Ano ang Aluminum? Pangkalahatang-ideya sa Materyal at Mga Pagpipilian sa Disenyo

Aluminum , na kilala rin bilang Aluminium , ang pinakagamit na di-bakal na metal dahil sa mga natatanging katangian nito na hindi makikita sa mga metal na may base sa bakal. Mahalaga ang pag-unawa sa mga katangian nito at ang pagpili ng tamang grado, paraan ng pagpoproseso, at paggamot sa init kapag nagdidisenyo ng mga produkto. Tingnan ’natin ang iba't ibang uri at katangian ng aluminum.

Mga Pangunahing Katangian ng Aluminum

Ang aluminum ay may ilang mahusay na katangian, kabilang ang: magaan, matibay, lumalaban sa korosyon, madaling iproseso, mataas ang kondaktibidad sa init, mataas ang kondaktibidad sa kuryente, maaaring i-recycle, di-magnetiko, lumalaban sa mababang temperatura, sumasalamin sa init at liwanag, kaakit-akit sa paningin, at di-toksis.

Magaan

Ang aluminum ay may tiyak na bigat (densidad) na mga 2.7, na humigit-kumulang isang ikatlo ng bakal. Ang magaan nitong timbang ay nagiging sanhi upang mataas ang demand dito sa mga industriya tulad ng transportasyon (mga eroplano, satelayt, at mabilis na tren), konstruksyon, at elektroniko (mga teleponong pampoket).

Malakas

Ang paghahalo ng purong aluminum sa iba pang metal ay maaaring mapalakas ang tiyak na lakas nito. Ang mga haluang metal tulad ng serye 7000, na pinainit at dinagdagan ng sosa at magnesiyo, ay nagpapakita ng mahusay na katatagan. Halimbawa, ang A7075 (dagdag na super duralumin) ay malawakang ginagamit sa mga bahagi ng eroplano.

Resistant sa korosyon

Madaling tumutugon ang aluminum sa oksiheno, na bumubuo ng isang makapal na pelikula ng oksido sa ibabaw nito na gumagana bilang protektibong layer, na nag-iiba sa korosyon. Ang mataas nitong paglaban sa korosyon ay nagiging perpekto ito para sa mga aplikasyon sa dagat, paggawa ng barko, at arkitektura. Mayroon ding mga ulat na walang anumang isyu kahit pagkatapos ng 30 taon ng paggamit sa mga lugar na napapailalim sa simoy ng dagat.

Maaring iproseso

Ang aluminum ay lubhang malleable, kaya ito ay angkop para sa iba't ibang pamamaraan ng pagpoproseso. Ang mababang punto ng pagkatunaw nito at mahusay na daloy ng katangian ay ginagawa itong perpekto para sa paghuhulma. Maaari itong madaling i-cut at i-weld, na nagbibigay-daan sa paglikha ng hanay ng mga hugis, kabilang ang manipis na pader na hugis, tulad ng aluminum foil, hanggang sa mga kumplikadong hugis.

Mataas na Thermal Conductivity

Aluminum ’ang thermal conductivity nito ay humigit-kumulang tatlong beses na mas mataas kaysa sa bakal, na ginagawa itong perpekto para gamitin sa mga radiator ng kotse, heat exchanger, at mga radiator ng electronic device.

Mataas na Kababagang Elektriko

Ang aluminum ay dala ang dobleng dami ng kuryente kumpara sa tanso na may parehong timbang. Ang katangiang ito, kasama ang magaan nitong kalikasan, ay nagiging isang kaakit-akit na materyales para sa mga linyang pang-transmisyon ng kuryente. Nakatutulong ito upang palawakin ang espasyo sa pagitan ng mga tower at bawasan ang mga gastos.

Maaaring I-recycle

Ang aluminum ay hindi madaling sumira, kahit matapos ang matagalang paggamit, at may mababang punto ng pagkatunaw, na nagpapadali sa pag-recycle nito sa pamamagitan ng pagkatunaw ng produkto matapos gamitin. Ang pag-recycle ng aluminum ay nangangailangan lamang ng 3% ng enerhiya na kailangan para gumawa ng bagong produkto, at ang kalidad ng na-recycle na aluminum ay halos katumbas ng kalidad ng bagong produkto.

