آلومینیوم و صنایع روز دنیا

آلومینیوم و صنایع روز دنیا

فلز آلومینیوم و همچنین پروفیل آلومینیوم یکی از یکی از پرکاربرد ترین فلزات در صنایع مختلف است.

این فلز که بیشتر در قالب پروفیل آلومینیوم مورد استفاده قرار میگیرد توانسته است به خوبی جایگاه خود را در صنایع بیاید و نقش بسزایی در رشد صنایع داشته باشد.

از مهمترین ویژگی های این آلومینیوم و صنایع روز دنیا شکل پذیر بودن پروفیل آلومینیوم می باشد که توانسته جای آهن را پر نماید.

وزن سبک و مناسب پروفیل آلومینیوم از دیگر ویژگی های کاربردی است که در صنایع هوایی خائز اهمیت است.

پروفیل آلومینیوم جایگاه خود را همواره حفظ کرده و در دو زمینه ساختماني و صنعتي مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

ویژگی دیگر آن تبادل دماست که یکی از مهم‌ ترین تفاوت‌هاي پروفیل آلومینیوم با آهن در این است كه پنجره‌های آهنی انرژی بیشتری را هدر مي‌دهند، ولی پنجره‌هاي آلومینیومی اینگونه عمل نمی کنند و این در بهینه ‌سازی مصرف انرژی بسیار مهم است،

زیبایی آلومینیوم خاطر رنگ روشن و سفیدش حس زیبایی و تمیزی بیشتری به ساکنان خانه مي‌دهد.

کاربرد پروفیل آلومینیوم به دلیل قابلیت شکل پذیری، مقاومت در برابر زنگ زدگی و رنگ زیبایی که دارد، رشد بسیار سریعی را در چند سال اخیر تجربه کرده‌است.

پروفیل در و پنجره آلومینیوم تقریبا استفاده از پنجره‌های آهنی را منسوخ کرده و سهم بسیار زیادی از بازار در و پنجره را در صنعت ساختمان سازی برای خود تصاحب کرده است.

دلیل این محبوبیت بسیار بالا را می‌توان مقاومت بسیار بالا نسبت به آهن و البته شاید مهمتر از آن زیبایی و ظرافت این نوع پروفیل دانست.

کاربرد پروفیل آلومینیوم در صنایع مختلف

مهمترین کاربرد پروفیل آلومینیوم را می‌توان در صنعت ساختمان دانست اما نمی‌توان استفاده از این مصالح را در صنایع دیگر نیز نادیده گرفت.

آلومینیوم یک فلز نرم، سبک و شکل پذیر است؛ همچنین پروفیل‌های ساخته شده از این فلز به دلیل خاصیت ضد زنگ بودن، از دوام و عمر بالایی برخوردار است و هزینه نگهداری و تعمیرات پایین، قیمت پروفیل آلومینیوم را از نظر اقتصادی به صرفه می‌کند.

ظرافت و رنگ روشن این پروفیل را نیز اگر به دیگر خصوصیات آلومینیوم  که درباره آنها صحبت کردیم اضافه کنیم، یکی از بهترین مصالح لازم برای تولید قاب در و پنجره پروفیل آلومینیوم خواهد بود.

یکی دیگر از فواید به کار بردن پروفیل آلومینیوم را می‌توان رنگ پذیری این فلز دانست.

رنگ‌های متنوع این پروفیل، جذابیت بسیار بالایی برای صاحبان خانه و همچنین طراحان دارد و این موضوع آلومینیوم را به یکی از گزینه‌های مهم در صنعت ساختمان تبدیل کرده است.

همانطور که گفتیم پروفیل آلومینیوم فقط در صنعت ساختمان سازی کاربرد ندارد؛ در صنعت برق و الکترونیک به دلیل وزن سبک و مقاومت بالا این مصالح، از آنها در ساخت دکل‌های بلند انتقال برق فشار قوی استفاده می‌شود.

از آلومینیوم در ساخت لوازم خانگی و همچنین لوازم مهندسی در حال افزایش است.

فرایند تولید پروفیل های آلومینیومی، به شیوه اکستروژن بوده و عمده پروفیل های صنعتی آلومینیومی در داخل کشور تولید می گردند.

سطح مقاطع پروفیل ها دارای تنوع بسیاری بوده و عمدتا به دلیل ساختار فضایی و همچنین نسبت مناسب مقاومت خمشی به وزن، از گزینه های بسیار مناسب جهت ساخت قاب های سبک و شاسی ماشین الات مهندسی در صنعت می باشند.

این خصوصیت در کنار وزن پایین تر آلومینیوم در مقایسه با سایر فلزات صنعتی موجب شده است تا پس از فولاد، پر کاربردترین فلز صنعتی در جهان باشد.

پنجره های آلومینیومی

به چه دلیل پنجره های آلومینیومی را انتخاب می کنیم؟

به چه دلیل  پنجره های آلومینیومی را انتخاب می کنیم؟

در این مقاله قصد داریم  پنجره های آلومینیومی اطلاعاتی به شما بدهیم در مورد آن صحبت کنیم. شما میتوانید در مقاله های قبلی در مورد آلومینیوم اطلاعات جامع تری داشته باشید:

شناخت آلیاژ آلومینیوم

لوله های آلومینوم را بهتر بشناسیم

زمان تقریبی مطالعه مقاله حدودا 6 دقیقه

کلمات کلیدی : (پنجره های آلومینیومی_پروفیل درب و پنجره_ کاربرد آلومینیوم )

اگر خاطرتان باشد در زمان قدیم این نوع پنجره ها عایق بسیار خوبی داشتند به نسبت پنجره های دیگر، به همین دلیل این پنجره ها در بازار بسیار مورد استقبال قرار گرفته شد و سبب شد تا کشش بازار مناسب تولیدات قطعات و پروفیل های آلومینیوم گردد.

این استقبال و کشش بازار سبب شد تا با پیشرفت تکنولوژی ؛ قطعات جدیدی روانه بازار گردد و به عنوان قطعات پنجره استفاده گردد.

مهم ترین محصول درب و پنجره های دوجداره آلومینیومی بود که بسیار محصول پرقدرت و پرکاربردی است و در شرکت های معماری و دکوراسیون داخلی این متریال بشدت استفاده میشود.

پروفیل از نظر لغتی، به معنای ثابت بودن یک مقطع در طولی مشخص و معین است. اما حتما این سوال برای شما به وجود آمده است، که این لغت در صنایع ساختمانی، به چه مفهومی تعلق می‌گیرد. پروفیل یا Profile در زبان لاتین، به تجهیزاتی گفته می‌شود، که در ساخت درب، پنجره، لوله یا نمای ساختمان از آن‌ها استفاده می‌شود.

مثلا پروفیل آلومینیومی، برای ساخت قاب پنجره‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. به طور کلی در صنعت ساخت و ساز و در مبحث تخصصی تعریف پروفیل، باید گفت، که دو نوع پروفیل باز و بسته وجود دارد.

پروفیل باز در ابعاد و ضخامت‌های متنوع تولید می‌شود و در صنایع ساختمان سازی به عنوان مصالح مصرفی برای ساخت تسمه، تیرآهن، میلگرد، نبشی، ناودانی، هاش و چهارپهلو کاربرد دارد.

پنجره های آلومینیومی

چرا پروفیل دوجداره آلومینیوم:

پروفیل‌های آلومینیومی، وقتی همراه با شیشه‌های دوجداره مورد استفاده قرار می‌گیرند، به صورت کامل عایق می‌شوند و دیگر سرما، گرما، گرد و غبار یا سر و صدا از آن‌ها نفوذ نمی‌کند.

پروفیل آلومینیومی چیست؟

از نظر لغوی، پروفیل به معنای ثابت بودن مقطع در طولی مشخص است. در دنیای فلزات و ساخت و ساز، پروفیل شامل انواع مختلفی است. اصلی‌ترین کاربرد پروفیل‌ها برای ساخت درب و پنجره‌های فلزی می‌باشد.

آلومینیوم فلزی نقره‌ای رنگ با جلای فلزی، نرم، سبک و دارای قابلیت شکل‌پذیری زیاد است. از ویژگی‌های مهم آلومینیوم، سبک وزنی و قابلیت عدم زنگ‌زدگی می‌باشد. پروفیل اکستروژن آلومینیوم به عنوان یکی از پرمصرف‌ترین بخش مصارف آلومینیوم به حساب می آید.

 

برای تولید پروفیل آلومینیوم، ابتدا ماده اولیه را که بیلت آلومینیومی نام دارد، تحت فشار بسیار بالا و درجه حرارت مناسب قرار می‌دهند. سپس آن را از میان قالب های مخصوصی حرکت می‌دهند.

