Mộtluminiumlà kim loại phong phú nhất thế giới và là nguyên tố phổ biến thứ ba, chiếm 8% vỏ trái đất.Tính linh hoạt củamộtluminiumlàm cho nó trở thành kim loại được sử dụng rộng rãi nhất sau thép.
Mặc dùmộtluminiumcác hợp chất đã được sử dụng hàng ngàn năm,mộtluminiumkim loại lần đầu tiên được sản xuất cách đây khoảng 170 năm.
Trong 100 năm kể từ khi số lượng công nghiệp đầu tiên củamộtluminiumđược sản xuất, nhu cầu trên toàn thế giới vềmộtluminiumđã tăng lên khoảng 29 triệu tấn mỗi năm.Khoảng 22 triệu tấn là mớimộtluminiumvà 7 triệu tấn được tái chếmộtluminiumsắt vụn.
Việc sử dụng tái chếmộtluminiumhấp dẫn về mặt kinh tế và môi trường.Cần 14.000 kWh để sản xuất 1 tấn mớimộtluminium.Ngược lại, nó chỉ chiếm 5% trong số nàyđể nấu chảy lại và tái chế một tấnluminium.Không có sự khác biệtchất lượng giữa nguyên chất và tái chếmộtluminium hợp kim.
Thuần khiếtmộtluminiummềm, dẻo, chống ăn mòn và có độ dẫn điện cao.Nó được sử dụng rộng rãi cho giấy bạc và cáp dẫn, nhưng hợp kim với các phần tử khác là cần thiết để cung cấp độ bền cao hơn cần thiết cho các ứng dụng khác.Mộtluminiumlà một trong những kim loại kỹ thuật nhẹ nhất, có tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng vượt trội so với thép.
Bằng cách sử dụng các kết hợp khác nhau của các đặc tính ưu việt của nó như độ bền, độ nhẹ, khả năng chống ăn mòn, khả năng tái chế và khả năng định hình,mộtluminiumđang được tuyển dụng với số lượng ứng dụng ngày càng tăng.Mảng sản phẩm này bao gồm từ vật liệu kết cấu cho đến lá bao bì mỏng.
Những lợi thế chính của việc sử dụngmộtluminiumđược gắn trực tiếp với các đặc tính đáng chú ý của nó.Một số thuộc tính này được trình bày trong các phần sau.
Mộtluminiumcó mật độ khoảng một phần ba so với thép và được sử dụng thuận lợi trong các ứng dụng yêu cầu độ bền cao và trọng lượng thấp.Điều này bao gồm những loại xe có khối lượng thấp dẫn đến khả năng chịu tải lớn hơn và giảm mức tiêu thụ nhiên liệu.
Khi bề mặt củamộtluminiumkim loại tiếp xúc với không khí, một lớp phủ oxit bảo vệ hình thành gần như ngay lập tức.Lớp oxit này có khả năng chống ăn mòn và có thể được tăng cường thêm với các xử lý bề mặt như anodising.
Mộtluminiumlà chất dẫn điện tuyệt vời cả nhiệt và điện.Lợi thế lớn củamộtluminiumđó là theo trọng lượng, độ dẫn điện củamộtluminiumlà khoảng gấp đôi so với đồng.Điều này có nghĩa rằngmộtluminiumhiện nay là vật liệu được sử dụng phổ biến nhất trong các đường dây tải điện lớn.
Các lựa chọn thay thế tốt nhất cho đồng làmộtluminiumhợp kim trong loạt 1000 hoặc 6000.Chúng có thể được sử dụng cho tất cả các ứng dụng dẫn điện bao gồm cả hệ thống dây điện trong nước.
Cân nhắc về trọng lượng có nghĩa là một tỷ lệ lớn các đường dây điện trên không, điện áp cao hiện nay sử dụngmộtluminiumhơn là đồng.Tuy nhiên, chúng có độ bền thấp và cần được gia cố bằng mạ kẽm hoặcmộtluminiumbọc dây thép cường độ cao trong mỗi sợi.
Mộtluminiumlà một chất phản xạ tốt cả ánh sáng nhìn thấy và nhiệt, làm cho nó trở thành vật liệu lý tưởng cho các phụ kiện ánh sáng, chăn cách nhiệt và vật liệu cách nhiệt kiến trúc.
Mộtluminiumkhông chỉ không độc hại mà còn không giải phóng bất kỳ mùi hoặc sản phẩm độc hại nào mà nó tiếp xúc.Điều này làm chomộtluminiumthích hợp để sử dụng trong bao bì cho các sản phẩm nhạy cảm như thực phẩm hoặc dược phẩm, nơimộtluminiumgiấy bạc được sử dụng.
