Nhôm là một trong các kim loại đa dạng nhất trong cuộc sống hàng ngày, không chỉ vì sự dồi dào mà còn bởi những đặc tính ưu việt của nó. Có đặc điểm nhẹ, bền, và khả năng chống ăn mòn cao, vật liệu nhôm đã trở nên nguyên liệu không thể thiếu trong đa dạng ngành nghề công nghiệp. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu thêm tại đây về hợp kim nhôm, trong khoảng đặc điểm, thuộc tính cho đến các áp dụng nhiều của nó trong đời sống và phân phối.
https://hakawa.vn/blogs/cam-nang/nhom
1. Vật liệu nhôm là gì?
Kim loại nhôm là một kim loại mang ký hiệu hóa học là Al, xếp hạng thứ 13 trong bảng tuần hoàn các nguyên tố. Với số nguyên tử là 13 và trọng lượng nguyên tử là 26,98, kim loại nhôm là kim loại đa dạng thứ ba trên địa cầu, chiếm khoảng 8% lớp vỏ trái đất. Nhôm không còn đó ở dạng thuần chất trong tự nhiên mà cốt yếu được sắm thấy dưới dạng những hợp chất như bauxite, một loại quặng chính để sản xuất hợp kim nhôm.
Kim loại nhôm được phát hiện lần trước tiên vào thế kỷ 19 và tức thì phát triển thành một trong những kim khí quan yếu nhất trong ngành công nghiệp. Với các đặc tính vật lý và hóa học độc đáo, nguyên tố nhôm đã phát triển thành nguyên liệu chủ yếu trong đa dạng áp dụng khác nhau, từ cung cấp vỏ tàu bay, ô tô, tới những thiết bị gia dụng và công nghiệp vun đắp.
2. Đặc điểm của hợp kim nhôm
Nguyên tố nhôm là một kim loại nhẹ, sở hữu màu trắng bạc ánh kim. Nó vượt trội sở hữu đặc điểm nhẹ hơn sắt khoảng ba lần nhưng lại có độ bền cao, đặc trưng lúc được hợp kim hóa. Một trong những đặc điểm đặc sắc nhất của hợp kim nhôm là khả năng chống ăn mòn. Điều này là do khi xúc tiếp sở hữu không khí, nhôm mau chóng bức xúc mang oxy để tạo thành một lớp oxit hợp kim nhôm (Al2O3) mỏng nhưng rất bền, kiểm soát an ninh bề mặt khỏi bị oxy hóa thêm.
Tuy nhiên, vật liệu nhôm còn với khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt rẻ, chỉ đứng sau đồng. Tuy nhiên, ưu thế lớn nhất của hợp kim nhôm là khả năng gia công thuận lợi, cho phép nó được đúc, rèn, cán mỏng, hoặc kéo thành sợi để tiêu dùng trong phổ thông áp dụng khác nhau.
3. Tính chất của vật liệu nhôm
Vật liệu nhôm là một kim khí có nhiều thuộc tính vượt bậc, sở hữu thể được phân loại thành hai nhóm chính: thuộc tính vật lý và tính chất hóa học.
3.1. Thuộc tính vật lý
Màu sắc và ánh kim: Nhôm mang màu trắng bạc, ánh kim rất bắt mắt, làm cho nó phát triển thành vật liệu tuyệt vời trong trang hoàng và cung ứng các thiết bị mang tính thẩm mỹ cao.
Khối lượng riêng: Nguyên tố nhôm có khối lượng riêng chỉ khoảng 2,7 g/cm³, nghĩa là nhẹ hơn phổ thông so mang các kim loại khác như sắt (7,87 g/cm³) và đồng (8,96 g/cm³). Điều này khiến cho hợp kim nhôm phát triển thành nguyên liệu hoàn hảo cho những áp dụng đề xuất độ bền nhưng trọng lượng nhẹ, như trong ngành nghề hàng không và ô tô.
Độ dẫn điện và nhiệt: Nguyên tố nhôm mang khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt tốt. Độ dẫn điện của nhôm khoảng 60% so có đồng, nhưng nhờ trọng lượng nhẹ, nó vẫn được tiêu dùng phổ quát trong ngành nghề điện lực, đặc trưng là trong cung ứng dây dẫn điện.
Độ bền kéo và độ dẻo: Nguyên tố nhôm có độ bền kéo cao và độ dẻo tốt, nghĩa là nó có thể được kéo dài hoặc uốn cong mà không bị gãy. Điều này khiến kim loại nhôm tiện lợi trong giai đoạn gia công cơ khí và phân phối những sản phẩm với hình trạng phức tạp.
3.2. Tính chất hóa học
Phản ứng với oxy: Như đã đề cập, lúc xúc tiếp sở hữu không khí, nhôm nhanh chóng bức xúc với oxy để tạo thành lớp oxit nguyên tố nhôm (Al2O3) mỏng nhưng rất bền. Lớp oxit này ngăn cản sự oxy hóa tiếp tục, kiểm soát an ninh hợp kim nhôm khỏi bị ăn mòn.
