Mi az alumínium? Ez egy kémiai elem, amely a Földön a természetben is megtalálható. Ez a bolygónkon leggyakrabban előforduló fém, mivel a felszíni kéreg nagyjából 8%-át teszi ki. Nagyon sokoldalúan felhasználható, így az acél után a második leggyakrabban használt fém, például az autógyártásban és az épületekben. Évszázadokkal azután, hogy az alumínium ipari gyártása megkezdődött, a kereslet világszerte gyorsan megugrott, és elérte az évi 29 millió tonnát, amelyből körülbelül 22 millió tonna szűz alumínium. Ehhez képest 7 millió tonna a fémhulladékból származó újrahasznosított alumínium. Érdemes megjegyezni, hogy az alumínium a gépészetben használt fémek közé tartozik, mivel szilárdság/tömeg aránya nagyobb, mint az acélé.
- Az alumínium tulajdonságai és előnyei
- – Korrózióállóság
- – Hő- és elektromos vezetőképesség
- – Reflektivitás
- – Nem mérgező tulajdonságok
- – Újrahasznosíthatóság
- – Végkikészíthetőség
- – Szilárdság
- – Nagy szilárdság-tömeg arány
- – Könnyű gyárthatóság
- – Forgékonyság
- – Szilárdság alacsony hőmérsékleten
- – Áthatolhatatlan és szagtalan
- – Nem mágneses
- – Hang- és lengéscsillapítás
Az alumínium tulajdonságai és előnyei
Az alumínium használatának előnyei az alábbi figyelemre méltó tulajdonságaihoz kapcsolódnak:
– Korrózióállóság
Amikor az alumínium levegőnek és párás körülményeknek van kitéve, egy oxidhártya réteg képződik, amely megvédi az alumínium felületét a szélsőséges oxidációtól. Ez az önvédő oxidréteg adja az alumíniumnak a romlással szembeni ellenállóképességét, amely még az időjárást elősegítő ipari légkörrel szemben is ellenálló. Az eloxáló kezelésekkel tovább fokozható a felületeken lévő oxidréteg ellenállóképessége.
– Hő- és elektromos vezetőképesség
Az alumínium kiválóan vezeti a hőt és az elektromosságot. Az alumínium hővezető képessége körülbelül 50-60%-a a rézénél, így nagyon jól alkalmazható a főzőedények nagyüzemi gyártásában. A hővezető képesség az egyik közegből a másikba történő átvitelre vonatkozik; így a vegyiparban, az élelmiszeriparban és a repülőgépiparban használt alumínium hőcserélők. Az alumínium magas vezetőképessége (1350) körülbelül 62 százaléka a Nemzetközi Lágyított Réz Szabvány (IACS) teszi hatékonyan használható és elektromos vezető, és körülbelül egyharmada a fajsúlya a réz.
– Reflektivitás
A sima alumínium magas reflexiós képességgel rendelkezik az elektromágneses spektrumon a rádióhullámoktól az infravörös és a termikus tartományba. A felületére érkező fény mintegy 80%-át és a hő 90%-át visszaveri. Ez a magas fényvisszaverő képesség ad az alumíniumnak díszített megjelenést, és hatékonyan alkalmazható a fény- és hősugárzás ellen olyan alkalmazásokban, mint a tetőfedés és az autóipari hőpajzsok.
– Nem mérgező tulajdonságok
Az alumínium nem mérgező jellegét évszázadokkal ezelőtt fedezték fel az első ipari felhasználás során. Ez a tulajdonsága alkalmassá teszi a főzőedényekben való felhasználásra anélkül, hogy káros hatással lenne az emberi szervezetre. Ez megkönnyíti a felhasználását a feldolgozóiparban az élelmiszeripari termékek fóliába csomagolására is.
– Újrahasznosíthatóság
Az alumínium újrahasznosítása páratlan. Nevezetesen, az újrahasznosított és a szűz alumínium tulajdonságai között jelentős különbség van. A szűz alumínium előállításához felhasznált energia mintegy 5%-a szükséges az alumínium újrahasznosításához. Jelenleg az alumínium körülbelül 60%-át újrahasznosítják az életciklusa vége felé.
– Végkikészíthetőség
A legtöbb alkalmazáshoz az alumíniumnak nincs szüksége védőbevonatra. Az olyan befejező technikák, mint a homokfúvás, a polírozás és a drótkefézés a legtöbb befejezési igényt kielégítik, és a legtöbb esetben az alkalmazott felületkezelés további befejezés nélkül is megfelelő. Ahol tiszta alumíniumra vagy további védelemre van szükség, ott a felületkezelés széles skáláját alkalmazzák, mint például festék, kémiai és elektrokémiai technikák.