به این ترتیب ماده اولیه تغییر شکل پیدا می‌کند و به اشکال مورد نظر درمی‌آید. به خاطر اعمال فرآیند حرارتی و فشار بالا روی فلز آلومینیوم، ماده اولیه کاملا تغییرشکل پیدا می‌کند و در نتیجه پروفیل آلومینیوم تولید می‌شود.

درب و پنجره آلومینیومی دوجداره چیست؟

درب و پنجره دوجداره آلومینیومی یا درب و پنجره‌های ساخته شده از پروفیل‌های آلومینیومی، نوعی از درب و پنجره‌ها هستند، که از گذشته تا زمان حال مورد استفاده قرار گرفته‌اند. در واقع درب و پنجره آلومینیومی یکی از انواع قدیمی پنجره‌ها به حساب می‌آید، که نسل اول آن در زمان گذشته طرفداران بسیاری داشته است.

نسل اول درب و پنجره‌های آلومینیومی، با استفاده از میل‌گردهایی به هم متصل می‌شدند و امکان نداشت، که آن‌ها را تبدیل به درب و پنجره‌های دوجداره کرد.

به این ترتیب، برای بالا بردن کیفیت این جنس از درب و پنجره‌ها، نسل دوم آن‌ها که به درب و پنجره‌های اس تی معروف بود، تولید و وارد بازار شد. درب و پنجره‌های اس تی قابلیت دوجداره شدن را داشتند اما باز هم درزهایی در آن‌ها وجود داشت، که باعث می‌شد معایبی داشته باشند.

معایب درب و پنجره‌های آلومینیومی اس تی، به قدری بود، که دوجداره بودن آن‌ها را به چشم نمی‌آورد و باعث شد، که تولید کنندگان درب و پنجره‌ دو جداره آلومینیومی به فکر نوآوری جدید باشند.

ویژگی‌های  پنجره‌های آلومینیومی چیست؟

پنجره‌ دوجداره آلومینیومی نسبت به سایر انواع پنجره‌ها برتری‌هایی دارد. پروفیل پنجره‌ دوجداره آلومینیومی مانند پنجره یو پی وی سی، شیمیایی نیستند و جزئی از طبیعت به حساب می‌آیند.

آلومینیوم بدون شک قوی‌ترین فلز در دسترس امروز بر روی زمین است. پنجره‌های آلومینیومی قادر به نگهداری از پنل‌های شیشه‌ای بزرگ هستند.

همچنن پنجره‌هایی که از جنس پروفیل آلومینیوم تولید می‌شوند، با توجه به ویژگی مقاومت در برابر خوردگی‌شان، نیاز به تعمیر و نگهداری بسیار کمی بعد نصب دارند. این نوع پنجره‌های دارای طیف رنگی وسیع و متنوعی هستند و با هر سلیقه‌ای جور درمی‌آیند.

به علاوه، پروفیل پنجره آلومینیومی معمولا قوی و پایدار هستند و قادر به مقاومت در برابر شدیدترین عناصر و تغییرات جوی می‌باشند. این پنجره‌ها دارای انعطاف‌پذیری فراوانی هستند و می‌توان آن‌ها را برای پنجره‌هایی با ابعاد و اندازه‌های مختلف طراحی کرد. همین موضوع باعث محبوب شدن این پروفیل در بین معماران و طراحان ساختمان شده است.

پروفیل‌های آلومینیومی برای پنجره‌ها، فریم‌های باریک‌تری در مقایسه با پروفیل‌های UPVC دارند و باعث می‌شوند نور بیشتری از پنجره به خانه وارد شود و این موضوع در زیباسازی و نورگیری فضای داخلی خانه موثر است.

 

 

قوطی پروفیل آلومینیومی

استاندارد لوله های آلومینیومی

استاندارد لوله های آلومینیومی

در هر صنعتی و هر مقوله ایی برای کاربردی کردن  و کارایی لازم باید استاندارد هایی را رعایت کرد و آن را پیاده سازی کرد بطور مثال زمانی که به ابزار فروشی مراجعه می کنید پبچ شماره مد نظرتان را به فروشنده اعلام می کنید و از فروشنده پیچ سفارشی نمیخواهید . در مورد صنعت آلومینیوم هم چنین است که در فرایند تولید قوطی ها و پروفیل ها و استانداردهای مشخصی اجرا می شود.

در این مقاله قصد داریم در مورد استاندارد لوله های آلومینیومی اطلاعاتی به شما بدهیم در مورد آن صحبت کنیم.

شما میتوانید در مقاله های قبلی در مورد آلومینیوم اطلاعات جامع تری داشته باشید:

زمان تقریبی مطالعه مقاله حدودا 6 دقیقه

کلمات کلیدی : (استاندارد لوله های آلومینیومی_ استاندارد آلومینیوم _ کاربرد آلومینیوم )

همانطور که اشاره شد یکی از پروفیل های پر کاربرد آلومینیوم لوله ها هستند که با قطر ها و ضخامت های متفاوت موجود می باشند ولی اغلب مشتریان لوله های با ضخامت 5/1 میلیمتر تا 2 میلیمتر را خواستارند.

البته بسته به نوع فعالتی که انجام می دهند متفاوت است و هرچه قطر لوله افزایش یابد ضخامت نیز باید متناسب با آن باشد.

مثلا لوله هایی که قطر آنها بالا بوده و ضخامت پایین تری دارن قالب آنها حساس تر است و در مواردی نیز امکان ساخت قالب برای آنها وجود ندارد و مهندسان طراح با توافق خود مشتری نقشه ان را تغییر می دهند تا به یک حالت مطلوب برسانند.

استاندارد لوله های آلومینیومی

لوله 15 میل با ضخامت 75/2 میل
لوله 16 میل با ضخامت 5/1 و 2و 4و 5 میل
لوله 19 میل با ضخامت 2/1 و 5/1 میل
لوله 20 با ضخامت 8/1 و 3 و 4 میل
لوله 21 میل با ضخامت 5/4 میل
لوله 22 با ضخامت 2/1 و 5/1 و 5/2 و 5 و میل
لوله 24 با ضخامت 75/3 و 5 میل
لوله 25 با ضخامت 5/1 و 25/3 و 25/8 میل
لوله 26 با ضخامت 2 میل
لوله 28 با ضخامت 8/2 و 7/4 میل
لوله 30 با ضخامت 3و 75/3 و 4و 10میل
لوله های با قطرهای 30 تا 82 میل

همچنین:

1-    لوله آلومینیوم با قطر بزرگ که این نوع لوله قطری بالا تر از 156 سانت دارد

2-    لوله آلومینیوم نرمال که در قطر و ضخامت استاندارد می باشد

3-    لوله آلومینیوم با قطر کوچک که معمولا قطرش 6، 8 و یا 12 میل می باشد. از این لوله در لوازم خانگی و ساخا گاز و یا یخچال استفاده زیادی می شود.

4-    لوله آلومینیوم با قابلیت خم کاری که از آلیاژ 3003 برای تولید این نوع لوله استفاده می شود.

قوطی پروفیل آلومینیومی

لوله های آلومینیوم با توجه به سایز و جنس و ضخامت دسته بندی می شوند و آلیاژ های لوله آلومینیوم که در بازار موجود می باشند دارای استاندارد 3003، 6063، 1050 می باشد.
لوله آلومینیوم نیز به 2 دسته درزدار و بدون درز تقسیم می شوند. لوله بدون درز آلومینیومی از پروفیل توپر تولید می شود. اما لوله درزدار از طریق جوش دادن تولید می شود. بیشترین استفاده لوله آلومینیوم بدون درز می باشد زیرا به روش اکستروژن تولید می شود و در نتیجه برای صنایعی که به مقاومت بالا تری نیاز دارند بیشتر استفاده می شود.

در مورد سایر ابعاد و اندازه ها ، امکان قالب سازی اکستروژن و تولید (اکسترود) لوله آلومینیومی با تلرانس های مورد نظرموجود می باشد. در هر یک از موارد فوق توجه به کاربرد مقطع آلومینیوم و نوع نوع آلیاژ لوله آلومینیوم ضروری میباشد.