Khả năng tái chế củamộtluminiumlà vô song.Khi tái chế không bị suy giảm tính chất khi tái chếmộtluminiumđược so sánh với trinh nữmộtluminium.Hơn nữa, tái chếmộtluminiumchỉ yêu cầu khoảng 5% năng lượng đầu vào cần thiết để sản xuất nguyên chấtmộtluminiumkim loại.
Mộtluminiumđược khai thác từ quặng chính là bôxít.Các mỏ bô-xit đáng kể được tìm thấy trên khắp Australia, Caribe, Châu Phi, Trung Quốc và Nam Mỹ.Kỹ thuật cắt mở thường được sử dụng để khai thác bô-xít.
Bauxite được tinh chế bằng quy trình Bayer.Quá trình này liên quan đến việc hòa tanmộtluminiumtrihydrat để lại alumin cộng với các oxit sắt và titan.Oxit sắt và titan là sản phẩm phụ của quá trình này và thường được gọi là 'bùn đỏ'.Bùn đỏ phải được xử lý với sự cân nhắc chặt chẽ đối với các mối quan tâm về môi trường.
Cần khoảng hai tấn bauxit để sản xuất một tấn alumin.
Việc trích xuấtmộtluminiumtừ alumin đạt được bằng cách sử dụng một quá trình điện phân.Một ô hoặc chậu được sử dụng bao gồm một lớp vỏ thép lót carbon.Lớp vỏ này tạo thành cực âm.Một cực dương cacbon tiêu hao được lơ lửng trong cryolit lỏng (natri nhôm florua) được giữ trong nồi ở 950 ° C.Alumina được hòa tan trong cryolit bằng cách truyền điện áp thấp ở phân cực cao qua nồi.Điều này dẫn đếnmộtluminiumđược lắng ở cực âm.
Cácmộtluminiumngành công nghiệp rất có ý thức về tác động môi trường của các hoạt động của mình.Khai thác và nấu chảymộtluminium, cộng với việc xử lý bùn đỏ có thể gây ra tác động lớn đến môi trường nếu không được thực hiện đúng cách.
Ngành công nghiệp tự hào về những nỗ lực và thành tựu của mình trong việc phục hồi các điểm mỏ lộ thiên và phục hồi hệ động thực vật cho các địa điểm này.Những nỗ lực đó đã được đền đáp bằng các giải thưởng từ Chương trình Môi trường Liên hợp quốc và các khu xử lý bùn đỏ hiện đang được phục hồi thành công.
Các yêu cầu về môi trường được đáp ứng đối với khí thải đường nồi thông qua việc sử dụng hệ thống cọ rửa chuyên dụng.
Sự kết hợp của hai tính chất đáng chú ý củamộtluminiumkhiến nhu cầu tái chế kim loại trở nên rõ ràng.Đầu tiên của những yếu tố này là không có sự khác biệt giữa nguyên chất và tái chếmộtluminium.Yếu tố thứ hai là tái chếmộtluminium chỉ sử dụng 5% năng lượng cần thiết để sản xuất nguyên liệu thô.
Hiện tại khoảng 60%mộtluminiumkim loại được tái chế vào cuối vòng đời của nó nhưng tỷ lệ phần trăm này vẫn có thể được cải thiện đáng kể.
Các thuộc tính của cácmộtluminiumhợp kim đã dẫn đếnmộtluminiumđược sử dụng trong các ngành công nghiệp đa dạng như vận tải, chế biến thực phẩm, sản xuất năng lượng, đóng gói, kiến trúc và các ứng dụng truyền tải điện.
Tùy thuộc vào ứng dụng,mộtluminiumcó thể dùng để thay thế các vật liệu khác nhưngười đồng nghiệp, thép, kẽm, tấm thiếc, thép không gỉ, titan, gỗ, giấy, bê tông và vật liệu tổng hợp.
Một số ví dụ về các khu vực nơimộtluminiumđược sử dụng được đưa ra trong các phần sau
Chống ăn mòn và bảo vệ chống lại tia UV kết hợp với độ ẩm và ngăn mùi cộng với thực tế làmộtluminiumkhông độc hại và sẽ không làm rò rỉ hoặc làm bẩn các sản phẩm đã dẫn đến việc sử dụng rộng rãimộtluminiumlá và tấm trong bao bì và bảo vệ thực phẩm.
Việc sử dụng phổ biến nhất củamộtluminiumđể đóng gói đã được đóng trong lon nước giải khát bằng nhôm.Mộtluminiumlon bây giờ chiếm khoảng 15% lượng tiêu thụ toàn cầu củamộtluminium.
