الخصائص الفيزيائية والكيميائية

الخصائص الفيزيائية

مظهر:
يتميز عادةً بلونه المعدني الأبيض الفضي، وسطحه الأملس ولمعانه العالي. يمكن تحقيق تأثيرات سطحية مختلفة من خلال عمليات معالجة سطحية متنوعة، مثل الأكسدة، والتلميع، والتنظيف بالفرشاة.

كثافة:
كثافة قضبان الألومنيوم منخفضة نسبيًا، وعادةً ما تكون حول 2.70 جم/سم³ ، أي ما يعادل ثلث كثافة الفولاذ تقريبًا. هذه الخاصية خفيفة الوزن تجعل الألومنيوم مرغوبًا فيه للغاية في التطبيقات التي يكون فيها تقليل الوزن أمرًا بالغ الأهمية.

نقطة الانصهار:
نقطة انصهار الألومنيوم منخفضة نسبيًا مقارنة بالفولاذ، وعادةً ما تكون حوالي 660 درجة مئوية . تسهل نقطة الانصهار المنخفضة هذه عمليات الصب والتشكيل ولكنها تحد من استخدامها في البيئات ذات درجات الحرارة العالية

معامل التمدد الحراري:
معامل التمدد الحراري معتدل، تقريبًا 23.1 × 10⁻⁶/°م في درجة حرارة الغرفة. تسمح هذه الميزة للألمنيوم بالتمدد والانكماش بشكل ملحوظ مع تغيرات درجة الحرارة، مما يتطلب دراسة متأنية في التطبيقات الدقيقة.

الموصلية الحرارية:
يتمتع الألومنيوم بموصلية حرارية ممتازة، مع معامل توصيل حراري يبلغ حوالي 205-250 واط/(م·ك) . وهذا يجعلها مثالية لتطبيقات تبديد الحرارة، مثل أحواض الحرارة والمشعات

الموصلية الكهربائية:
يتميز الألومنيوم بموصلية كهربائية جيدة، حوالي 61% من النحاس (تقريبًا 37.7 × 10⁶ سم/م ). على الرغم من أنه ليس موصلًا مثل النحاس، إلا أن وزنه الأخف وتكلفته المنخفضة تجعله خيارًا شائعًا لخطوط نقل الكهرباء والأسلاك

الخصائص الكيميائية

مقاومة التآكل:
يتمتع الألومنيوم بمقاومة ممتازة للتآكل بفضل تكوين طبقة أكسيد رقيقة وكثيفة على سطحه. تحمي هذه الطبقة الطبيعية المعدن من المزيد من الأكسدة والتدهور البيئي. على سبيل المثال، يعمل الألومنيوم بكفاءة في البيئات الجوية، والمياه العذبة، والبيئات الحمضية المعتدلة. ومع ذلك، في البيئات شديدة القلوية أو الغنية بالكلوريد، قد تتحلل طبقة الأكسيد، مما يؤدي إلى تآكل نقري.

مضادات الأكسدة:
يتمتع الألومنيوم بمقاومة جيدة للأكسدة في درجة حرارة الغرفة بفضل طبقة الأكسيد ذاتية التخميد. ومع ذلك، عند درجات الحرارة المرتفعة، يتأكسد الألومنيوم بسرعة أكبر، خاصةً فوق 500 درجة مئوية ، مكونًا أكسيد الألومنيوم (Al₂O₃)، والذي يمكن أن يؤثر على خصائصه الميكانيكية

الاستقرار الكيميائي:
يتميز الألومنيوم بثبات كيميائي عالي في معظم البيئات، وهو مقاوم للعديد من المواد الكيميائية، بما في ذلك الأحماض والقلويات الضعيفة. ومع ذلك، فإنه يتفاعل بشدة مع الأحماض القوية (مثل حمض الهيدروكلوريك) والقلويات (مثل هيدروكسيد الصوديوم)، مما قد يُذيب طبقة الأكسيد ويُسبب تآكل المعدن.

التخميل:
توفر طبقة الأكسيد الطبيعية على الألومنيوم خاصية التخميل، مما يعزز مقاومته للتآكل والأكسدة. ويمكن تحقيق التخميل الاصطناعي من خلال عمليات مثل الأكسدة، التي تزيد من سماكة طبقة الأكسيد وتحسّن متانتها. تتضمن الأكسدة غمر قضيب الألومنيوم في محلول كهربائي وتطبيق تيار كهربائي لتكوين طبقة أكسيد أكثر سماكة وحماية.

التطبيقات

تُستخدم قضبان الألومنيوم على نطاق واسع في مختلف المجالات بفضل خفة وزنها ومقاومتها للتآكل وأدائها الممتاز في المعالجة. ففي صناعة الطيران، تُستخدم لتصنيع المكونات الهيكلية وأدوات التثبيت، مستفيدةً من نسبة قوتها إلى وزنها العالية. وفي قطاع البناء، تُستخدم قضبان الألومنيوم عادةً في إطارات النوافذ والدرابزين والعناصر الزخرفية نظرًا لجمالها ومتانتها. وفي صناعة السيارات، تُستخدم لإنتاج قطع خفيفة الوزن، مما يُحسّن كفاءة استهلاك الوقود. بالإضافة إلى ذلك، تُعدّ قضبان الألومنيوم أساسية في الصناعة الكهربائية، حيث تُستخدم في خطوط نقل الطاقة، ومبددات الحرارة، وهياكل الإلكترونيات. إن قدرتها على التكيف مع بيئات العمل المعقدة تجعلها مناسبة للتطبيقات في المعدات الكيميائية، وآلات تصنيع الأغذية، والهياكل البحرية.