ف آلومینیوم و کاربردهای آن

آلومینیم یکی از فات تقریباً جدید است که کاربردهای صنعتی آن تقریباً از سال 86 میلادی با تهیه شمش
آلومینیم از طریق الکترولیز توسط هرولت » Heroult » در فرانسه و مارتین – هال » Hall – Martin » در آمریکا
آغاز گردید ، ولی کوشش های متعدد و پی گیر برای استخراج و تهیه آن از سالهای 86 ادامه داشته است .
کمتر از یکصد سال از زمان تهیه آلومینیم به طریقه بایر » Bayer »  می گذرد ، ولی در همین مدت کوتاه ، خواص فیزیکی و مکانیکی مطلوب آلومینیم و آلیاژهای آن باعث گردیده است که این ف در پهنه ی صنعت ارزش بسیار زیادی یافته و در دو جهت مختلف خواص فیزیکی و مکانیکی جایگزین برخی از انواع فولادها و یا آلیاژهای مس گردد .
آلومینیم دارای 16 پروتن 16 نوترون و 16 الکترون است و بدین ترتیب عدد اتمی آن 16 و جرم اتمی آن تقریباً می باشد  
آلومینیم در ترکیبات شیمیایی دارای ظرفیت 1 بوده ولی توزیع الکترونهای مدار بیرونی آن به گونه ای است که
در برخی از ترکیبات می تواند دارای ظرفیت 6 باشد .
 نقطه ذوب پایین آلومینیم نسبت به مس و آهن  و مقایسه وزن مخصوص و سایر خواص فیزیکی و مکانیکی این سه ف و آلیاژهای آنها یکی از دلایل عمده گسترش روزافزون و کاربردهای آلومینیم در
صنعت می باشد ، زیرا برای ریخته گری و ذوب این ف تقریباً امکان استفاده از تمام کوره های صنعتی ذوب معمولی و با قدرت حرارتی کم میسر است.
آلومینیم بعد از منیزیم سبکترین ف است . وزن مخصوص » چگالی آن برابر 1/8 گرم بر سانتیمتر مکعب است .
سبکی آلومینیم یکی دیگر از عوامل مهم در کاربردهای صنعتی آن می باشد . چنانچه چگالی آلومینیم با مس ( 8/8 ) و آهن ( 8/1 ) مقایسه شود ، نتیجه می گردد که برای ساخت قطعاتی با شکل مشابه از آلومینیم به کمتر از 11 درصد وزنی مس و 11 درصد وزنی آهن ، ف لازم است . با توجه به مقایسه قیمت وزنی و همچنین سهولت حمل و نقل و ذوب سریعتر ، گسترش کاربردهای صنعتی آلومینیم را می توان پیش بینی نمود .
آلومینیم یکی از فات هادی است و هدایت حرارتی آن تقریباً 1/00 درصد مس است . که در مقایسه با مس نسبت وزن مخصوص ، هدایت حجمی آلومینیم از مس بیشتر و این نیز یکی دیگر از موارد استفاده های صنعتی آلومینیم و توسعه کاربرد آلومینیم در مصارف الکتریکی محسوب می شود .
آلومینیم فی است نرم است که قابلیت آلیاژسازی و استفاده از آلیاژهای مختلف آلومینیم با عناصر مانند سیلیسیم ، منیزیم
و مس باعث گردیده است در حالی که خواص فیزیکی آلومینیم نظیر وزن مخصوص افزایش فاحشی نداشته باشدو نقطه ذوب آن حتی کاهش یابد ، آلیاژهای مقاومی حاصل گردد که سختی آن افزایش یابد و استحکام کششی و خواص مکانیکی بسیار بالایی برخوردار باشد .
یکی دیگر از مشخصات عمده آلومینیم که در گسترش زمینه های کاربرد این عنصر و آلیاژهای آن در صنعت نقش مهم و اساسی دارد ، مقاومت این ف در مقابل اکسیژن » هوا و سایر عوامل خورنده های شیمیایی نظیر آب دریا ، برخی از مواد روغنی و . . . است . آلومینیم به سرعت اکسیده می شود ، ولی اکسید حاصل تشکیل یک فیلم  اولیه فشرده و غیر متخلخلی را می دهد که از نفوذ اکسیژن به قسمت های درونی قطعه جلوگیری کرده و از خود حفاظت ف و قطعه را در مقابل اکسیژن و عوامل اکسایش بر عهده می گیرد .
مشخصاتی که در فوق گفته شد و به خصوص آنهای که بر معیارها و مقیاس های فیزیکی استوار هستند ، به ف خالص آلومینیم اختصاص دارند . در صنعت خواص فیزیکی تحت تأثیر ناخالصی های موجود در ف صنعتی قرار گرفته و تغییرات عمده ای را نسبت به شرایط فیزیکی و شیمیایی  معین داشته باشند.مهترین زمینه های کاربرد آلومینیم در صنایع و نیازمندی های انسانی عبارتند از :
مصارف خانگی : نظیر کتری ،قاشق ، چنگال ، قابلمه و قسمت هایی از یخچال . . . توسعه و گسترش آلومینیم در ساخت وسایل خانگی فوق بر دلایل متعددی استوار است که مهمترین آنها مقاومت آلومینیم در مقابل اکسیژن هوا  ، سبکی و هدایت حرارتی می باشد . در قدیم برای ساخت وسایل خانگی نظیر دیگ ، بادیه ، بشقاب ، قاشق ، چنگال و . . . از مس استفاده می کردند و به منظورجلوگیری از اکسیده شدن آنها و یا واکنش با مواد اسیدی رقیق و نمکها که در اغلب خوراکها وجود دارد آنها را قلع اندود می کردند . استفاده از آلومینیم مصارف عمده مس در صنایع خانگی را تقلیل داده است.

