) ไปจนถึงการผลิตกระจก ภาชนะต่างๆ แผ่นอะลูมิเนียม จัตุรมุข กล้องโทรทรรศน์ และส่วนประกอบแบบเชื่อม

อะลูมิเนียมมีอยู่ตลอดประวัติศาสตร์ของมนุษย์ในรูปของเกลือ และใช้ในการแพทย์และการซักแห้ง แต่มันไม่ปรากฏเป็นองค์ประกอบบริสุทธิ์จนกระทั่งปี ค.ศ. 1825 เมื่อนักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก เอชซี ออร์สเตด สามารถเก็บตัวอย่างที่ไม่บริสุทธิ์บางส่วนผ่านกระบวนการอิเล็กโทรลิซิสได้ สองปีต่อมา ฟรีดริช เวอเลอร์ได้รับตัวอย่างบริสุทธิ์ชุดแรก

ในตอนแรกมันถูกพิจารณาว่าเป็นโลหะมีค่าและถูกจัดแสดงพร้อมกับมงกุฎเพชรฝรั่งเศสในปี พ.ศ. 1855 แต่กลับกลายเป็นว่าการใช้อย่างแพร่หลายและต้นทุนที่ต่ำกว่าทำให้เป็นโลหะทั่วไป

คุณสมบัติอื่นๆ ของอะลูมิเนียม: ปฏิกิริยา การรีไซเคิล และความเป็นพิษ

อลูมิเนียมมีปฏิกิริยาสูง แม้ว่าจะต้านทานการกัดกร่อนผ่านชั้นของอลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3) ที่ก่อตัวรอบๆ อลูมิเนียมเมื่อมีออกซิเจน และปกป้องโลหะที่เหลือจากการกัดกร่อน สามารถเจือจางได้ง่ายด้วยกรดไฮโดรคลอริก (หรือโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) และกรดและเบสต่างๆ

อลูมิเนียมสามารถรีไซเคิลได้อย่างสมบูรณ์แบบโดยไม่ต้องเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพ ซึ่งให้ข้อได้เปรียบทางเศรษฐกิจมากกว่าโลหะอื่นๆ การใช้พลังงานที่จำเป็นสำหรับกระบวนการนี้ก็น้อยมากเช่นกัน (เพียง 5% ของกระบวนการผลิตดั้งเดิม) อลูมิเนียมหล่อใหม่นี้เรียกว่า "อลูมิเนียมรอง"

เนื่องจากอะลูมิเนียมเป็นโลหะอ่อนและทนทานต่อการยึดเกาะทางกลได้ไม่มากนัก จึงมีประโยชน์หลายอย่างแต่ไม่แนะนำให้ใช้เป็นวัสดุโครงสร้าง ในแง่นี้ มันมักจะผสมกับโลหะอื่นๆ เพื่อช่วยทำให้แข็งขึ้น เช่น แมกนีเซียม แมงกานีส ทองแดง สังกะสี และซิลิคอน และบางครั้งก็มีไทเทเนียมและโครเมียมด้วยซ้ำ

โลหะผสมอลูมิเนียมจะถูกระบุตามซีรี่ส์:

• Series 1000 เกือบบริสุทธิ์ ประมาณ 99% เป็นอะลูมิเนียม
• Series 2000. โลหะผสมทองแดง.
• ซีรีส์ 3000 โลหะผสมที่มีแมงกานีส
• ซีรี่ส์ 4000 โลหะผสมที่มีซิลิคอน
• ซีรีส์ 5000 แมกนีเซียมอัลลอยด์
• ซีรี่ส์ 6000 โลหะผสมแมกนีเซียมและซิลิกอน
• ซีรีส์ 7000 โลหะผสมสังกะสี
• ซีรีส์ 8000 โลหะผสมกับองค์ประกอบโลหะและอโลหะอื่นๆ

ตรงกันข้ามกับสิ่งที่เชื่อกันมานานหลายทศวรรษ อะลูมิเนียมไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์ มันมีพิษน้อยกว่าเพราะว่าอลูมิเนียม อาหารจะถูกดูดซึมผ่านลำไส้ในปริมาณเล็กน้อย. อย่างไรก็ตาม การสูดดมฝุ่นอะลูมิเนียมหรืออาหารที่อิ่มตัวด้วยธาตุดังกล่าวอาจทำให้เกิดความเสียหายต่อตับและไต หรือมีอาการที่เป็นพิษต่อระบบประสาท

ระดับอะลูมิเนียมที่สูงขึ้นยังเชื่อมโยงกับการเกิดโรคอัลไซเมอร์อีกด้วย

ฉันหวังว่าด้วยข้อมูลนี้ คุณจะได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณสมบัติของอะลูมิเนียมและคุณลักษณะของอะลูมิเนียม