آلومینیوم، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای علامت Al و عدد اتمی ۱۳ میباشد. آلومینیوم که عنصری نقرهای و انعطافپذیر است، عمدتأ به صورت سنگ معدن بوکسیت یافت میشود و از نظر مقاومتی که در برابر اکسیداسیون دارد، همچنین وزن و قدرت آن، قابل توجه است. آلومینیوم در صنعت برای تولید میلیونها محصول مختلف بکار میرود و در جهان اقتصاد، عنصر بسیار مهمی است.
اجزای سازههایی که از آلومینیوم ساخته میشوند، در صنعت هوانوردی و سایر مراحل حمل و نقل بسیار مهم هستند. همچنین در سازههایی که در آنها وزن پایداری و مقاومت لازم هستند، وجود این عنصر اهمیت زیادی دارد.
آلومینیوم، فلزی نرم و سبک، اما قوی است، با ظاهری نقرهای - خاکستری مات و لایه نازک اکسیداسیون که در اثر برخورد با هوا در سطح آن تشکیل میشود، از زنگ خوردگی بیشتر جلوگیری میکند. وزن آلومینیوم تقریبأ یک سوم فولاد یا مس است.ِ چکش خوار، انعطاف پذیر و به راحتی خم میشود. همچنین بسیار بادَوام و مقاوم در برابر زنگ خوردگی است. بعلاوه، این عنصر غیر مغناطیسی، بدون جرقه، دومین فلز چکش خوار و ششمین فلز انعطافپذیر است.
چه از نظر کیفیت و چه از نظر ارزش، آلومینیوم کاربردیترین فلز بعد از آهن است و تقریبأ در تمامی بخشهای صنعت دارای اهمیت میباشد. آلومینیوم خالص، نرم و ضعیف است، اما میتواند آلیاژهایی را با مقادیر کمی از مس، منیزیوم، منگنز، سیلیکون و دیگر عناصر بوجود آورد که این آلیاژها ویژگیهای مفید گوناگونی دارند. این آلیاژها اجزای مهم هواپیماها و راکتها را میسازند.
وقتی آلومینیوم را در خلاء تبخیر کنند، پوششی تشکیل میدهد که هم نور مرئی و هم گرمای تابشی را منعکس میکند. این پوششها لایه نازک اکسید آلومینیوم محافظ را بوجود میآورند که همانند پوششهای نقره خاصیت خود را از دست نمیدهند. یکی دیگر از موارد استفاده از این فلز در لایه آینههای تلسکوپهای نجومی است.
برخی از کاربردهای فراوان آلومینیوم عبارتاند از: حمل و نقل ( اتومبیلها، هواپیماها، کامیونها، کشتیها، ناوگانهای دریایی، راه آهن و ... ) بستهبندی ( قوطیها، فویل و... ) ساختمان ( درب، پنجره، دیوار پوشها و ... ) کالاهای با دوام مصرف کننده ( وسایل برقی خانگی، وسایل آشپزخانه ، ... ) خطوط انتقال الکتریکی ( بهعلت وزن سبک اگرچه هدایت الکترِکی آن تنها 60% هدایت الکتریکی مس میباشد ) ماشین آلات اکسید آلومینیوم (آلومینا) بطور طبیعی و بصورت کوراندوم، سنگ سمباده (emery)، یاقوت (ruby) و یاقوت کبود (sapphire) یافت میشود که در صنعت شیشهسازی کاربرد دارد. یاقوت و یاقوت کبود مصنوعی در لیزر برای تولید نور همنوسان بکار میروند. آلومینیوم با انرژی زیادی اکسیده میشود و در نتیجه در سوخت موشکهای با سوخت و دمازاها مورد استفاده واقع میشود.
آلومینیوم یک فلز واکنشگر است و نمیتواند از سنگ معدن خود بوکسیت (Al2O3 ) بهوسیله کاهش با کربن جدا شود. در عوض روش جداسازی این فلز از طریق الکترولیز است. (این فلز در محلول اکسیده شده، سپس بصورت فلز خالص جدا میشود.) لذا جهت این کار، سنگ معدن باید درون یک مایع قرار بگیرد. اما بوکسیت دارای نقطه ذوب بالایی است (2000 درجه سانتیگراد) که تامین این مقدار انرﮊی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست.
برای سالهای زیادی بوکسیت را در فلورید سدیم و آلومینیوم مذاب قرار میدادند و نقطه ذوب آن تا 900درجه سانتیگراد کاهش مییافت. اما امروزه مخلوط مصنوعی ازآلومینیوم، سدیم و فلوئورید کلسیم، جایگزین فلورید سدیم و آلومینیوم شده است. این فرایند هنوز مستلزم انرژی بسیار زیاد است و کارخانجات آلومینیوم دارای ایستگاههای برق مخصوص خود در اطراف این کارخانهها هستند.
الکترودهایی که در الکترولیز بوکسیت بکار میروند، هر دو کربن هستند. وقتی سنگ معدن در حالت مذاب است، یونهای آن آزادانه حرکت میکنند. واکنش در کاتد منفی اینگونه است:
در اینجا یون آلومینیوم در حالت کاهش است(الکترونها اضافه میشوند). سپس فلز آلومینیوم به سمت پایین فرو میرود و خارج میشود.
آند مثبت، اکسیژن بوکسیت را اکسیده میکند که بعد از آن با الکترود کربنی واکنش کرده تا تولید دیاکسید کربن نماید.
این کاتد باید عوض شود، چون اغلب تبدیل به دیاکسید کربن میشود. بر خلاف هزینه الکترولیز، آلومینیوم فلزی، ارزان با کاربرد وسیع است. امروزه آلومینیوم را میتوان از خاکه معدنی (clay) استخراج کرد، اما این فرایند، اقتصادی نیست.
ادامه مطلب ...سایه منطقهای است که نور از منبع آن به علت ممانعتی یک جسم ایجاد میکند قابل دسترسی نیست و همهٔ فضای پشت یک جسم تاریک به همراه نور جلوی آن را در بر میگیرد. بخش تقاطع یک سایه، یک محیط مرِِِیی دو بعدی یا تصویر وارونه یک جسم میباشد که جلوی نور قرار گرفتهاست. اجسام آسمانی زمانی که قدر نجومی آنها مساوی یا کوچکتر از منفی چهار(4-) باشد، میتواند سایهٔ مریی بیندازد. هم اکنون تنها اجرام آسمانیی که قادر به تولید سایههای قابل رؤیت بر روی زمین هستند، خورشید، ماه و تحت شرایطی سیارهٔ ناهید میباشد.