همچنین علاوه بر استاندارهای لوله های آلومینیوم می توان از متدوال ترین استانداردهای قوطی های آلومینیومی که پرکاربرد تر هست نام برد:

متداول ترین قوطی های آلومینیومی:

متداول ترین ابعاد موجود قوطی35#35 و قوطی 35#55 می باشد که در دو کیفیت درجه یک با سختی بالا و درجه دو بدون سختی تولید میشود

سایر ابعاد و مقاطع قوطی آلومینیومی موجود به شرح ذیل میباشد: (واحد میلیمتر)

قوطی پروفیل آلومینیومی 10X10

قوطی پروفیل آلومینیومی 20X20

قوطی پروفیل آلومینیوم    20X30

قوطی پروفیل آلومینیومی 25X25

قوطی پروفیل  آلومینیومی 25X36

قوطی پروفیل آلومینیوم    25X64    در دو ضخامت 1.3 میلیمتر و 1.7 میلیمتر

قوطی پروفیل آلومینیومی 25X65

قوطی پروفیل آلومینیومی 25X95

قوطی پروفیل آلومینیوم    30X30

قوطی پروفیل آلومینیومی 35X35

قوطی پروفیل آلومینیوم    35X55

قوطی پروفیل آلومینیومی 38X64

قوطی پروفیل آلومینیوم    40X40

قوطی پروفیل آلومینیومی 40X60

قوطی پروفیل آلومینیوم   40X80  ضخامت 1.6 میلیمتر

قوطی پروفیل آلومینیومی 40X90

قوطی پروفیل آلومینیوم  40X100

قوطی پروفیل آلومینیومی 45X45

قوطی پروفیل آلومینیوم    50X50

قوطی پروفیل آلومینیومی 60X60

قوطی پروفیل آلومینیوم   70X70 ضخامت 2 میلیمتر

قوطی پروفیل آلومینیومی 80X80 ضخامت 1.6 میلیمتر

قوطی پروفیل آلومینیومی 90X90

قوطی پروفیل آلومینیومی 100X100

لازم به ذکر است ضخامت این قوطی ها در همه موارد مطابق با ابعاد متفاوت می باشد که بر حسب نیاز مشتریان عزیز قابل تغییر میباشد. ضمنا در مواردی که ابعادی خاص مورد نظر باشد امکان ساخت قالب و تولید مقاطع مورد نظر وجود دارد.

 

 

 

 

شناخت آلیاژ آلومینیوم

شناخت آلیاژ آلومینیم

در این مقاله قصد داریم در مورد مقاطع آلیاژ آلومینیوم اطلاعاتی به شما بدهیم در مورد آن صحبت کنیم. همان طور که در مقاله قبل توضیح دادیم آلومینیوم مصاوف گوناگونی دارد که برای آشنا شدن با آن میتوانید به مقاله لوله های آلومینوم را بهتر بشناسیم” مراجعه کنید.

از آنجایی که در مصارف مختلف مقاطع آلیاژ آلومینیم متفاوت است بهتر است آن را بشناسیم.

زمان تقریبی مطالعه مقاله حدودا 5 دقیقه

کلمات کلیدی : (مقاطع آلیاژ آلومینیوم_ آلومینیوم _ انواع آلومینیوم )

آلیاژ آلومینیوم  است که هرگز به صورت ازاد در طبیعت وجود ندارد بلکه همواره با مواد گوناگون دیگر همراه است. به نوعی باید فرآیندی روی این آلیاژ صورت گیرد که کاربردی شود.

بخشی از بسیاری سنگها و خاکها از الومینیوم درست شده است.

در گذشته دانشمندان پیوسته به چاره اندیشی این مشکل پرداخته بودند که چه کار کنند تا بتوانند آلیاژ آلومینیوم را ارزان و به مقدار فراوان در اختیار بگیرند. سرانجام در روز 23 فوریه 1886 یک شیمیدان جوان به نام چارلز مارتین هال که فقط 22 سال داشت موفق به حل این مشکل شد و عصر جدیدی به نام عصر الومینیوم در تاریخ علم گشود.

کاری که این جوان کرد ان بود که فلزی به نام کریولیت را گداخت.کریولیت مقداری الومینیوم را برداشت . پس از گداختن ، ان ار با الومین یعنی اکسید الومینیوم در هم بیامیخت و جریان برق را از میانش عبور داد. در این حال دید که با گذشت اندک زمانی ، دانه های الومینیوم به طور جدا و مستقل اشکار شده ، در اختیارش قرار گرفته اند.

شناخت آلیاژ آلومینیم

این فلز ارزشمند و کاربردی خوردگی هم دارد که در برخی آلیاژهای آلومینیوم لازم است عملیات ترمو-مکانیکی انجام شود. در این عملیات که بیشتر ویژه آلیاژهای سری ۲۰۰۰ ،۷۰۰۰ و ۶۰۰۰ است، ذرات در مرزدانه‌ها رسوب کرده و در نتیجه نواحی اطراف مرزدانه‌ها از عنصر آلیاژی تهی می‌شوند و این خود می‌تواند شروعی برای خوردگی موضعی به ویژه خوردگی حفره ای و بین دانه ای باشد؛ بنابراین، آلیاژهای آلومینیوم با استحکام بالا مانند ۲۰۲۴ ،۷۰۷۵ و ۶۰۶۱ که در صنایع گوناگون کاربرد فراوانی دارند، حساسیت زیادی به خوردگی‌های موضعی به ویژه حفره ای و بین‌دانه ای دارند.

الومینیوم فلزی است سفید نقره ای ، براق و حدود 1سوم وزن اهن می باشد. ان را می توان به شکل مفتول های بسیار باریکی در اورد.

همچنین می توان ازاین فلز ، ورقه های بسیار نازکی ساخت کا گاهی نازکیش از یک ورق کاغذ نیز کمتر می باشد.

برخی از اسید ها به آلیاژ آلومینیم اسیب وارد می اورند. ولی با این وصف ، در شرایط عادی الومیینوم اسیب نا پذیر است.

اگر الومینیوم را با برخی از فلزات بیامیزند از ان الیاژ هایی به دست می اورند که از خود الومینیوم سخت تر ، محکم تر و با دوام تر می باشد.

مصرف مهم الومینیوم در قسمت لوازم اشپز خانه اغاز شد. زیرا یکی از نخستین چیز هایی که با این فلز ساختند قوری بود. ظرف های الومینیومی برای پختن غذا بسیار مناسبند ، زیرا حرارت را به اسانی انتقال می دهند و در ضمن ، شستن و تمیز کردن انها نیز بسیار اسان است.

سبک وزنی الومینیوم انگیزه ی مصرف گسترده این فلز گردیده است. از سیم برق گرفته تا موتور اتومبیل، اجناس بسیار گوناگونی از الومینیوم می سازند. یکی از مهم ترین فواید این فلز در عصر حاضر کمک به فن هواپیما سازی است. بدنه ، بال و ملخ های هواپیما را از الومینیوم می سازند.

امروزه حتی در ساخت موتور های نیرومند قطار از الیاژ های الومینیوم استفاده می کنند. الومینیوم را حتی به صورت گرد در می اورند و با امیختن به برخی روغن ها ، رنگ از ان به دست می اورند. کاغذ های الومینیومی را هم بسیار دیده ایم که در انها پنیر ، سوپ و یا سیگار را بسته بندی می کنند.

بسیار از لوله های خمیر دندان و خمیر ریش نیز از جنس الومینیوم است. حالا می بینید که پای این فلز به همه جای زندگیمان باز شده است به طوری که از ان حتی صندلی ، میز ، در و لوازم ساختمانی ، رادیو و ماشین رختشوئی هم درست می کنند.   

این نوع خوردگی‌ها می‌توانند شروعی برای انواع خوردگی مثل پوسته ای شدن (Exfoliation)، خوردگی تنشی SCC و ترک‌های خستگی در آلیاژهای آلومینیوم باشند. فرایندهایی مانند عملیات حرارتی محلول جامد، کوئنچ و رسوب سختی، اثر قابل ملاحظه‌ای بر ترکیب شیمیایی موضعی آلیاژهای با استحکام بالا و قابل عملیات دارد.

 

به‌طور کلی به علت وجود میزان کمی آب در ساختار آلومینیوم هر نوع عملیاتی که باعث از بین رفتن یکنواختی در میکروساختار آلیاژ شود مقاومت به خوردگی را کاهش می‌دهد. بررسی خوردگی موضعی آلیاژهای آلومینیوم مورد نظر در محیط‌های هالیدی از اهمیت بالایی برخوردار است. محیط‌های هالیدی شامل یون‌های کلرید یا برومید می‌توانند لایه رویین روی سطح آلومینیوم را بشکنند و سبب ایجاد خسارت روی سطح شوند. از سوی دیگر، در این آلیاژها استحکام با انجام عملیات حرارتی و با رسوب ترکیبات شامل مس، روی و منیزیم افزایش می‌یابد. انحلال این رسوبات در دماهای بالا (حدود ۴۸۰ درجه سلسیوس) محلول فوق اشباع از این عناصر را به وجود می‌آورد که تحت عملیات حرارتی، ترکیبات ریز شامل این عناصر رسوب می‌کنند. رشد همین ترکیبات، سبب ایجاد ساختاری ناهمگون شده که افزون بر کاهش استحکام، در رشد لایه غیرفعال تشکیل شده چه در هوا و چه در محیط‌های آبی، اخلال به وجود می‌آورند.