Hindi magnetiko

Ang aluminum ay hindi magnetic at hindi maapektuhan ng mga magnetic field sa paligid nito. Ang katangiang ito ang nagpapahintulot sa paggamit nito sa mga parabolic antenna, kagamitan sa medisina, magnetic compass, at mga produktong may kaugnayan sa superconductivity. Mas mura rin ito kaysa sa ibang hindi magnetic na materyales tulad ng ginto, pilak, at tanso.

Lumalaban sa Mababang Temperatura

Kahit sa ilalim ng napakababang temperatura tulad ng likidong nitrogen (-196 °F) at likidong oxygen (-183 °F), ang aluminum ay nagpapanatili ng lakas nito at maaari pang tumaas ang lakas nito. Ang katangiang ito ang nagpapahintulot sa paggamit nito sa mga planta na may mababang temperatura, mga tangke ng LNG (likidong natural gas), paglalayag sa kalawakan, at biyoteknolohiya.

Nagre-reflect ng Init at Liwanag

May kakayahan ang aluminum na sumalamin sa mga infrared ray, ultraviolet ray, at electromagnetic wave. Ang pagtaas ng kalinisan nito o ang paglalapat ng mirror finish ay maaaring karagdagang mapahusay ang reflectance nito, na ginagawa itong angkop para gamitin sa heating reflectors, space suit, at polygon mirrors.

Mataas na Estetika

May likas na ganda ang aluminum, na maaari pang mapahusay sa pamamagitan ng mga surface treatment tulad ng Alumite treatment. Maaari rin itong i-color gamit ang electrolytic coloring, na nagiging angkop ito para gamitin sa mga gusali sa labas at mga packaging material.

Hindi nakakalason

Hindi tumutugon ang aluminum sa pagkain at hindi nakakalason. Kahit na lunukin, higit sa 99% dito ay na-e-excrete mula sa katawan, na walang pinsala sa lupa. Karaniwang ginagamit ito sa mga packaging container para sa pagkain at gamot, at mga medical device.

Mga Dapat Isaalang-alang Kapag Ginagamit ang Aluminum

Bagaman mayroon ang aluminum ng maraming mahuhusay na katangian, may ilang mga bagay din na dapat isaalang-alang:

Mas mababa ang lakas kumpara sa bakal

Bagaman ang aluminum ay may mahusay na tiyak na lakas, ang lakas nito ay mas mababa kaysa sa bakal. Angkop ito para sa mga malambot at plastik na istraktura tulad ng pakpak ng eroplano ngunit maaaring hindi angkop para sa mga bahagi na nangangailangan ng mataas na lakas, tulad ng mga gilid.

Mga isinasaalang-alang sa kalawang

Bagaman ang aluminum ay lumalaban sa kalawang, maaari itong magkaroon ng korosyon sa mapurol na kapaligiran o kapag nakipag-ugnayan sa iba't ibang metal. Upang maiwasan ang korosyon, maaaring kailanganin ang paggamot na alumite.

Mataas na Koepisyent ng Pahaba na Pagpapalawak

Ang aluminum ay may koepisyent ng pahaba na pagpapalawak na halos dalawang beses na mas mataas kaysa sa mga materyales na batay sa bakal. Ang mga bahagi na nakararanas ng malaking thermal stress at paulit-ulit na pinainit at pinapalamig ay maaaring magdusa sa pagkabigo dulot ng thermal fatigue.

Walang Hadlang sa Pagkapagod

Hindi tulad ng mga ferrous na materyales, ang aluminum ay walang hadlang sa pagkapagod —ang mas mababang limitasyon ng stress kung saan hindi nangyayari ang metal fatigue. Samakatuwid, sa panahon ng disenyo, kinakailangang ihambing ang pagbabago ng stress na nangyayari habang ginagamit sa SN diagram upang matiyak na walang problema sa lakas kahit na magkaroon ng mga bitak sa buong inaasahang buhay ng produkto.