Sau những ngày đầu tiên của chuyến bay có người lái, tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng tuyệt vời củamộtluminiumđã làm cho nó trở thành vật liệu chính để chế tạo máy bay.
Những thuộc tính tương tự củamộtluminiumcó nghĩa là các hợp kim khác nhau hiện nay cũng được sử dụng trong các toa xe chở khách và chở hàng, xe thương mại, xe quân sự, tàu & thuyền, xe buýt và xe khách, xe đạp và ngày càng nhiều trong ô tô có động cơ.
Bản chất bền vững củamộtluminiumliên quan đến khả năng chống ăn mòn và khả năng tái chế đã giúp thúc đẩy sự gia tăng nhu cầu gần đây đối với các bộ phận xe bằng nhôm.
Mộtluminiumtấm và đùn được sử dụng rộng rãi cho cấu trúc thượng tầng của tàu.Việc sử dụng các vật liệu này cho phép các nhà thiết kế tăng kích thước đường nước nói trên của tàu mà không tạo ra các vấn đề về ổn định.Lợi thế về trọng lượng củamộtluminiumđã cho phép các kiến trúc sư hàng hải đạt được hiệu suất tốt hơn từ sức mạnh sẵn có bằng cách sử dụngmộtluminiumtrong vỏ của thủy phi cơ, catamarans nhiều thân nhanh và tàu bào bề mặt.
Đã thấy trọng lượng thấp hơn và vòng đời dài hơnmộtluminiumtrở thành vật liệu thiết lập cho các tàu sân bay trực thăng và các cấu trúc hỗ trợ tàu sân bay trực thăng trên các giàn khoan dầu khí ngoài khơi.Những lý do tương tự đã dẫn đến việc sử dụng rộng rãimộtluminiumtrong các tháp cầu thang giàn khoan dầu và cầu thang ống lồng.
Mộtluminiumsử dụng trong các tòa nhà bao gồm một loạt các ứng dụng.Các ứng dụng bao gồm tấm lợp, lá cách nhiệt, cửa sổ, tấm ốp, cửa ra vào, mặt tiền cửa hàng, lan can, phần cứng kiến trúc và máng xối.
Mộtluminiumcũng thường được sử dụng dưới dạng tấm lót sàn và ván sàn công nghiệp.
Mộtluminiumlà kim loại phong phú nhất thế giới và là nguyên tố phổ biến thứ ba, chiếm 8% vỏ trái đất.Tính linh hoạt củamộtluminiumlàm cho nó trở thành kim loại được sử dụng rộng rãi nhất sau thép.
Mặc dùmộtluminiumcác hợp chất đã được sử dụng hàng ngàn năm,mộtluminiumkim loại lần đầu tiên được sản xuất cách đây khoảng 170 năm.
Trong 100 năm kể từ khi số lượng công nghiệp đầu tiên củamộtluminiumđược sản xuất, nhu cầu trên toàn thế giới vềmộtluminiumđã tăng lên khoảng 29 triệu tấn mỗi năm.Khoảng 22 triệu tấn là mớimộtluminiumvà 7 triệu tấn được tái chếmộtluminiumsắt vụn.
Việc sử dụng tái chếmộtluminiumhấp dẫn về mặt kinh tế và môi trường.Cần 14.000 kWh để sản xuất 1 tấn mớimộtluminium.Ngược lại, nó chỉ chiếm 5% trong số nàyđể nấu chảy lại và tái chế một tấnluminium.Không có sự khác biệtchất lượng giữa nguyên chất và tái chếmộtluminium hợp kim.
Thuần khiếtmộtluminiummềm, dẻo, chống ăn mòn và có độ dẫn điện cao.Nó được sử dụng rộng rãi cho giấy bạc và cáp dẫn, nhưng hợp kim với các phần tử khác là cần thiết để cung cấp độ bền cao hơn cần thiết cho các ứng dụng khác.Mộtluminiumlà một trong những kim loại kỹ thuật nhẹ nhất, có tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng vượt trội so với thép.
Bằng cách sử dụng các kết hợp khác nhau của các đặc tính ưu việt của nó như độ bền, độ nhẹ, khả năng chống ăn mòn, khả năng tái chế và khả năng định hình,mộtluminiumđang được tuyển dụng với số lượng ứng dụng ngày càng tăng.Mảng sản phẩm này bao gồm từ vật liệu kết cấu cho đến lá bao bì mỏng.
Những lợi thế chính của việc sử dụngmộtluminiumđược gắn trực tiếp với các đặc tính đáng chú ý của nó.Một số thuộc tính này được trình bày trong các phần sau.