 

از این رو، محل شروع حفره‌دار شدن را می‌توان به نقاط ضعیف در لایه غیرفعال مرتبط دانست. برخلاف فلزات دیگر که خوردگی باعث کاهش کلی ضخامت می‌شود در آلومینیوم خوردگی تمایل دارد به صورت موضعی در سراسر سطح، حفره‌های زیادی تولید کند و در کل بخش وسیعی از سطح دست نخورده باقی می‌ماند.

 

خوردگی اتمسفری

خوردگی اتمسفری نوع خاصی از خوردگی بوده که به علت تشکیل یک لایه الکترولیت روی سطح که بیشتر فیلم نازکی از رطوبت است، به وجود می‌آید. ضخامت این لایه از ۱۰۰ میکرومتر تجاوز نمی‌کند و می‌توان فرض کرد این لایه همیشه اشباع از اکسیژن است. وقتی فلز در آب یا محلول نمکی مانند سدیم کلرید غوطه ور است به دلیل کاهش نفوذ اکسیژن در نواحی کاتدی نرخ خوردگی کاهش می‌یابد، ولی در خوردگی اتمسفری به دلیل اینکه گاهی لایه الکترولیت روی سطح خشک می‌شود یک شرایط تناوب خشک و تر به وجود می‌آید که باعث تشدید خوردگی نیز می‌شود. یون کلر نقش اصلی در خوردگی را ایفا می‌کند. مقدار خورندگی محیط به شدت تابع غلظت یون کلر در اتمسفر است. یون کلر باعث تخریب و سوراخ شدن لایه اکسیدی محافظ می‌شود. بر اساس پژوهش‌های بروکشیتیس و کلارک وجود این یون در اتمسفرهای دریایی باعث می‌شود که نرخ خوردگی آلومینیوم حدود ۲۲ برابر بیشتر از نرخ خوردگی اتمسفرهای روستایی شود.

 

 

آلومینیوم مشهد و همه چیز در ارتباط با صنعت آلومینیوم

آلومینیوم پادرناز (آلومینیوم مشهد) بر آن شد تا در این سایت تاریخچه ای از پیدایش آلومینیوم در تاریخ بشر را فراهم نماید.

کاربرد آلومینیوم در ارتباط با میزان مصرف آلوم شکل گرفته‌است. اولین مطلب نوشته شده  راجع به آلوم توسط مورخ یونانی هرودوت، به قرن پنجم قبل از میلاد بازمی‌گردد.

مشخص شده‌است که گذشتگان از آلوم به عنوان یک تثبیت‌کننده رنگ و دفاع از شهر استفاده می‌کردند.

پس از جنگ‌های صلیبی، آلوم، به عنوان یک ماده ضروری در صنعت نساجی اروپایی، موضوع تجارت بین‌المللی بود؛ که آن را تا اواسط قرن بیستم از غرب دریای مدیترانه وارد اروپا می‌کردند.

تلاش‌ ها برای تولید فلز آلومینیوم به تاریخ ۱۷۶۰ میلادی برمی گردد.

با این حال اولین تلاش موفق در سال ۱۸۲۴ میلادی توسط فیزیکدان و شیمیدان دانمارکی هانس کریستین ارستد به انجام رسید.

سال‌ها پس از آن، وهلر به عنوان کاشف آلومینیوم شناخته شد. شیمیدانی که اولین بار عناصر فلزی آلومینیوم را به‌طور کامل شرح داد.

با استفاده از روش وهلر نمی‌توان مقدار زیادی از آلومینیوم تولید کرد و این فلز آلومینیوم نادر بود؛ به‌طوری که هزینه آن بیش از طلا بود.

اولین روش تولید صنعتی در مقیاس بزرگ به‌طور مستقل در سال ۱۸۸۶ میلادی توسط مهندس فرانسوی پل هرولت و مهندس آمریکایی چارلز مارتین هال توسعه یافت، اکنون به عنوان فرایند هال-هرولت معروف است. فرایند هال-هرولت آلومینا را به فلز تبدیل می‌کند.

کارل جوزف بایر، شیمیدان اتریشی، در سال ۱۸۸۹ میلادی راهی برای خالص سازی بوکسیت برای تولید آلومینا، که در حال حاضر به عنوان فرایند بایر شناخته می‌شود، کشف کرد.

تولید مدرن فلز آلومینیوم بر اساس فرایندهای بایر و هال-هرولت است.

قیمت آلومینیوم کاهش یافت و آلومینیوم در سال‌های ۱۸۹۰ میلادی و اوایل قرن بیستم به‌طور گسترده‌ای در جواهرات، وسایل روزمره، قاب عینک، ابزارهای نوری، کارد و چنگال و فویل مورد استفاده قرار گرفت.

توانایی آلومینیوم برای تولید آلیاژهای سخت در عین حال سبک در قیاس با فلزات دیگر، باعث شد که به صورت گسترده‌ای مورد استفاده قرار گیرد و این کاربرد در صنایع آلومینیوم مشهد هم بارز و شاخص است.

در طول جنگ جهانی اول، دولت‌های اصلی خواستار حمل محموله‌های آلومینیومی برای ساخت هواپیماهای سبک مستحکم بودند.

آلومینیوم در اواسط قرن بیستم به بخشی از زندگی روزمره و جزئی از لوازم خانگی تبدیل شده بود.

در اواسط قرن بیستم، آلومینیوم به عنوان یک ماده در مهندسی عمران، با کاربردهای ساختمانی در هر دو مرحله  ساخت و ساز پایه ای و کار داخلی پایانی، و به‌طور فزاینده ای در مهندسی نظامی برای هواپیما و همچنین موتورهای وسایل نقلیه زره پوش مورد استفاده قرار گرفت.

اولین ماهواره مصنوعی زمین، که در سال ۱۹۵۷ میلادی به فضا پرتاب شد، شامل دو نیم کره  آلومینیومی جدا از هم که به هم متصل شده بودند و تمام وسایل نقلیه هوایی پس از آن از آلومینیوم ساخته شدند.

قوطی ‌های آلومینیومی در سال ۱۹۵۶ میلادی اختراع شده و به عنوان ذخیره‌سازی برای نوشیدنی‌ ها در سال ۱۹۵۸ میلادی به کار گرفته شدند.

در سال ۱۹۷۸ میلادی آلومینیوم وارد بورس فلزات لندن شد که قدیمی‌ترین بورس مبادلاتی فلزات صنعتی در جهان به‌شمار می‌آید.

در ایالات متحده، اروپای غربی و ژاپن، اکثر آلومینیوم در حمل و نقل، مهندسی، ساخت و ساز و بسته ‌بندی مصرف شده‌است.

امروزه بازیافت آلومینیوم مورد توجه قرار دارد و صنعت آلومینیوم مشهد نیز این مهم را پیگیری می کند. منابع بازیافت آلومینیوم در همه دنیا و حتی در صنعت آلومینیوم مشهد عبارت‌اند از:

اتومبیل ها، پنجره‌ ها، درها، لوازم منزل، کانتینرها و سایر محصولات. یکی از ویژگی‌های مهم آلومینیوم که بازیافت آن را مورد توجه قرار می‌دهد آن است که هیچ تفاوتی بین کیفیت آلومینیوم بازیافتی و آلومینیوم تازه تولید شده وجود ندارد.

کاربردها

چانچه در مقالات قبلی آلومینیوم پادرناز (آلومینیوم مشهد) خواندید از نظر کیفیت و از نظر ارزش، آلومینیوم کاربردی ‌ترین فلز بعد از آهن است،

به عبارتی آلومینیوم پرکاربردترین آلیاژ غیر آهنی است و تقریباً در تمامی بخش‌ های صنعت دارای اهمیت می‌ باشد و این روند در کلان شهرها به شدت قابل ملاحظه است و صنعت آلومینیوم مشهد هم استثناء نیست.

آلومینیوم خالص، نرم و ضعیف است، اما می‌تواند آلیاژهایی را با مقادیر کمی از مس، منیزیم، منگنز، سیلیکن و دیگر عناصر به وجود آورد که این آلیاژها ویژگی ‌های مفید گوناگونی دارند.

این آلیاژها اجزای مهم هواپیماها و راکت ‌ها را می‌سازند.

