| ||||
| כללי | ||||
|---|---|---|---|---|
| מספר אטומי | 13 | |||
| סמל כימי | Al | |||
| סדרה כימית | מתכות | |||
| צפיפות | 2700 kg/m3 | |||
| מראה | אפור מבריק | |||
| תכונות אטומיות | ||||
| משקל אטומי | 26.981538 amu | |||
| סידור אלקטרונים ברמות אנרגיה | 2, 8, 3 | |||
| תכונות פיזיקליות | ||||
| מצב צבירה בטמפ' החדר | מוצק | |||
| טמפרטורת התכה | 660.32°C | |||
| טמפרטורת רתיחה | 2519°C | |||
| לחץ אדים | 2.42Pa ב __°K | |||
| מהירות הקול | 5100 מטר לשנייה ב933°K | |||
| שונות | ||||
| אלקטרושליליות | 1.61 | |||
| קיבול חום סגולי | 900 J/(kg·K) | |||
| מוליכות חשמלית | 37.7 106/m·Ω | |||
| מוליכות תרמית | 237 W/(m·K) | |||
| אנרגיית יינון ראשונה | 577.5 kJ/mol | |||
אָלוּמִינְיוּם (בעברית: חַמְרָן מהחומר שממנו הופק; בשם העברי ממעטים להשתמש כיום) הוא יסוד כימי מתכתי המסומל כ-Al. מספרו האטומי 13.
האלומיניום הוא מתכת רקיעה וכסופה. אלומיניום הוא המתכת השכיחה ביותר בקרום כדור הארץ ונמצא במקום השלישי מבין היסודות. האלומיניום נמצא בעיקר במחצבי בוקסיט ומצוין בחסינותו להתחמצנות, בעמידותו ובמשקלו הקל. לאלומיניום חשיבות כלכלית רבה והוא משמש בתעשיות רבות.
[עריכה] תכונות
אלומיניום היא מתכת קלה, רכה וחסרת תכונות מגנטיות. לאלומיניום ברק עמום שנוצר בעקבות שכבה דקה של אלומיניום חמצני המופיעה מיד כשאלומיניום נחשף לאוויר. צפיפות האלומיניום היא שליש מצפיפות פלדה או נחושת. אלומיניום חשיל (מחושל בקלות, השני הכי חשיל אחרי זהב), רקיע (מקום שישי ברקיעותו), מתגבש ומעוצב בקלות. לאלומיניום עמידות גבוהה נגד שיתוך בזכות שכבת האלומיניום החמצני המצפה אותו. כאשר מערבבים אבקת אלומיניום עם אבק תחמוצת ברזל (חלודה), ומחממים, נוצרת תגובה אקסותרמית (פולטת חום) מאוד ובעבר השתמשו בתגובה זו לריתוך פסי רכבת.
[עריכה] שימושים
אם מודדים במידות של כמות או ערך, השימוש באלומיניום עולה על זה של כל מתכת אחרת פרט לברזל. לאלומיניום טהור יש כוח מתיחה נמוך, אבל בסגסוגות עם מתכות אחרות, כגון נחושת, אבץ, מגנזיום וצורן, מפגין האלומיניום תכונות מצוינות המתאימות לתפקידים רבים.
אלומיניום מכוסה בשכבה דקה ומחזירת אור של אלומיניום חמצני. שכבה זו לא "מתקלקלת" עם הזמן כמו ציפוי כסף ומחזיקה מעמד כמעט לנצח. למעשה, לרוב המראות בימינו שכבת אלומיניום במשטחן האחורי. גם במראות של טלסקופים משתמשים באלומיניום. שימושים נוספים:
- אלומיניום משמש ליצירת חלקי מכוניות, מטוסים, משאיות, פסי רכבת, כלי שיט, טילים וכדומה בזכות משקלו הקל.
- לאלומיניום שימושים רבים בתחום הבנייה (חלונות, דלתות וכדומה).