Mộtluminiumcó mật độ khoảng một phần ba so với thép và được sử dụng thuận lợi trong các ứng dụng yêu cầu độ bền cao và trọng lượng thấp.Điều này bao gồm những loại xe có khối lượng thấp dẫn đến khả năng chịu tải lớn hơn và giảm mức tiêu thụ nhiên liệu.
Khi bề mặt củamộtluminiumkim loại tiếp xúc với không khí, một lớp phủ oxit bảo vệ hình thành gần như ngay lập tức.Lớp oxit này có khả năng chống ăn mòn và có thể được tăng cường thêm với các xử lý bề mặt như anodising.
Mộtluminiumlà chất dẫn điện tuyệt vời cả nhiệt và điện.Lợi thế lớn củamộtluminiumđó là theo trọng lượng, độ dẫn điện củamộtluminiumlà khoảng gấp đôi so với đồng.Điều này có nghĩa rằngmộtluminiumhiện nay là vật liệu được sử dụng phổ biến nhất trong các đường dây tải điện lớn.
Các lựa chọn thay thế tốt nhất cho đồng làmộtluminiumhợp kim trong loạt 1000 hoặc 6000.Chúng có thể được sử dụng cho tất cả các ứng dụng dẫn điện bao gồm cả hệ thống dây điện trong nước.
Cân nhắc về trọng lượng có nghĩa là một tỷ lệ lớn các đường dây điện trên không, điện áp cao hiện nay sử dụngmộtluminiumhơn là đồng.Tuy nhiên, chúng có độ bền thấp và cần được gia cố bằng mạ kẽm hoặcmộtluminiumbọc dây thép cường độ cao trong mỗi sợi.
Mộtluminiumlà một chất phản xạ tốt cả ánh sáng nhìn thấy và nhiệt, làm cho nó trở thành vật liệu lý tưởng cho các phụ kiện ánh sáng, chăn cách nhiệt và vật liệu cách nhiệt kiến trúc.
Mộtluminiumkhông chỉ không độc hại mà còn không giải phóng bất kỳ mùi hoặc sản phẩm độc hại nào mà nó tiếp xúc.Điều này làm chomộtluminiumthích hợp để sử dụng trong bao bì cho các sản phẩm nhạy cảm như thực phẩm hoặc dược phẩm, nơimộtluminiumgiấy bạc được sử dụng.
Khả năng tái chế củamộtluminiumlà vô song.Khi tái chế không bị suy giảm tính chất khi tái chếmộtluminiumđược so sánh với trinh nữmộtluminium.Hơn nữa, tái chếmộtluminiumchỉ yêu cầu khoảng 5% năng lượng đầu vào cần thiết để sản xuất nguyên chấtmộtluminiumkim loại.
Mộtluminiumđược khai thác từ quặng chính là bôxít.Các mỏ bô-xit đáng kể được tìm thấy trên khắp Australia, Caribe, Châu Phi, Trung Quốc và Nam Mỹ.Kỹ thuật cắt mở thường được sử dụng để khai thác bô-xít.
Bauxite được tinh chế bằng quy trình Bayer.Quá trình này liên quan đến việc hòa tanmộtluminiumtrihydrat để lại alumin cộng với các oxit sắt và titan.Oxit sắt và titan là sản phẩm phụ của quá trình này và thường được gọi là 'bùn đỏ'.Bùn đỏ phải được xử lý với sự cân nhắc chặt chẽ đối với các mối quan tâm về môi trường.
Cần khoảng hai tấn bauxit để sản xuất một tấn alumin.
Việc trích xuấtmộtluminiumtừ alumin đạt được bằng cách sử dụng một quá trình điện phân.Một ô hoặc chậu được sử dụng bao gồm một lớp vỏ thép lót carbon.Lớp vỏ này tạo thành cực âm.Một cực dương cacbon tiêu hao được lơ lửng trong cryolit lỏng (natri nhôm florua) được giữ trong nồi ở 950 ° C.Alumina được hòa tan trong cryolit bằng cách truyền điện áp thấp ở phân cực cao qua nồi.Điều này dẫn đếnmộtluminiumđược lắng ở cực âm.
Cácmộtluminiumngành công nghiệp rất có ý thức về tác động môi trường của các hoạt động của mình.Khai thác và nấu chảymộtluminium, cộng với việc xử lý bùn đỏ có thể gây ra tác động lớn đến môi trường nếu không được thực hiện đúng cách.