وقتی آلومینیوم را در خلاء تبخیر کنند، پوششی تشکیل می‌دهد که هم نور مرئی و هم گرمای تابشی را منعکس می‌کند.

این پوشش‌ها لایه نازک اکسید آلومینیوم محافظ را به وجود می‌آورند که همانند پوشش‌های نقره خاصیت خود را از دست نمی‌دهند.

یکی دیگر از موارد استفاده از این فلز در لایه آینه‌های تلسکوپ‌های نجومی است.

فهرست کاربردها

برخی از کاربردهای اصلی آلومینیوم که در گفتارهای قبل آلومینیوم پادرناز (آلومینیوم مشهد) به آن اشاره شده بود عبارت‌اند از:

  • حمل و نقل (اتومبیل‌ها، هواپیماها، کامیون‌ها، کشتی‌ها، ناوگان‌های دریایی، راه‌آهن و…). از آلومینیوم به دلیل چگالی پایین آن استفاده می‌شود.
  • بسته‌ بندی (قوطی‌ها، فویل و…). از آلومینیوم به دلیل غیرسمی بودن، جاذب نبودن و عدم ایجاد تراشه استفاده می‌شود، در شهر مشهد که صنایع غذایی بزرگی وجود دارد صنعت آلومینیوم مشهد به دنبال این تولیدات نیز هست.
  • ساختمان‌ها و ساخت ‌و ساز (درب، پنجره، دیوار پوش‌ها و…). می دانیم که فولاد ارزان‌تر از آلومینیوم است، و از آلومینیوم زمانی استفاده می‌شود که عواملی مثل زنگ ‌نزن بودن، سبکی یا عوامل مهندسی مد نظر باشد، در کلانشهر مشهد عمده تولید صنعت آلومینیوم مشهد در حوزه ساخت و ساز ساختمانی مورد استفده قرار می گیرد .
  • بسیاری از لوازم خانگی (وسایل برقی خانگی، ظروف و وسایل آشپزخانه و …) که در این راستا هم صنایع آلومینیوم مشهد فعالیت های چشمگیری دارند.
  • خطوط انتقال برق (هدایت الکتریکی آلومینیوم از مس بیشتر و از طلا کمتر می ‌باشد اما استحکام مکانیکی آن در برابر کشش از مس کمتر می‌ باشد و لذا برای ساخت هادی‌ های آلومینیوم به منظور استفاده در خطوط انتقال از هسته‌ای فولادی برای تقویت استحکام آن در برابر کشش استفاده می‌کنند معروف ‌ترین هادی آلومینیومی با ویژگی ‌های بالا که در ۹۰ درصد خطوط انتقال استفاده می‌شود هادی ACSR می‌باشد. در صنایع آلومینیوم مشهد تعدادی شرکت تولیدی سیم و کابل آلومینیومی وجود دارد.
  • آلومینیوم با انرژی زیادی اکسیده می‌شود و در نتیجه در سوخت موشک‌های با سوخت و دمازاها مورد استفاده واقع می‌شود.

آلیاژهای Si-Al-Mg

یکی از فعالیت های حوزه علوم شیمیایی تولید آلیاژهای کاربردی آلومینیوم است و در صنایع آلومینیوم مشهد هم این فعالیت بارز و قابل توجه است.

دو عنصر آلیاژی Si و Mg قادر به ترکیب بوده و ترکیب بین فلزی را بوجود می آورند این عناصر به عنوان یک سیستم آلیاژی شبه دو تایی عمل می کند.

این سیسیتم سه تایی سیستمی است که می توان آن را تحت عملیات حرارتی محلولی و پیر سختی قرار داد . آلیاژهای سه تایی دارای مزیت سیستم شبه دو تایی و همچنین اثرات مفید Si محلول درصد کم Mg تا حدود ۳/۰ % و درصد های بالای Si یعنی ۶-۸ %می باشد.

افزایش بیشتر Si باعث بهبود خواص ریخته گری این آلیاژ ها می شود .

در بعضی از آلیاژها ترکیب سیلیسیم و منیزیم مضر هستند که در نتیجه به عنوان نا خالصی محسوب می شوند .

به خاطر این که تمامی آلیاژ Al دارای Si می باشد افزایش سختی در اثر تشکیل می باشد و با افزایش این سختی آلیاژ ترد و شکننده می شود.

از خواص قطعات ریخته گری Al می تواند به قابلیت ماشین کاری ، قابلیت پرداخت کاری ، جوش کاری، لحیم کاری و قابلیت عملیات سختی سطحی اشاره کرد که صنایع مذکور در کنار صنعت تولید آلومینیوم مشهد در حال فعالیت می باشند. این آلیاژ دارای خواص دیگری مانند استحکام برشی ، استحکام فشاری و مقاومت به خوردگی نیز می باشد که در مقالات پیشین آلومینیوم پادرناز (آلومینیوم مشهد) به آنها اشاره شده است.

وزن مخصوص کم:

یک متر مکعب آلومینیوم خالص ۸/۲۸۲۷ کیلوگرم وزن دارد و یک متر مکعب از سنگین‌ترین آلیاژهای آلومینیوم (یعنی آلیاژهای حاوی مس و روی) دارای وزنی در حدود ۲۹۵۳ کیلوگرم است.

حتی این سنگین‌ترین آلیاژ‌های آلومینیوم نیز حداقل ۱۹۷۸ کیلوگرم در هر متر کعب سبک‌ تر از وزن هم حجم سایر فلزات ساختمانی (بجز منیزیم) است.

پوشش سخت دادن Hard Coating

یکی از فرآیندهای آندایزه کردن است که به تدریج اهمیت پیدا می‌کند و آن را آندایزه کردن سخت یا پوشش سخت دادن می‌نامند که این بخش از صنعت آلومینیوم نیز درصنایع آلومینیوم مشهد در حال فعالیت می باشند.

این فرآیند گرچه در اساس مشابه آندایزه کردن معمولی است ولی از چند نقطه نظر با آن تفاوت دارد.

در پوشش سخت، محلول مورد استفاده اسید سولفوریک و درجه حرارت عمل پایین‌تر است.

فرآیند بقدری ادامه می‌یابد که لایه اکسیدی به ضخامتی تا حدود ۵ برابر ضخامت آندایزه کردن معمولی برسد.

پوشش آلومینیومی دادن Alcladding

بطور کلی آلیاژهای آلومینیوم با استحکام زیاد از نظر خوردگی کم مقاومترین آنها محسوب می‌گردند.

این مطلب به خصوص در مورد آلیاژهای حاوی درصدهای زیاد مس یا روی صادق است.

از طرف دیگر مقاومت به خوردگی آلومینیوم خالص بسیار زیاد است.

پوشش آلومینیومی دادن یکی از روشهای افزایش مقاومت خوردگی به یک آلیاژ با استحکام زیاد است که در صنایع آلومینیوم دنیا و از جمله آلومینیوم مشهد مورد توجه قرار دارد.

در این فرآیند یک لایه آلومینیوم خالص به سطح آلیاژ مورد نظر متصل شده و در نتیجه مجموعه حاصل خواص مورد نظر حاصل می‌شود.

این روش مخصوصاً در محصولات ورقه‌ای مناسب است.

ریخته گری در قالبهای مختلف

ریخته گری در قالب های فلزی – ریخته گری در قالبهای ماسه در قالبهای فلزی در رابطه با آلیاژهای آلومینیم – سیلیسیم با افزایش درصد سیلیسیم سختی پیوسته افزایش می یابد.

با افزایش در صد سیلیسیم تا حدود ۱۲% استحکام کششی افزایش و بعد از آن کاهش می یابد.

همچنین با افزایش آن تا حدود ۶% ازدیاد طول کاهش می یابد.

در رابطه با قالب های ماسه ای با افزایش درصد سیلیسیم تا حدود ۲۲% استحکام افزایش و بعد از آن کاهش می یابد .

افزودن سیلیسیم به مذاب آلومینیم توسط آلیاژ ساز های آلومینیم-سیلیسیم که دارای ۱۳ تا ۲۳ % سیلیسیم می باشد صورت می گیرد.

این آلیاژ ساز به دلیل نقطه ذوب پایین یعنی ۵۸۰ درجه سانتیگراد به راحتی در مذاب آلومینیم قابلیت حل شدن دارند.

در بسیاری از کارنجات تولید آلیاژ آلومینیوم و از جمله صنایع آلومینیوم مشهد توجه به این ترکیبات جزو لاینفک مهندسی آلومینیوم در صنایع آلومینیوم مشهد است.

روش های مختلف قالبگیری آلیاژهای آلومینیم :

آلیاژهای آلومینیم با کلیه روش های قالبگیری موقت ماسه ای ، گچی پوسته ای ، سرامیکی و قالب های فلزی و قالب های تحت فشار قابلیت ریخته گری دارند.