- כלים יומיומיים כמו כלי מטבח בזכות היותו מוליך חום מצוין, והקלות שבה ניתן להחזיקו נקי ומבריק.
- פחיות שתייה משום שהמכלים אינם מחלידים, משקלם זניח וקל מאוד למעוך אותן לצורך איסוף.
- קווי תמסורת חשמליים; למרות שאלומיניום מוליך רק 60% מהמוליכות של נחושת הוא זול יותר.
- לאלומיניום טהור (99.999%) יש שימוש בתעשיית האלקטרוניקה ובייצור תקליטורים.
- אבקת אלומיניום משמשת לעתים קרובות להכנת צבע כסף.
- גופי קירור למעבדי מחשבים עשויים מאלומיניום בזכות מוליכות החום הטובה שלו. נחושת עדיפה לתפקיד זה אבל היא יקרה וקשה יותר לייצור.
- לאלומיניום חמצני תפקיד בייצור זכוכית ואבני אודם וספיר מלאכותיות.
- נייר עטיפה - נייר העטיפה (כמו למשל של שוקולד) הוא בעצם יריעה דקה של אלומיניום הניתנת לגלילה ולעטיפת מוצרי מזון.
[עריכה] היסטוריה
האזכור הקדום ביותר לאלומיניום נמצא בספרו של פליניוס תולדות הטבע (Naturalis Historia):
- "יום אחד צורף ברומא הורשה להציג בפני הקיסר טיבריוס צלחת עשויה ממתכת חדשה. הצלחת הייתה קלה מאוד ובהירה כמעט כמו כסף. הצורף סיפר לקיסר שהוא הכין את המתכת מטיט רגיל. בנוסף לכך הוא אמר שרק הוא והאלים יודעים איך להכין את המתכת הזאת מטיט. הקיסר נהייה סקרן וכמומחה פיננסי הוא נהייה מודאג. הקיסר חשש שכל אוצרותיו שעשויים מזהב וכסף יאבדו את ערכם אחרי שאנשים פשוטים יפיקו את המתכת הבהירה שהציג בפניו הצורף מטיט. במקום לתת לצורף את הקרדיט, הקיסר ציווה לערוף את ראשו."
היוונים והרומאים הקדמונים השתמשו במלחי אלומיניום כחומרי צביעה ובתור חומר עוצר דימום בפצעים. אלום (מלח אלומיניום) עדיין משמש כחומר עוצר דימום. ב-1761 גיטון דה מורבו הציע לקרוא לאלום אלומין. ב-1808 זיהה האמפרי דייווי את האלומיניום כמתכת באלום.
בידוד אלומיניום בוצע לראשונה על-ידי פרידריך ולר ב-1827 כשערבב אשלגן עם אלומיניום כלורי. אלומיניום לא טהור הופק שנתיים לפני כן על-ידי הנס כריסטיאן אורסטד. האדם הראשון שגילה את האלומיניום במכרה בוקסיט (מינרל המכיל אלומיניום) ומיצה אותו בהצלחה היה פ. ברטייה.
האמריקני צ'ארלס מרטין הול רשם פטנט ב-1886 על תהליך אלקטרוליזה של מיצוי אלומיניום. פטנט זה הפך את מיצוי האלומיניום ממינרלים לזול יותר וכיום זהו תהליך המקובל בכל העולם. ב1909 התגלה בגרמניה כי סגסוגת של אלומניום +נחושת+מגנזיום יוצר מתכת חדשה שנקראה דוראלומין(DURALUMIN )שלה תכונות הדומות לפלדה רכה אך משקל הדוראלומין שני שליש בלבד ממשקל הפלדה .תכונות אלו איפשרו יצור מטוסים קלים וחזקים מדוראלומין.
גרמניה הפכה להיות המובילה העולמית בייצור אלומיניום מיד לאחר שאדולף היטלר צבר כוח. ב-1942, תחנת כוח הידרואלקטרית (מפיקה חשמל ממפל מים) של ארצות הברית נתנה משהו שהגרמנים הנאצים לא יכלו להתמודד מולו - ייצור של 60,000 מטוסי קרב ב-4 שנים בלבד.
