خواص فیزیکی و شیمیایی آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیوم
1411 بازدیدها 2024-04-17 09:31:35
خواص فیزیکی و شیمیایی آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیوم
اگرچه آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیوم هر دو از آلومینیوم به عنوان عنصر مصنوعی اصلی استفاده می کنند, آنها در خواص فیزیکی و شیمیایی خاص تفاوت های زیادی دارند.
آلومینیوم عنصری سبک و بسیار فعال است که به راحتی با اکسیژن موجود در هوا اکسید می شود. آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیوم اغلب از این دو ویژگی استفاده می کنند, که از برجسته ترین خواص فیزیکی و شیمیایی آلومینیوم نیز هستند.
خواص فیزیکی و شیمیایی آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیوم
خواص فیزیکی آلومینیوم
خود آلومینیوم یک جسم بسیار نرم است, اما پس از سنتز شدن با عناصر دیگر, سختی آلیاژ آلومینیوم بسیار بیشتر از سختی آلومینیوم است, و حتی می تواند با فولاد قابل مقایسه باشد.
| ویژگی | شرح |
| سمبل | ال |
| عدد اتمی | 13 |
| جرم اتمی | 26.9815 g/mol |
| فاز در دمای اتاق. | جامد |
| تراکم | 2.70 g/cm³ |
| نقطه ذوب | 660.32درجه سانتی گراد (1220.58درجه فارنهایت) |
| نقطه جوش | 2467درجه سانتی گراد (4472.6درجه فارنهایت) |
| رنگ | نقره ای-سفید |
| چکش خواری | بسیار چکش خوار |
| شکل پذیری | بسیار انعطاف پذیر |
| رسانایی | هادی حرارتی و الکتریکی |
| استحکام کششی | نسبتا کم (قابل تقویت است) |
| سختی | نسبتا نرم (آلومینیوم خالص) |
| مقاومت در برابر خوردگی | عالی (لایه اکسید محافظ را تشکیل می دهد) |
| ساختار کریستالی | مکعب در مرکز صورت (FCC) |
| خواص مغناطیسی | غیر مغناطیسی |
| انبساط حرارتی | 23.1 x 10^-6 /°C (در 25 درجه سانتی گراد) |
| مدول یانگ | 68.3 GPa (9860 ksi) |
| مدول برشی | 26 GPa (3770 ksi) |
| نسبت پواسون | 0.33 |
| ظرفیت حرارتی خاص | 0.897 J/g°C |
| رسانایی گرمایی | 237 W/(m·K) در 25 درجه سانتی گراد |
| رسانایی الکتریکی | 37.7 x 10^6 S/m (IACS) |
| مقاومت | 2.65 x 10^-8 اهم متر |
| انعکاس | تقریبا 80% برای نور مرئی |
خواص شیمیایی آلومینیوم
آلومینیوم در طبیعت بسیار فعال است, تصفیه آلومینیوم را دشوار می کند. آلومینیوم می تواند به راحتی با اکسیژن موجود در هوا واکنش داده و اکسید آلومینیوم سخت تری را تشکیل دهد. مردم اغلب از این خاصیت برای بهبود سختی استفاده می کنند آلیاژ آلومینیوم سطوح.
اکسیداسیون آلومینیوم
| ویژگی | شرح |
| واکنش پذیری با اکسیژن | با اکسیژن واکنش می دهد و اکسید آلومینیوم را تشکیل می دهد (Al2O3), که یک لایه محافظ در برابر اکسیداسیون بیشتر ایجاد می کند. این لایه پایدار است و از خوردگی فلز جلوگیری می کند. |
| واکنش پذیری با اسیدها | با اسیدهایی مانند اسید هیدروکلریک واکنش می دهد (HCl) یا اسید سولفوریک (H2SO4) برای تولید نمک های آلومینیوم و گاز هیدروژن. واکنش با اسیدهای غلیظ یا داغ شدیدتر است. |
| واکنش پذیری با پایه ها | با بازهای قوی مانند هیدروکسید سدیم واکنش می دهد (NaOH) برای تولید نمک های آلومینیوم و گاز هیدروژن. واکنش نیز بسیار شدید است. |
| واکنش پذیری با هالوژن ها | با هالوژن ها واکنش نشان می دهد (به عنوان مثال،, کلر, برم) برای تشکیل هالیدهای آلومینیوم (به عنوان مثال،, AlCl3, AlBr3). این واکنش ها معمولا شدید هستند و می توانند در دمای اتاق رخ دهند. |
| قابلیت احتراق | در حالی که به معنای سنتی قابل اشتعال نیست, آلومینیوم می تواند در پودر بسوزد, تکه ها, یا نوارهای نازک, تولید اکسید آلومینیوم و حرارت. این به عنوان واکنش ترمیت شناخته می شود و در جوشکاری و پیروتکنیک استفاده می شود. |
| منفعل شدن | آلومینیوم قابلیت غیرفعال شدن را دارد, تشکیل یک نازک, لایه محافظ اکسید روی سطح آن که از اکسیداسیون بیشتر جلوگیری می کند. این خاصیت به مقاومت عالی آن در برابر خوردگی کمک می کند. |
| واکنش با آب | آلومینیوم به دلیل وجود لایه اکسیدی در دمای اتاق با آب واکنش نمی دهد. با این حال, در دمای بالا, می تواند با بخار واکنش داده و اکسید آلومینیوم و گاز هیدروژن تولید کند. |
| تشکیل آلیاژ | آلومینیوم به راحتی با سایر فلزات آلیاژ تشکیل می دهد, تغییر خواص شیمیایی و افزایش خواص مکانیکی و فیزیکی آن برای کاربردهای خاص. عناصر آلیاژی رایج عبارتند از مس, سیلیکون, و منیزیم. |
کاربرد سری های مختلف آلیاژهای آلومینیوم
خواص آلیاژهای آلومینیوم به دلیل عناصر مصنوعی مختلف بسیار متفاوت است. با توجه به عناصر مصنوعی اصلی آلیاژهای آلومینیوم, آلیاژهای آلومینیوم را می توان به دو دسته تقسیم کرد 1000-8000 سری آلیاژهای آلومینیوم.
| سری آلیاژ آلومینیوم | عناصر آلیاژی اصلی | کاربرد |
| 1000 سلسله | آلومینیوم تقریبا خالص | تجهیزات پردازش مواد غذایی, تجهیزات پردازش شیمیایی, و غیره. |
| 2000 سلسله | مس | اجزای ساختاری در صنعت هوافضا و هوانوردی |
| 3000 سلسله | منگنز | مخزن سوخت, دیواره سیلندر و سایر اجزاء |
| 5000 سلسله | منگنز & Mg | کشتی, قطعات خودرو و هواپیما |
| 6000 سلسله | و & Mg | اجزای سازه ای در ساخت و ساز, صنایع هوافضا و خودروسازی |
| 7000 سلسله | روی | قطعات با استحکام بالا در تجهیزات هوافضا و ورزشی |
| 8000 سلسله | Fe | مواد بسته بندی مانند فویل آلومینیومی |