صنایع ریخته گری آلومینیوم مشهد در قالب های ماسه ای از انواع ماسه های سیلیسی ، زیرکنی ، کرومیتی بهره می برند .

چنانچه شاید در صنایع آلومینیوم مشهد  دیده باشید در قالب های فلزی جنس قالب های فلزی از چدن خاکستری پر کربن بوده و سطح آن را با گرافیت پوشش می دهند.

نرمی آلومینیم در حالت سرد

اغلب عملیات شکل دادن آلومینیم در حالت سرد انجام می گیرد زیرا وقتی پروفیلی با رویه نازک و ورق های نازک حرادت داده می شوند امکان تاب خوردن آنها وجود دارد.

نیروی لازم برای تغییر شکل آلومینیم کمتر از فولاد است نرمی آلومینیم به خود ماده ( نوع آلیاژ ) و حالت آن بستگی دارد.

وضعیت آلومینیم مانند هر فلز دیگری در اثر کار سرد تغییر می کند.

تاثیر کار سرد بر آلومینیم به این شکل است که ماده مستحکم تر و سخت تر می شود و در قطعه تنش تولید می شود.

اگر تغییر شکل از ظرفیت تغییر شکل پذیری فلز بیشتر شود کار سرد ممکن است باعث ترک خوردن آن شود. راحت ترین ماده آلومینیمی از نظر تغییر شکل و نرمی آلومینیم خالص آلومینیم تصفیه شده و آلیاژ Al-Mn در حالت نرم  است .

نکاتی چند درباره صنعت آلومینیوم

اولین شرکت تولید آلومینیوم درآمریکا در سال ۱۹۰۷ تاسیس گردید .

صنایع بسته بندی به تنهایی ۲۰درصد آلومینیوم تولیدی جهان را مصرف می کنند .

پیش بینی ها نشان می دهد طی دهه آینده تقاضا برای آلومینیوم در صنایع به 7۴ میلیون تن در سال افزایش یابد.

کشور چین با 22 میلیون تن مصرف آلومینیوم، یک سوم تقاضای جهانی را به خود اختصاص خواهد داد.

بررسی ها نشان می دهد که قلب تپنده توسعه آلومینیوم در مناطق دارای انرژی نظیر خلیج فارس خواهد بود . امارات متحده عربی در کنار بحرین، قطر و عمان به سرعت در حال سرمایه گذاری در بخش آلومینیوم هستند .

ایران تولید آلومینیوم را از سال ۱۳۵۱ آغاز نموده و ظرف مدت ۲۰ سال تولید خود را از۱۰ هزارتن به ۷۷هزارتن در سال ۱۳۷۱ و به ۱۶۷هزارتن در سال ۱۳۸۱ رسانید.

در حال حاضر با احتساب ۱۴۷ هزار تن ظرفیت نهایی هرمزال، ظرفیت تولید آلومینیوم کشور بالغ بر ۴۵۷ هزار تن در سال خواهد شد.

این روند رشد درخواست در صنایع آلومینیوم مشهد هم دیده می شود.

متوسط مصرف انرژی الکتریکی در دنیا برای تولید هر کیلوگرم آلومینیوم بیش از ۱۵ کیلو وات ساعت میباشد که چندین برابر مصرف انرژی درصنایع فولاد و مس می باشد .

درحال حاضر بیش از ۶۵% از تولید جهانی در اختیار ۵ کشور چین ، روسیه، کانادا، استرالیا و ایالات متحده می باشد.

خوردگی در آلیاژهای آلومینیم

در برخی آلیاژهای آلومینیوم لازم است عملیات ترمو-مکانیکی انجام شود.

در این عملیات که بیشتر ویژه آلیاژهای سری ۲۰۰۰ ،۷۰۰۰ و ۶۰۰۰ است، ذرات در مرزدانه‌ ها رسوب کرده و در نتیجه نواحی اطراف مرزدانه ‌ها از عنصر آلیاژی تهی می‌شوند.

این خود می‌تواند شروعی برای خوردگی موضعی به ویژه خوردگی حفره ای و بین دانه ای باشد.

بنابراین، آلیاژهای آلومینیوم با استحکام بالا مانند ۲۰۲۴ ،۷۰۷۵ و ۶۰۶۱ که در صنایع گوناگون از جمله صنایع آلومینیوم مشهد کاربرد فراوانی دارند، حساسیت زیادی به خوردگی‌ های موضعی به ویژه حفره ای و بین‌دانه ای دارند.

این نوع خوردگی‌ها می‌توانند شروعی برای انواع خوردگی مثل پوسته ای شدن (Exfoliation)، خوردگی تنشی SCC و ترک ‌های خستگی در آلیاژهای آلومینیوم باشند.

فرایندهایی مانند عملیات حرارتی محلول جامد، کوئنچ و رسوب سختی، اثر قابل ملاحظه‌ای بر ترکیب شیمیایی موضعی آلیاژهای با استحکام بالا و قابل عملیات دارد.

به‌طور کلی به علت وجود میزان کمی آب در ساختار آلومینیوم هر نوع عملیاتی که باعث از بین رفتن یکنواختی در میکرو ساختار آلیاژ شود مقاومت به خوردگی را کاهش می ‌دهد.

بررسی خوردگی موضعی آلیاژهای آلومینیوم مورد نظر در محیط ‌های هالیدی از اهمیت بالایی برخوردار است. محیط‌ های هالیدی شامل یون ‌های کلرید یا برومید می‌توانند لایه رویین روی سطح آلومینیوم را بشکنند و سبب ایجاد خسارت روی سطح شوند.

از سوی دیگر، در این آلیاژها استحکام با انجام عملیات حرارتی و با رسوب ترکیبات شامل مس، روی و منیزیم افزایش می‌یابد.

انحلال این رسوبات در دماهای بالا (حدود ۴۸۰ درجه سلسیوس) محلول فوق اشباع از این عناصر را به وجود می‌آورد که تحت عملیات حرارتی، ترکیبات ریز شامل این عناصر رسوب می‌کنند.

رشد همین ترکیبات، سبب ایجاد ساختاری ناهمگون شده که افزون بر کاهش استحکام، در رشد لایه غیرفعال تشکیل شده چه در هوا و چه در محیط‌های آبی، اخلال به وجود می‌آورند.

از این رو، محل شروع حفره ‌دار شدن را می ‌توان به نقاط ضعیف در لایه غیرفعال مرتبط دانست.

برخلاف فلزات دیگر که خوردگی باعث کاهش کلی ضخامت می‌شود در آلومینیوم خوردگی تمایل دارد به صورت موضعی در سراسر سطح، حفره‌های زیادی تولید کند و در کل بخش وسیعی از سطح دست نخورده باقی می‌ماند.

خوردگی اتمسفری

خوردگی اتمسفری نوع خاصی از خوردگی بوده که به علت تشکیل یک لایه الکترولیت روی سطح که بیشتر پوشش نازکی از رطوبت است، به وجود می‌آید.

ضخامت این لایه از ۱۰۰ میکرومتر تجاوز نمی‌کند و می‌توان فرض کرد این لایه همیشه اشباع از اکسیژن است.

وقتی فلز در آب یا محلول نمکی مانند سدیم کلرید غوطه ور است به دلیل کاهش نفوذ اکسیژن در نواحی کاتدی نرخ خوردگی کاهش می‌یابد.

ولی در خوردگی اتمسفری به دلیل اینکه گاهی لایه الکترولیت روی سطح خشک می‌شود یک شرایط تناوب خشک و تر به وجود می‌آید که باعث تشدید خوردگی نیز می‌شود.

در اتمسفرهای دریایی نرخ خوردگی آلومینیوم حدود ۲۲ برابر بیشتر از نرخ خوردگی اتمسفرهای روستایی می شود.

آندش (Anodizing)

آنودایز کردن یا آندش یک فرایند الکتروشیمیایی است که به سطح فلز یک پرداخت تزئینی، با دوام، مقاوم در برابر خوردگی و «اکسید آندی» می‌دهد.

اگرچه سایر فلزات غیر آهنی مانند منیزیم و تیتانیم را نیز می‌توان آنودایز کرد، اما آلومینیوم برای اینکار ایده‌آل است.

ساختار اکسید آندی از بستر آلومینیوم سرچشمه گرفته و به‌طور کامل از اکسید آلومینیوم تشکیل شده‌است.

این لایه اکسید آلومینیوم مانند رنگ یا آبکاری ایجاد نمی‌شود، بلکه به‌طور کامل با ماده زیرین یکپارچه بوده و به همین دلیل مانند رنگ ریخته نمی‌شود که در مقالات قبلی آلومینیوم پادرناز (آلومینیوم مشهد) به بخشهایی از آن اشاره کردیم.