– Szilárdság
A kereskedelmi felhasználásra szánt tiszta alumínium szakítószilárdsága 90MPa, ami nagyon hasznos szerkezeti anyagokhoz. Megmunkálása olyan eljárásokkal, mint a hideghengerlés, erősebbé teszi. A szilárdság további növelése olyan elemekkel való ötvözéssel érhető el, mint a réz, a mangán és a szilícium, meghatározott százalékos arányban. Az ötvözetek sokkal erősebbek, és hőkezeléssel tovább erősíthetők.
– Nagy szilárdság-tömeg arány
Az alumínium szilárdság-tömeg aránya sokkal nagyobb, mint az építőacélé. Ez a tulajdonsága alkalmassá teszi erős és könnyű szerkezetek tervezésére és építésére, ami számos előnnyel jár a mozgó szerkezetek, például hajók, járművek és repülőgépek esetében.
– Könnyű gyárthatóság
Az alumínium könnyű gyárthatósága az egyik legfontosabb tulajdonsága, mivel bármilyen öntési módszerrel kevésbé megmunkálható. Az alumíniumot a kívánt vastagságúra lehet gyártani a fóliától, amely vékonyabb, mint a papír, a hengerelhető alumíniumhuzalokig, alumíniumlemezekig, amelyek hengerelhetőek, préselhetőek és húzhatóak. Lényegében az alumínium megmunkálásának gyorsasága és egyszerűsége jelentősen hozzájárul az alumíniumalkatrészek gyártásának alacsony költségeihez. Az alumínium fémet nagy sebességgel lehet esztergálni, marni és fúrni, amire a gépek rugalmas természetével párosulva képesek.
– Forgékonyság
Az alumínium képlékeny, ami azt jelenti, hogy törés nélkül huzalokba húzható. Képlékenysége azonban alacsonyabb, mint a rézé. Az alumínium sűrűsége és olvadáspontja is alacsony. Olvasztott formában az alumíniumot rugalmassága miatt többféleképpen lehet önteni, így olyan kívánt termékek készíthetők belőle, mint a lemezek, fóliák, csövek és rudak.
– Szilárdság alacsony hőmérsékleten
Az alumínium és ötvözetei hideg hőmérsékleten is hasznosnak bizonyultak. Más fémekkel, például az acéllal ellentétben, amelyek alacsony hőmérsékleten törékennyé válnak, az alumínium és ötvözetei erősebbé válnak. Nemcsak a szilárdság nő alacsony hőmérsékleten, hanem a szakító-, a folyás- és az ütésmérés is. Ráadásul az alumínium korrózióállósága is megnő ilyen körülmények között, ami alkalmassá teszi a hideg és jeges régiókban való felhasználásra anélkül, hogy a nedvesség jelenléte miatt felgyorsulna a szétesés.
– Áthatolhatatlan és szagtalan
Az alumínium még fóliaként hengerelve is 0,007 mm vastagságú, kellően vízhatlan, és nem bocsát ki szagot vagy ízt. Emellett nem mérgező, és szagtalan és áthatolhatatlan tulajdonságaival párosulva ideális az olyan termékek csomagolására, mint a gyógyszerek és élelmiszerek.
– Nem mágneses
Az alumínium nem vonzza a mágneseket, ezért a laikusok nyelvén paramágnesesnek nevezik. Ez a tulajdonsága miatt ideális az antennák és számítógépes lemezek árnyékolására.
– Hang- és lengéscsillapítás
Az alumínium jó hangelnyelő, ezért ideális a tetőfödémek és az autók lengéscsillapítóinak építéséhez. Az alumíniumhabot porozitása, anyagösszetétele, vastagsága és különböző kezelési módok teszik hang- és lökéscsillapítóvá.
Források és további olvasnivalók
Alumíniumötvözet – Általános információk – Bevezetés az alumínium és ötvözetei témakörébe. Aalco.co.uk. Retrieved 27 May 2020, from http://www.aalco.co.uk/datasheets/Aluminium-Alloy_Introduction-to-Aluminium-and-its-alloys_9.ashx.
Asminternational.org. (2020). Az alumínium legfontosabb jellemzői. Asminternational.org. Retrieved 27 May 2020, from https://www.asminternational.org/documents/10192/3456792/06787G_Sample.pdf/c4151917-99fc-46e8-a310-d5578d0af160.
DJUKANOVIC, G. (2016). Alumíniumötvözetek a hajóépítésben – egy gyorsan növekvő trend. Aluminiuminsider.com. Retrieved 27 May 2020, from https://aluminiuminsider.com/aluminium-alloys-in-shipbuilding-a-fast-growing-trend/.