Free Press

Co to jest aluminium? Jest to pierwiastek chemiczny, który występuje naturalnie na Ziemi. Jest to najobficiej występujący metal na naszej planecie, ponieważ stanowi około 8% skorupy ziemskiej. Jest bardzo wszechstronny, co czyni go drugim po stali najczęściej stosowanym metalem w różnych zastosowaniach, np. w produkcji samochodów i budynków. Wieki po rozpoczęciu przemysłowej produkcji aluminium, jego popyt na świecie gwałtownie wzrósł do około 29 milionów ton rocznie, z czego około 22 miliony ton to aluminium pierwotne. Dla porównania, 7 milionów ton to aluminium ponownie wykorzystane ze złomu. Warto zauważyć, że aluminium jest jednym z metali używanych w inżynierii, ponieważ ma stosunek wytrzymałości do wagi większy niż stal.

Właściwości i zalety aluminium

Zalety stosowania aluminium są związane z jego niezwykłymi właściwościami, jak następuje:

– Odporność na korozję

Gdy aluminium jest wystawione na działanie powietrza i wilgotnych warunków, tworzy się warstwa tlenku, która chroni powierzchnię aluminium przed ekstremalnym utlenianiem. Ta samo-ochronna warstwa tlenku daje aluminium odporność, którą ma przed zniszczeniem, odporne na warunki atmosferyczne, nawet na atmosferę przemysłową, która ułatwia starzenie się. Zabiegi anodowania mogą być dalej stosowane w celu zwiększenia odporności warstwy tlenku na powierzchniach.

– Przewodnictwo cieplne i elektryczne

Aluminium doskonale przewodzi ciepło i elektryczność. Przewodność cieplna aluminium jest około 50 do 60 procent, że z miedzi, co czyni go bardzo przydatne w produkcji na dużą skalę naczyń kuchennych. Przewodnictwo cieplne odnosi się do transferu z jednego medium do drugiego, dlatego też aluminiowe wymienniki ciepła stosowane są w przemyśle chemicznym, spożywczym i lotniczym. Wysoka przewodność aluminium (1350) jest około 62 procent International Annealed Copper Standard (IACS) czyni go skutecznym w użyciu i przewodnikiem elektrycznym i ma około jednej trzeciej ciężaru właściwego miedzi.

– Refleksyjność

Gładkie aluminium ma wysoką refleksyjność na spektrum elektromagnetycznym od fal radiowych i do podczerwieni i zakresu termicznego. Odbija około 80% światła i 90% ciepła, które uderza w jego powierzchnię. Ta wysoka refleksyjność nadaje aluminium dekoracyjny wygląd i sprawia, że jest ono skuteczne w ochronie przed promieniowaniem świetlnym i cieplnym w zastosowaniach takich jak pokrycia dachowe i samochodowe osłony cieplne.

– Cechy nietoksyczne

Nietoksyczność aluminium została odkryta wieki temu w jego pierwszym zastosowaniu przemysłowym. Ta cecha sprawia, że nadaje się ono do stosowania w naczyniach kuchennych bez szkodliwego wpływu na organizm ludzki. Ułatwia to również jego zastosowanie w foliowaniu produktów spożywczych w przemyśle przetwórczym.

– Recykling

Recykling aluminium jest niezrównany. W szczególności, istnieje znacząca różnica we właściwościach między aluminium z recyklingu i aluminium pierwotnego. Około 5% energii zużywanej do produkcji aluminium pierwotnego jest potrzebne do recyklingu aluminium. Obecnie około 60% aluminium jest poddawane recyklingowi pod koniec jego cyklu życia.

– Wykończalność

Do większości zastosowań aluminium nie potrzebuje powłoki ochronnej. Techniki wykończeniowe, takie jak piaskowanie, polerowanie i szczotkowanie druciane służą większości potrzeb wykończeniowych, a w większości przypadków stosowane wykończenie powierzchni jest odpowiednie bez potrzeby dalszego wykańczania. Tam, gdzie potrzebne jest czyste aluminium lub dodatkowa ochrona, stosuje się szeroki zakres wykończeń powierzchni, takich jak farby, techniki chemiczne i elektrochemiczne.