علاوه بر مشخصات فوق آلیاژهای آلومینیم که دارای مقدار بسیار کمی تیتانیم هستند ، قابلیت شستشو و پرداخت کاری بسیار زیادی داشته و تحت نام تجارتی آلپاکا و آلپاکس در ساخت قاشق و چنگال به کار می روند .
مصارف ساختمانی : نظیر در ، پنجره ، دستگیره در و . . . به صورتهای ریخته گری و نوردی  کار شده توسعه و گسترش آلومینیم در مصارف ساختمانی عالوه بر سبکی و زنگ نزدن بر استحکام نسبی و همچنین قابلیت آبکاری الکتریکی آنها استور است که می تواند علاوه بر مقاومت در مقابل عوامل جوی و مکانیکی و تحمل نیروهای فشاری در رنگهای متنوع و ثابت نیز عرضه شود .
مصارف شهرسازی : نظیر لوله ، اتصالات ، پمپهای آب و . . .
مهمترین دلیل موارد مصرف آلومینیم در این زمینه ها علاوه بر مشخصات فوق بر مقاومت آنها در مقابل آب و رطوبت استوار است .
مصارف هواپیمایی : در صنایع هواپیمایی ، وزن و سبکی قطعات درکنار استحکام آنها از اهمیت ویژه برخوردار است  . از طرف دیگر قابلیت شکل پذیری آلومینیم و آلیاژهای آن از طریق روشهای مختلف نظیر ریخته گری Casting نورد Rolling ،فشار کاری Extrusion  و پتک کاری یاآهنگری Forging باعث گردیده است که هر قطعه با مشخصات مکانیکی خواسته شده را بتوان از یکی از انواع آلیاژهای آلومینیم تهیه کرد .
مصارف اتومبیل سازی و قطار : بنا به دلایل عمده فوق ، از آلومینیم به صورت قطعات مختلف و به ویژه در ساخت پیستون ، اگزوز ، دستگیره کاربراتور و غیره استفاده می شود.
مصارف کشتی سازی و زیردریایی : علاوه بر خواص عمومی فوق سبکی و مقاومت آلیاژهای آلومینیم در مقابل نمکهای دریا و آب دریا یکی از مهمترین عوامل مؤثر در کاربرد الومینیم در قسمت های زیر بدنه ، پروانه  پمپ و سایر قطعات کمکی در کشتیها است.

مصارف تجاری و بسته بندی : نظیر بسته بندی های چای ، سیگار ، مواد لبنی ، پاکت شیر ، بطری‌ها و  . . .
آلومینیم به عنوان لفاف و پوشش در بسته بندی انواع محصولات تجاری به منظور جلوگیری از جذب رطوبت و با توجه به سبکی آن به کار می رود ، این پدیده به دلیل آن است که آلومینیم به سهولت از طریق عملیات نورد به ضخامتی تا حدود 61 میکرون و کمتر از آن می رسد که از آنها  زرورق Foil » تهیه می کنند .
مصارف الکتریکی : نظیر کابل ها ، اتصاالت . هدایت الکتریکی مطلوب آلومینیم و خواص هدایت الکتریکی حجمی بهتر از تمام عناصر و فات و به خصوص در مقایسه با مس ، دلیل اصلی استفاده از آلومینیم در مصارف الکتریکی است.