Ngành công nghiệp tự hào về những nỗ lực và thành tựu của mình trong việc phục hồi các điểm mỏ lộ thiên và phục hồi hệ động thực vật cho các địa điểm này.Những nỗ lực đó đã được đền đáp bằng các giải thưởng từ Chương trình Môi trường Liên hợp quốc và các khu xử lý bùn đỏ hiện đang được phục hồi thành công.
Các yêu cầu về môi trường được đáp ứng đối với khí thải đường nồi thông qua việc sử dụng hệ thống cọ rửa chuyên dụng.
Sự kết hợp của hai tính chất đáng chú ý củamộtluminiumkhiến nhu cầu tái chế kim loại trở nên rõ ràng.Đầu tiên của những yếu tố này là không có sự khác biệt giữa nguyên chất và tái chếmộtluminium.Yếu tố thứ hai là tái chếmộtluminium chỉ sử dụng 5% năng lượng cần thiết để sản xuất nguyên liệu thô.
Hiện tại khoảng 60%mộtluminiumkim loại được tái chế vào cuối vòng đời của nó nhưng tỷ lệ phần trăm này vẫn có thể được cải thiện đáng kể.
Các thuộc tính của cácmộtluminiumhợp kim đã dẫn đếnmộtluminiumđược sử dụng trong các ngành công nghiệp đa dạng như vận tải, chế biến thực phẩm, sản xuất năng lượng, đóng gói, kiến trúc và các ứng dụng truyền tải điện.
Tùy thuộc vào ứng dụng,mộtluminiumcó thể dùng để thay thế các vật liệu khác nhưngười đồng nghiệp, thép, kẽm, tấm thiếc, thép không gỉ, titan, gỗ, giấy, bê tông và vật liệu tổng hợp.
Một số ví dụ về các khu vực nơimộtluminiumđược sử dụng được đưa ra trong các phần sau
Chống ăn mòn và bảo vệ chống lại tia UV kết hợp với độ ẩm và ngăn mùi cộng với thực tế làmộtluminiumkhông độc hại và sẽ không làm rò rỉ hoặc làm bẩn các sản phẩm đã dẫn đến việc sử dụng rộng rãimộtluminiumlá và tấm trong bao bì và bảo vệ thực phẩm.
Việc sử dụng phổ biến nhất củamộtluminiumđể đóng gói đã được đóng trong lon nước giải khát bằng nhôm.Mộtluminiumlon bây giờ chiếm khoảng 15% lượng tiêu thụ toàn cầu củamộtluminium.
Sau những ngày đầu tiên của chuyến bay có người lái, tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng tuyệt vời củamộtluminiumđã làm cho nó trở thành vật liệu chính để chế tạo máy bay.
Những thuộc tính tương tự củamộtluminiumcó nghĩa là các hợp kim khác nhau hiện nay cũng được sử dụng trong các toa xe chở khách và chở hàng, xe thương mại, xe quân sự, tàu & thuyền, xe buýt và xe khách, xe đạp và ngày càng nhiều trong ô tô có động cơ.
Bản chất bền vững củamộtluminiumliên quan đến khả năng chống ăn mòn và khả năng tái chế đã giúp thúc đẩy sự gia tăng nhu cầu gần đây đối với các bộ phận xe bằng nhôm.
Mộtluminiumtấm và đùn được sử dụng rộng rãi cho cấu trúc thượng tầng của tàu.Việc sử dụng các vật liệu này cho phép các nhà thiết kế tăng kích thước đường nước nói trên của tàu mà không tạo ra các vấn đề về ổn định.Lợi thế về trọng lượng củamộtluminiumđã cho phép các kiến trúc sư hàng hải đạt được hiệu suất tốt hơn từ sức mạnh sẵn có bằng cách sử dụngmộtluminiumtrong vỏ của thủy phi cơ, catamarans nhiều thân nhanh và tàu bào bề mặt.
Đã thấy trọng lượng thấp hơn và vòng đời dài hơnmộtluminiumtrở thành vật liệu thiết lập cho các tàu sân bay trực thăng và các cấu trúc hỗ trợ tàu sân bay trực thăng trên các giàn khoan dầu khí ngoài khơi.Những lý do tương tự đã dẫn đến việc sử dụng rộng rãimộtluminiumtrong các tháp cầu thang giàn khoan dầu và cầu thang ống lồng.
Mộtluminiumsử dụng trong các tòa nhà bao gồm một loạt các ứng dụng.Các ứng dụng bao gồm tấm lợp, lá cách nhiệt, cửa sổ, tấm ốp, cửa ra vào, mặt tiền cửa hàng, lan can, phần cứng kiến trúc và máng xối.
Mộtluminiumcũng thường được sử dụng dưới dạng tấm lót sàn và ván sàn công nghiệp.