Phản ứng với axit và kiềm: Nguyên tố nhôm có khả năng giận dữ mạnh có các axit như axit clohidric (HCl) để tạo thành vật liệu nhôm clorua (AlCl3) và khí hydro (H2). Bên cạnh đó, nhôm cũng mang thể giận dữ có kiềm mạnh như natri hydroxit (NaOH) để tạo thành aluminate (NaAlO2) và giải phóng khí hydro.
Phản ứng với nước: Hợp kim nhôm không giận dữ với nước tại nhiệt độ phòng do lớp oxit bảo kê. Bên cạnh đó, ví như lớp oxit này bị mẫu bỏ hoặc trong điều kiện nhiệt độ cao, vật liệu nhôm mang thể phản ứng mang nước để tạo thành vật liệu nhôm hydroxit (Al(OH)3) và phóng thích khí hydro.
4. Ứng dụng của hợp kim nhôm trong đời sống
Nhờ những đặc tính vật lý và hóa học ưu việt, nhôm được ứng dụng rộng rãi trong phổ biến ngành của đời sống và sản xuất.
4.1. Ngành xây dựng
Trong ngành nghề vun đắp, vật liệu nhôm được sử dụng để phân phối những cấu trúc nhẹ nhưng vững bền như khuông cửa, cửa sổ, tấm chắn nắng, và vỏ bọc ngoại thất. Những nhôm với độ bền cao thường được sử dụng trong những Dự án xây dựng đương đại, giúp giảm trọng lượng của tòa nhà và tăng cường khả năng chống ăn mòn.
4.2. Ngành giao thông chuyển vận
Hợp kim nhôm là một nguyên liệu quan yếu trong lĩnh vực giao thông vận tải, đặc trưng là trong cung ứng ô tô, máy bay, tàu hỏa, và tàu biển. Nhờ trọng lượng nhẹ, nhôm giúp giảm tiêu thụ nhiên liệu và nâng cao hiệu suất của công cụ. Trong ngành hàng không, nguyên tố nhôm là nguyên liệu chính để cung cấp thân phi cơ và những bộ phận quan trọng khác.
4.3. Ngành điện lực
Vật liệu nhôm là nguyên liệu hoàn hảo cho những áp dụng trong ngành điện lực do khả năng dẫn điện rẻ và trọng lượng nhẹ. Nhôm được dùng phổ thông trong cung ứng dây dẫn điện, những bộ phận trong hệ thống truyền vận tải điện, và trong cung ứng những trang bị điện tử.
4.4. Ngành công nghiệp đóng gói
Nguyên tố nhôm còn được tiêu dùng trong ngành nghề công nghiệp đóng gói nhờ khả năng chống ăn mòn và tiện dụng gia công thành các tấm mỏng. Giấy kim loại nhôm và hộp nguyên tố nhôm là những thí dụ tiêu biểu của việc tiêu dùng kim loại nhôm trong đóng gói thực phẩm và đồ uống, giúp bảo quản sản phẩm lâu hơn và bảo kê chúng khỏi các yếu tố bên ngoài.
4.5. Ngành nghề công nghiệp tiêu dùng
Hợp kim nhôm còn xuất hiện phổ quát trong những sản phẩm sử dụng hàng ngày như đồ gia dụng, phương tiện nhà bếp, và trang bị điện tử. Kim loại nhôm không chỉ mang lại tính thẩm mỹ cao mà còn giúp tăng độ bền và tuổi thọ cho sản phẩm.
4.6. Lĩnh vực công nghiệp năng lượng
Trong lĩnh vực năng lượng, nhôm được sử dụng để cung ứng các phòng ban của pin và các trang bị lưu trữ năng lượng khác. Đặc trưng, kim loại nhôm đang được nghiên cứu để sử dụng trong những ứng dụng năng lượng sạch, như pin nhôm-không khí, một loại pin mang tiềm năng cao trong việc lưu trữ năng lượng trong khoảng các nguồn tái hiện.
4.7. Ngành gia dụng và cung cấp
Trong ngành nghề gia dụng, hợp kim nhôm được sử dụng đa dạng để cung ứng thang kim loại nhôm, một sản phẩm chẳng thể thiếu trong đa dạng gia đình và Công trình. Thang kim loại nhôm được ưa thích bởi tính nhẹ, thuận lợi chuyển di và dùng. Đồng thời, nhờ đặc tính bền và chống ăn mòn cao, thang kim loại nhôm có tuổi thọ trong tương lai, đảm bảo an toàn cho người dùng. Các dòng thang vật liệu nhôm bây giờ được ngoại hình phổ biến về kích thước và thiết kế, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong khoảng trong nhà đến ngoài trời, trong khoảng công tác nhẹ nhõm như sửa sang bóng đèn đến các công tác đòi hỏi độ cao lớn hơn như lắp đặt các thiết bị trên cao. Sự cởi mở và thuận lợi của thang nguyên tố nhôm đã giúp sản phẩm này trở thành một dụng cụ chẳng thể thiếu trong đa dạng hộ gia đình và môi trường làm cho việc.
Trong khoảng các Công trình vun đắp, phương tiện giao thông, đến những sản phẩm sử dụng hàng ngày, nhôm đã chứng minh vai trò quan yếu của mình trong việc thúc đẩy sự vững mạnh của các ngành công nghiệp và cải thiện chất lượng cuộc sống.