– Wytrzymałość

Czyste aluminium do użytku komercyjnego ma wytrzymałość na rozciąganie 90MPa, co czyni je bardzo przydatnym do materiałów konstrukcyjnych. Obróbka poprzez takie procesy jak walcowanie na zimno sprawia, że jest ono mocniejsze. Dalszy wzrost wytrzymałości uzyskuje się poprzez stopienie go z takimi pierwiastkami jak miedź, mangan i krzem w odpowiednich proporcjach. Stopy są znacznie mocniejsze i mogą być dalej wzmacniane poprzez obróbkę cieplną.

– Wysoki stosunek wytrzymałości do masy

Stosunek wytrzymałości do masy aluminium jest znacznie wyższy niż stali konstrukcyjnej. Ta cecha sprawia, że nadaje się ono do projektowania i konstruowania mocnych i lekkich konstrukcji o wielu zaletach dla konstrukcji, które się poruszają, takich jak statki, pojazdy i samoloty.

– Łatwość wytwarzania

Łatwość wytwarzania aluminium jest jedną z jego najważniejszych cech ze względu na niższy stopień obrabialności przy użyciu jakichkolwiek metod odlewniczych. Aluminium może być wytwarzane do pożądanej grubości z folii, która jest cieńsza niż papier do drutów aluminiowych, które mają być walcowane, blachy aluminiowe, które mogą być walcowane, tłoczone i rysowane. Zasadniczo, szybkość i łatwość, z jaką aluminium jest obrabiane przyczyniają się znacząco do niskich kosztów produkcji części aluminiowych. Aluminium metal może być toczone, frezowane i wiercone z dużą prędkością, które maszyny są zdolne w połączeniu z jego elastyczną naturą.

– ciągliwość

Aluminium jest ciągliwe, co oznacza, że może być ciągnięte w druty bez złamania. Jednak jego ciągliwość niższa niż miedzi. Aluminium ma również niską gęstość i temperaturę topnienia. W postaci stopionej, aluminium może być odlewane na kilka sposobów ze względu na jego elastyczność do produkcji pożądanych produktów, takich jak arkusze, folie, rury i pręty.

– Wytrzymałość w niskich temperaturach

Aluminium i jego stopy okazały się przydatne w niskich temperaturach. W przeciwieństwie do innych metali, takich jak stal, które stają się kruche po wystawieniu na działanie niskich temperatur, aluminium i jego stopy stają się mocniejsze. Nie tylko wytrzymałość wzrasta w niskich temperaturach, ale także jego rozciąganie, plon, i pomiarów udarności. Ponadto, odporność na korozję aluminium wzrasta w tych warunkach, co czyni go odpowiednim do stosowania w zimnych i lodowatych regionach bez przyspieszonej awarii z powodu istnienia wilgoci.

– nieprzepuszczalny i bezwonny

Aluminium, nawet gdy zwinięte jak folia, ma grubość 0,007mm i jest wystarczająco nieprzepuszczalny i nie wydziela zapachu lub smaku. Jest również nietoksyczne i w połączeniu z jego bezwonnymi i nieprzepuszczalnymi cechami czyni go idealnym do pakowania produktów takich jak farmaceutyki i żywność.

– Niemagnetyczny

Aluminium nie przyciąga magnesów i dlatego jest określane jako paramagnetyczne w języku laików. Ta cecha czyni go idealnym do ekranowania w antenach i dyskach komputerowych.

– Pochłanianie dźwięku i wstrząsów

Aluminium jest dobrym pochłaniaczem dźwięku, co czyni go idealnym do konstruowania sufitów dachowych i amortyzatorów w samochodach. Pianka aluminiowa, jej porowatość, skład materiału, grubość i różne rodzaje obróbki sprawiają, że jest przepuszczalna dla dźwięku i wstrząsów.

Źródła i dalsza lektura

Stop aluminium – informacje ogólne – Wprowadzenie do aluminium i jego stopów. 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). Key Characteristics of Aluminum. 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). Stopy aluminium w przemyśle stoczniowym – szybko rozwijający się trend. Aluminiuminsider.com. Retrieved 27 May 2020, from https://aluminiuminsider.com/aluminium-alloys-in-shipbuilding-a-fast-growing-trend/.

.