Mahirap I-weld

Aluminum ’ang oxide film ay may mataas na melting point na humigit-kumulang 3632 °F, kaya kinakailangang alisin ito bago mag-welding. Bukod dito, ang mataas na thermal conductivity at mababang melting point ng aluminum ’ay nagdudulot na ang init habang nag-wewelding ay mabilis na naililipat sa base metal, na maaaring magdulot na mahulog ang base metal. Ang pagwewelding ng aluminum ay nangangailangan ng maingat na kontrol sa bilis ng welding torch. Para sa pinakamahusay na resulta, isaalang-alang ang paggamit ng isang kumpanya na may patunay na track record sa pagwewelding ng aluminum.

Karaniwang Mga Uri ng Aluminum

Ang purong aluminum ay may mahinang lakas, kaya karaniwang idinaragdag ang iba pang mga metal upang makabuo ng isang alloy. Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng bakal, sosa, magnesiyo, tanso, atbp. sa aluminum, maaaring makalikha ng iba't ibang uri ng mga alloy.

Ang mga industriyal na materyales na aluminum ay nahahati sa dalawang malawak na kategorya: mga halo ng aluminum na pinapandil at mga halo ng aluminum na ipinapahid, depende sa gamit ng huling produkto. ’ang mga pinapandil na aluminum ay maaaring maproseso gamit ang plastik na pagbabago ng hugis, samantalang ang mga ipinapahid na aluminum ay ginagamit sa paghahagis. Tingnan natin ang mga uri ng pinapandil na halo ng aluminum dito. ’tingnan natin ang mga uri ng pinapandil na halo ng aluminum dito.

Mga Pinapandil na Halo ng Aluminum

• 1050 Halo ng Aluminum

ang 1050 Halo ng Aluminum (1050 AA) ay isang karaniwang uri ng dalisay na aluminum. Bagaman mahina ang lakas nito, ito ay may mahusay na kakayahang maporma at lumaban sa korosyon, kaya mainam ito para sa dekorasyon at mga linyang pangtransmisyon ng kuryente.

• 2017 Aluminio Alloy

ang 2017 Halo ng Aluminum (2017AA), na kilala rin bilang duralumin, ay may mahinang paglaban sa korosyon ngunit mataas ang lakas, kaya mainam ito para sa eroplano, sasakyan, at mga bahagi ng makina.

• 2024 Halo ng Aluminum

ang 2024 Halo ng Aluminum (2024 AA), o super duralumin, ay mas matibay kaysa sa 2017 AA.

• 5052 Aluminum alloy

ang 5052 Aluminum Alloy (5052 AA) ay may mahusay na paglaban sa korosyon, kakayahang pagtrabahuhin, at mabuting pagkakasala, kaya ito ang pinakakaraniwang uri ng aluminum alloy. Ginagamit ito sa mga materyales na pang-frame at ng mga parte ng lapis metal .

• 6061 Aluminum Alloy

ang 6061 Aluminum Alloy (6061 AA) ay isang uri ng aluminum alloy na may mahusay na paglaban sa korosyon. Ang paggamit ng heat treatment, tulad ng T6 treatment, ay lalo pang nagpapahusay sa kahusayan nito laban sa korosyon.

• 6063 Aluminio Alloy

ang 6063 Aluminum Alloy (6063 AA) ay isang uri ng aluminum alloy na may mahusay na paglaban sa korosyon at magagandang katangian sa pagpoproseso ng ibabaw, karamihan ay ginagamit sa mga produktong pinalabas (extruded products) tulad ng mga aluminum sash at mga kagamitang elektrikal.

• 7075 aluminum alloy

ang 7075 Aluminum Alloy (7075 AA), o karagdagang super duralumin, ay may pinakamataas na lakas sa lahat ng mga uri ng aluminum alloy. Dahil dito, malawakang ginagamit ito sa mga eroplano at naging mahalaga sa paggawa ng mga sasakyang panghimpapawid, kabilang ang malaking ambag nito sa pagpapahusay ng kakayahan ng mga eroplano noong panahon ng giyera.