[עריכה] צורה בטבע
אף על-פי שאלומיניום הוא מתכת מאוד נפוצה בקרום כדור הארץ (בין 7.5% ל-8.1%), היא מאוד נדירה בצורתה החופשית ובעבר נחשבה יותר יקרה מזהב (מסופר שלנפוליאון השלישי היה סט צלחות מאלומיניום שנשמר לאורחיו המכובדים ביותר; השאר השתמשו בצלחות זהב). אלומיניום נחשב מתכת מסחרית חדשה והיא מיוצרת בכמויות מסחריות מ-1900. מיחזור אלומיניום הפך למרכיב חשוב מתעשיית האלומיניום. זיקוק אלומיניום דורש כמויות עצומות של חשמל, בעוד שמחזור דורש רק 5% מהאנרגיה הזאת. המנהג למחזר אלומיניום אינו חדש והתחיל בתחילת המאה ה-20.
[עריכה] תהליך באייר
רוב האלומיניום מופק מהמינרל בוקסיט, בתהליך שנקרא "תהליך באייר" (Bayer Process).
הבוקסיט נטחן ומושרה בנתרן הידרוקסידי (NaOH) בסיר לחץ. בתנאים אלו Al2O3 הופך לNaAl(OH)4 ומתמוסס בעוד טיטניום, צורן וברזל נשארים כמשקע. התערובת מסוננת ומועברת למיכל שיקוע שבו NaAl(OH)4 מתגבש לAl(OH)3. הגבישים נשטפים ומחוממים בכבשן לטמפרטורה של 1000 מעלות צלזיוס עד שנוצר Al2O3, בהתאם למשוואה הבאה:
תחמוצת האלומיניום עוברת אלקטרוליזה ועל הקתודה מתקבל אלומיניום נוזלי טהור (99% טהור).
[עריכה] כימיה
[עריכה] דרגת חימצון 1+
- AlH מיוצר בחימום אלומיניום ב1500 מעלות צלזיוס בסביבת מימן.
- Al2O מיוצר בחימום Al2O3 עם צורן בואקום בטמפרטורה של 1800 מעלות צלזיוס.
- Al2S מיוצר בחימום Al2S3 יחד עם שבבי אלומיניום בואקום בטמפרטורה של 1300 מעלות צלזיוס.
- AlF, AlCl ו-AlBr קיימים במצב צבירה גז והם מיוצרים כשתרכובת הלוגנית מחוממת עם אלומיניום.
[עריכה] דרגת חימצון 2+
- אלומיניום חד חמצני (AlO) יכול להיווצר כששורפים אבקת אלומיניום בחמצן.
[עריכה] דרגת חימצון 3+
- ניתן להפיק אלומיניום הידריד (AlH3)n מ-Al(CH3)3 ומימן. ניתן גם לייצר אותו מ-AlCl3 כשנמצא בתמיסת אתר.
- אלומיניום קרביד Al4C3 מופק בחימום אלומיניום ופחמן בטמפרטורה העולה על 1000 מעלות צלזיוס.
- ניתן להפיק AlN בחימום אלומיניום וחנקן בטמפרטורה של 800 מעלות צלזיוס או בהידרוליזה של אמוניה עם אלומיניום הידרוקסידי .
- אלומיניום זרחתי (AlP) מיוצר גם הוא בצורה דומה לזו של AlN.
- Al2S3 מיוצר כשמעבירים על אבקת אלומיניום מימן גופרתי (H2S), זהו חומר רב צורתי.
[עריכה] אמצעי זהירות
לאלומיניום אין השפעה על תאים חיים, אבל ישנם אנשים שמפתחים אלרגיה אליו שמתבטאת בדלקת בעור, גירודים ועוד. קיים חשד לקשר בין החשיפה לאלומיניום ולהתפתחות מחלת אלצהיימר.
BW Bewise Inc.
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
留言列表