این لایه دارای ساختاری متخلخل و بسیار مرتب و منظم است که امکان انجام فرایندهای ثانویه ای مانند رنگ آمیزی را فراهم می‌کند.

آنودایز کردن با غوطه ور کردن آلومینیوم در یک حمام الکترولیت اسیدی و عبور جریان الکتریکی از آن انجام می‌شود.

در داخل حمام الکترولیت یک کاتد نصب شده و آلومینیوم به عنوان آند عمل می‌کند، به همین دلیل از داخل محلول الکترولیت یون‌های اکسیژن آزاد شده و با اتم ‌های روی سطح آلومینویم ترکیب می‌شوند.

در نتیجه، آنودایز کردن نوعی فرایند کاملاً کنترل شده اکسایش است، که در طبیعت به صورت خودکار و بسیار آهسته اتفاق می‌افتد.

آلیاژهای صنعتی آلومینیم

آلومینیم خالص تجاری (1xxx)

آلیاژهای سری 1xxx آلومینیوم با خلوص ۹۹ درصد یا بالاتر هستند. این سری از مقاومت در برابر خوردگی عالی، قابلیت شکل ‌پذیری و کار عالی و همچنین هدایت الکتریکی و حرارتی بالایی برخوردار است.

به همین دلیل از آلیاژهای سری 1xxx به ‌طور معمول در خطوط انتقال برق استفاده می‌شود.

از آلیاژهای معروف این سری می‌توان به آلیاژ ۱۳۵۰ برای کاربردهای الکتریکی و ۱۱۰۰ برای جعبه‌ های بسته‌بندی غذا اشاره کرد.

آلیاژهای قابل عملیات حرارتی (2xxx)

در سری 2xxx، مس به عنوان عنصر آلیاژی اصلی مورد استفاده قرار می‌گیرد و می‌توان به‌طور چشمگیری استحکام آن را از طریق عملیات حرارتی محلول افزایش داد.

این سری از آلیاژها ترکیب خوبی از استحکام بالا و سفتی از خود نشان می‌دهند، اما برخلاف بسیاری از آلیاژهای دیگر آلومینیوم، مقاومت به خوردگی اتمسفری بالایی ندارند.

به همین دلیل در چنین کاربردهایی اغلب رنگ شده یا روکش کاری می‌شوند.

برای روکش کاری این آلیاژ معمولاً از آلیاژهای سری 6xxx یا آلومینیوم خلوص بالا استفاده می‌شود، چرا که این آلیاژها مقاومت بالایی در مقابل خوردگی دارند.

آلیاژ ۲۰۲۴ که در صنعت هواپیماسازی کاربرد دارد یکی از معروف‌ترین آلیاژهای این سری می‌باشد.

آلیاژ سری 6xxx

سری 6xxx آلیاژ همه‌کاره است. قابل عملیات حرارتی بوده، قابلیت شکل دهی بالایی دارد.

همچنین قابل جوشکاری بوده و از استحکام تقریباً بالا، به همراه مقاومت به خوردگی خوبی برخوردار است.

برای شکل دهی منیزیم سلیسید، این آلیاژها حاوی منیزیم و سلیسیم هستند.

در کاربردهای معماری و ساخت سازه آلومینیومی، آلیاژهای 6xxx اولین انتخاب هستند.

آلیاژ ۶۰۶۱ پرکاربردترین آلیاژ در این سری است و اغلب در ساخت فریم ‌های کامیون ‌ها و سازه ‌های دریایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین قاب گوشی های موبایل از این آلیاژ ساخته شده‌است.

در مقاله استانداردهای جهانی آلومینیوم در مجموعه مقالات آلومینیوم پادرناز (آلومینیوم مشهد) به آن اشاره شد.

آلیاژ سری 7xxx

عنصر روی ماده اصلی آلیاژی این سری است و وقتی منیزیم به مقدار کمتری اضافه شود، نتیجه یک آلیاژ قابل عملیات حرارتی و استحکام بسیار بالا خواهد بود.

عناصر دیگری مانند مس و کروم را نیز می‌توان به مقدار کمی اضافه کرد.

شناخته شده‌ترین آلیاژهای این سری، آلیاژهای ۷۰۵۰ و ۷۰۷۵ هستند که در صنعت ساخت هواپیما بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ساعت آلومینیومی اپل، که در سال ۲۰۱۵ منتشر شد، از آلیاژ سری 7xxx سفارشی ساخته شده‌است.

آلیاژهای غیرقابل عملیات حرارتی

استحکام آلیاژهای غیرقابل عملیات حرارتی را از طریق کار سرد (Cold Working) افزایش می‌دهند.

«کار سرد» در فرایندهایی مانند نورد و آهنگری در دماهای معمولی اتفاق می‌افتد و به عملیات «کار» بر روی فلز برای افزایش استحکام آن گفته می‌شود.

برای مثال هر چه یک ورق بیشتر نورد می‌شود و نازکتر می‌گردد استحکام آن افزایش می‌یابد و این به دلیل از بین رفتن حفره ‌ها و ترک ‌های میکروسکوپی موجود در فلز است.

عناصر آلیاژی مانند منیزیم به افزایش این اثر کمک می‌کنند.

آلیاژ سری 3xxx

منگنز عنصر اصلی آلیاژی در این سری است که اغلب با مقادیر کمتری منیزیم اضافه می‌شود. با این حال، تنها درصد محدودی از منگنز را می‌توان به‌طور مؤثر به آلومینیوم اضافه کرد.

۳۰۰۳ یک آلیاژ محبوب برای مقاصد عمومی است زیرا از استحکام متوسط و کارایی خوبی برخوردار است و ممکن است در کاربردهایی مانند مبدل‌های حرارتی و وسایل آشپزی استفاده شود.

آلیاژ ۳۰۰۴ و اصلاح شده‌های آن در بدنه قوطی‌های نوشیدنی آلومینیومی استفاده می‌شود.

آلیاژ سری  4xxx

آلیاژهای سری 4xxx با سیلیسیم ساخته می‌شوند و می‌توان برای کاهش دمای ذوب آلومینیوم مقادیر مناسبی از آن را اضافه کرد، بدون اینکه در آلیاژ تردی و شکنندگی ایجاد شود.

به همین دلیل از آلیاژهای سری 4xxx، به دلیل دمای ذوب نسبتاً پایین می‌توان سیم جوش‌ ها و سیم لحیم ‌های فوق‌العاده ای ساخت.

آلیاژ ۴۰۴۳ یکی از پرکاربردترین آلیاژهای این سری محسوب شده و از آن برای تولید سیم جوش در جوشکاری آلیاژهای سری 6xxx در صنایع خودروسازی و سازه‌ها استفاده می‌شود.

آلیاژ سری 5xxx

منیزیم ماده آلیاژی اصلی در سری 5xxx است و یکی از مؤثرترین و پرکاربردترین عناصر آلیاژی آلومینیوم است. آلیاژهای این سری از استحکام متوسط تا زیاد و قابلیت جوشکاری و مقاومت به خوردگی در محیط‌های دریایی بالایی برخوردار هستند.

به همین دلیل از آلیاژهای منیزیم-آلومینیوم به‌طور گسترده‌ای در ساختمان سازی و ساخت مخازن ذخیره‌سازی، مخازن تحت فشار و ساخت تجهیزات دریایی استفاده می‌شود.

نمونه‌هایی از کاربردهای آلیاژی متداول این سری عبارتند از: ۵۰۵۲ در صنعت الکترونیک، ۵۰۸۳ در کاربردهای دریایی، ورق ۵۰۰۵ آنودایز شده برای مصارف معماری و ۵۱۸۲ در ساخت در قوطی‌های آلومینیومی.

خودروی جنگی برادلی ارتش آمریکا از آلیاژ ۵۰۸۳ و آلومینیوم سری 7xxx ساخته شده‌است.

تولیدکنندگان آلومینیوم مشهد

همزمان با شروع صنعت آلومینیوم در ایران که در سال ۱۳۵۳ اتفاق افتاد صنعت آلومینیوم مشهد هم به عنوان دومین کلانشهر ایران فعالیت خود را آغاز کرد تا پاسخگوی نیاز این شهر بزرگ در خصوص آلومینیوم باشد. صنایع کوچک و بزرگ آلومینیوم مشهد به مرور زمان راه اندازی شده و صنایع وابسته اعم از مصرف کنندگان تولیدات صنایع آلومینیوم مشهد و یا صنایع همیاری که پا به پای صنعت آلومینیوم مشهد رشد و نمو کردند در این عرصه وارد شده و سبب ایجاد اشتغال و رشد تخصص در خصوص صنایع آلومینیوم مشهد شد.

مجموعه آلومینیوم پادرناز (آلومینیوم مشهد) افتخار دارد یکی از همکاران این صنعت بزرگ در شهر مشهد است.

 

سقف ‌های کاذب آلومینیومی

یکی دیگر از کاربردهای آلومینیوم در صنعت ساختمان تولید سقف ‌های کاذب می‌باشد.

نیاز فروشگاه‌ های ساختمانی بزرگ، هتل ‌ها و بیمارستان ‌ها به محیطی آرام و زیبا، نیاز استخرها و محیط‌ های مرطوب به سقف ‌های با مقاومت به خوردگی بالا  باعث شده است تا آلومینیوم این بار خود به شکل سقف‌ های کاذب ( دامپا و تایل) کناره ‌ها و سایبان ‌ها در عرصه ساختمان وارد نماید.

انواع سقف‌ های کاذب با طرح ‌های مختلف با لایه پشم سنگ همراه ، که این سقف ‌ها را به عایقی مناسب تبدیل می‌کند در بناها بکار می‌روند.

از مزایای سقف‌ های کاذب می توان به موارد زیر اشاره کرد :

دامنه مصرف وسیع، ظاهری آراسته و دکوراتیو، آکوستیک، غیرقابل اشتعال، قابلیت نصب سریع، دسترسی ساده و سریع به تجهیزات پشت سقف، تنوع و زیبایی رنگ، دوام، قابلیت نصب بر روی دیوار، قابلیت تجهیز به هر نوع چراغ، قابلیت ایجاد دریچه بلندگو و قابلیت شستشو.

مجموع این خواص باعث شده تا این نوع سقف ‌ها مناسب برای استفاده در مراکز صنعتی، بیمارستان ‌ها، هتل ‌ها، استخرها و محیط‌های مرطوب، سالن‌های ورزشی و حتی فضاهای باز مثل سقف پمپ بنزین باشد.

 

نماهای آلومینیومی

نما جز لاینفکی از ساختمان است که علاوه بر اینکه به سازه زیبایی خاصی می بخشد، ظاهر شهر را نیز زیباتر می‌کند.

ویژگی‌های منحصر به فرد آلومینیوم، انقلاب جدیدی را در مهندسی معماری و ساختمان به راه انداخته است. نماهای آلومینیومی با قابلیت شکل پذیری بالا، زیبایی چشمگیر و خارق العاده، تنوع، طراحی و اتصال آسان، امروزه طرفداران بسیاری پیدا کرده است.

با انتخاب نمای مناسب برای ساختمان می توان سازه‌های زیبایی ساخت که در هنگام حوادثی مانند زلزله ایمن بوده و خطر آفرین نباشند.

نماهای آلومینیومی در مقایسه با سایر نماها

در نماهای سنگی خطر سقوط سنگ وجود دارد که بسیار خطرناک است علاوه بر آن چون زیرسازی نماهای سنگی، سیمانی، آجری و غیره بر روی دیوارهای خارجی ساختمان است و دیوارهای خارجی به دلیل اتصال نداشتن به سازه در هنگام زلزله به سرعت فرو می‌ریزند.

بنا براین اجزای اینگونه نماها منطقی و ایمن نیستند.

اما نماهای آلومینیومی به دلیل داشتن اتصال مناسب بوسیله پلیت و نبشی به اسکلت ساختمان، دارای مقاومت بالایی درمقابل زلزله و حوادث دیگر بوده و تنها اشکال آن ها فروریختن شیشه ها می باشد که این مشکل نیز با استفاده ای شیشه های جدید که ایمن هستند و یا ورق های پلی کربنات حل شده است.

علاوه بر مسئله سبکی، مقاومت به خوردگی، قابلیت استفاده از آلومینیوم در مناطق با آب و هوای مختلف، قابلیت رنگ پذیری و تولید ساختارهای زیبا و با دوام باعث استفاده چشمگیر این فلز در ساختمان‌ها شده است.

استحکام بالای این فلز همراه با سبکی آن تولید نمایی با ارتفاع‌های بلند را مقدور کرده است.

وجود تنوع در سیستم نماهای اختصاصی آلومینیومی، قابلیت انتخاب بهترین نوع سیستم را با توجه به شرایط آب و هوایی و ژئوفیزیکی منطقه و مشخصات سازه ممکن می نماید.

علاوه بر موارد ذکر شده، کاربرد آلومینیوم در بخش‌ های مختلف ساختمان مثل سیستم ‌های حرارتی، رادیاتورهای آلومینیومی، سیستم‌های تهویه، دستگیره ‌ها و یراق آلات، نرده ‌ها و حفاظ ‌ها، پلکان ‌ها، مبل ‌ها و صندلی ‌ها، چراغ ‌ها نیز روز به روز افزایش می‌یابد.

آلیاژهای آلومینیوم مصرفی در صنعت ساختمان

هر دو نوع آلیاژهای ریختگی و کارپذیر در صنعت ساختمان مورد استفاده قرار می گیرند.

آلیاژهای دارای منیزیم مانند (5251 ، 5083 و LM5 )، منگنزدار (۳۱۰۳ سیلیکون دار ( LM6) و یا ترکیبی از منیزیم و سیلیکون (۶۰۸۲ ,۶۰۶۳ , LM25 )) همگی دارای دوام بسیار خوب همراه با مقاومت بالا در برابر اثرات محیط های دریایی و صنعتی می باشند.

این آلیاژها در صنعت ساختمان سازی به صورت محصولات نوردی، اکستروژن، ریخته گری و پرس شده بکار می روند.

از دید طراحان قطعات تولید شده با روش اکستروژن بسیار مناسب ترند، چرا که روش شکل دهی بسیار مناسبی برای آلومینیوم می باشد و قابلیت تولید انواع مختلفی از پروفیل‌ها را داراست که محدودیت های موجود در طراحی را تقریبا رفع می کند.

شکل ‌ها و پیکربندی ‌های پیچیده که از طریق اکستروژن قابل حصول است به طراح این امکان را می‌دهد که بتواند پیچیدگی ‌های خاص همچون شیارهای لازم برای اتصالات، ملزومات جلوگیری از اتلاف حرارت، لبه ‌های صاف و عاری از عیب را همراه با استحکام ذاتی محصول که همگی منجر به بازدهی بالای پنجره‌های آلومینیومی می شود را در اختیار داشته باشد.

تمامی این خصوصیات به نوبه خود باعث محبوبیت و مقبولیت گسترده محصولات آلومینیومی در صنایع ساختمان می‌شود.

آلومینیوم نورد شده نیز در هزاران شکل در سازه‌های مدرن کاربرد دارد که آن را به ماده ای مناسب برای سقف ساختمان‌ها تبدیل کرده است.

ورق‌های آلومینیومی یک ماده مناسب برای روکش تزئینی و محافظت ساختمان‌ها می‌باشند.

این روکش‌ ها همچنین برای جلوگیری از تغییر رنگ یا پوسته‌ای شدن بیشتر ساختمان ‌های بتنی نیز کاربرد دارند.

در تأسیسات گرمایشی، هدایتی و تهویه آلومینیومی نورد شده می تواند تقریبأ تمامی جزئیات طراحی را برآورده کند.

قطعات و اجزای آلومینیومی علاوه بر طول عمر کاری طولانی و مفید، قابل بازیافت و استفاده مجدد هستند.

نرخ بازیافت محصولات آلومینویمی مورد مصرف در صنایع ساختمان بیش از ۸۰ درصد است.

این بازیافت سریع و آسان باعث شده تا قراضه آلومینیومی با قیمت بالایی خرید  و فروش شود و در و پنجره و مواد آلومینیومی مصرفی در ساختمان‌ها حتی پس از پایان عمر ساختمان از قیمت مناسبی برخوردار باشند.

قطعا در آینده با رشد هوشمند سازی ساختمان ها و  افزایش تقاضا برای تهیه مسکن شاهد کاربرد بیشتر آلومینیوم خواهیم بود.

لحاظ کردن مسائل مربوط به صرفه جویی در انرژی، مدیریت زباله و بازیافت  و نیز شاخص‌هایی نظیر (LCA تجزیه و تحلیل چرخه عمر مواد) از جمله همین پیامدهاست.

آلومینیوم و انواع پلاستیک‌ها هردو پتانسیل بالایی برای این نوع نوآوری دارند و به مقیاس وسیعی وارد این صنعت شده اند و مصرف روز افزون آن‌ها برای ساختمان‌های آینده قابل پیش بینی است.