Εφαρμογές αλουμινίου και κραμάτων του στη βιομηχανία και την καθημερινή ζωή

Το αλουμίνιο είναι ελαφρύ μη σιδηρούχο μέταλλο με καλή αντιδιαβρωτική αντοχή, υψηλή ολκιμότητα, θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα. Στον αέρα καλύπτεται από λεπτό στρώμα οξειδίου που επιβραδύνει την περαιτέρω οξείδωση. Χάρη στη μικρή πυκνότητα, την κατεργασιμότητα και την αντοχή στη διάβρωση, το αλουμίνιο και τα κράματά του εφαρμόζονται στη βιομηχανία, τις κατασκευές, τις μεταφορές, την ηλεκτροτεχνία και την καθημερινή ζωή.

Το καθαρό αλουμίνιο είναι σχετικά μαλακό, επομένως σε υπεύθυνα εξαρτήματα χρησιμοποιούνται συχνότερα κράματα. Προσθήκες μαγνησίου, πυριτίου, χαλκού, μαγγανίου, ψευδαργύρου και άλλων στοιχείων αυξάνουν την αντοχή, τη χυτευσιμότητα, την αντοχή στη φθορά ή τη δυνατότητα θερμικής κατεργασίας. Άρα το πεδίο εφαρμογής εξαρτάται και από την ποιότητα του κράματος.

Η βασική θέση του αλουμινίου στην παραγωγή

Κύριο πλεονέκτημα είναι η χαμηλή πυκνότητα: έχει περίπου το ένα τρίτο του βάρους του χάλυβα στον ίδιο όγκο. Είναι χρήσιμο όπου πρέπει να μειωθεί η μάζα χωρίς υπερβολική απώλεια αντοχής. Ελάσσεται, εξωθείται, πρεσάρεται, συγκολλάται και κατεργάζεται εύκολα.

Σημαντικές ιδιότητες:

• μικρή μάζα σε σύγκριση με χάλυβα και πολλά μέταλλα·
• αντοχή στην ατμοσφαιρική διάβρωση χάρη στο οξείδιο·
• υψηλή θερμική αγωγιμότητα·
• καλή ηλεκτρική αγωγιμότητα·
• παραγωγή φύλλων, προφίλ, σωλήνων, σύρματος, φύλλου συσκευασίας και χυτών εξαρτημάτων·
• δυνατότητα ανακύκλωσης και επαναχρησιμοποίησης.

Πεδία εφαρμογής

1. Μεταφορές: αυτοκίνητα, βαγόνια, πλοία, ποδήλατα και ειδικά μηχανήματα.
2. Αεροπορία και διαστημική τεχνολογία, όπου προέχουν μικρή μάζα και αντοχή κραμάτων.
3. Κατασκευές και αρχιτεκτονική: προσόψεις, προφίλ παραθύρων, πόρτες, χωρίσματα και στέγες.
4. Ηλεκτροτεχνία: γραμμές μεταφοράς, καλώδια, ζυγοί και αγώγιμα μέρη.
5. Ηλεκτρονικά: περιβλήματα, ψύκτρες, θωρακίσεις, πυκνωτές και λεπτές μεμβράνες.
6. Συσκευασία: κουτιά, αλουμινόφυλλο, πώματα, σωληνάρια και σύνθετα υλικά.
7. Βιομηχανία τροφίμων και οικιακά σκεύη με τήρηση των απαιτήσεων επαφής.
8. Εναλλάκτες, θερμαντικά σώματα, ψυκτικός και κλιματιστικός εξοπλισμός.
9. Μηχανολογία και βιομηχανικός εξοπλισμός: προφίλ, περιβλήματα, χυτά και κατεργασμένα μέρη.
10. Χημική βιομηχανία και μεταλλουργία, περιλαμβανομένων σκονών και ειδικών αντιδραστηρίων με αυστηρή ασφάλεια.
11. Διακοσμητικά, εξαρτήματα επίπλων, φωτιστικά και στοιχεία εσωτερικών χώρων.
12. Ανακύκλωση απορριμμάτων αλουμινίου και επαναχρησιμοποίηση σε νέα προϊόντα.

Μεταφορές

Η βιομηχανία μεταφορών είναι μία από τις κύριες εφαρμογές. Το υλικό χρησιμοποιείται σε αυτοκίνητα, αεροσκάφη, σιδηροδρομικά βαγόνια, πλοία, ποδήλατα και άλλα μέσα. Η μείωση μάζας περιορίζει την κατανάλωση καυσίμου, αυξάνει το ωφέλιμο φορτίο ή βελτιώνει τη δυναμική.

Τα κράματα εφαρμόζονται σε πάνελ αμαξώματος, πλαίσια, αναρτήσεις, εναλλάκτες, ψυγεία, ζάντες, κινητήρες, βαγόνια και υπερκατασκευές πλοίων. Στην αεροπορία και το διάστημα είναι σημαντικά για την αναλογία αντοχής προς μάζα, αν και σε εξαιρετικά φορτιζόμενους κόμβους αντικαθίστανται από τιτάνιο, χάλυβα ή σύνθετα υλικά.

Κατασκευές και αρχιτεκτονική

Χρησιμοποιείται όπου έχουν σημασία το μικρό βάρος, η αντιδιαβρωτική αντοχή και η εμφάνιση: προφίλ παραθύρων και θυρών, συστήματα προσόψεων, στέγες, χωρίσματα, σκάλες, κιγκλιδώματα, στέγαστρα και πάνελ.

Τα προφίλ είναι πρακτικά σε συναρμολογούμενες κατασκευές επειδή είναι ελαφρά και κατεργάζονται καλά. Συχνά εφαρμόζονται ανοδίωση, ηλεκτροστατική βαφή και άλλες προστατευτικές-διακοσμητικές κατεργασίες.

Ηλεκτροτεχνία και ηλεκτρονικά

Το αλουμίνιο άγει καλά και είναι ελαφρύτερο από τον χαλκό. Υστερεί σε αγωγιμότητα ανά όγκο, αλλά συχνά πλεονεκτεί ανά μάζα. Χρησιμοποιείται σε γραμμές μεταφοράς, καλώδια, ζυγούς, περιβλήματα, ψύκτρες και απαγωγείς θερμότητας.

Στα ηλεκτρονικά εφαρμόζεται σε περιβλήματα, θωρακίσεις, ψύκτρες, πυκνωτές και λεπτές μεμβράνες. Εξετάζονται επίσης η γαλβανική διάβρωση, η ποιότητα συνδέσεων, η μηχανική αντοχή και το περιβάλλον.

Συσκευασία, οικιακή χρήση και τρόφιμα

Από αλουμίνιο παράγονται κουτιά, φύλλα, πώματα, σωληνάρια και σύνθετες συσκευασίες. Είναι ελαφρύ, μορφοποιείται καλά, προστατεύει από το φως και εν μέρει από τον αέρα και ανακυκλώνεται.

Στην καθημερινότητα βρίσκεται σε σκεύη, είδη κουζίνας, περιβλήματα συσκευών, έπιπλα, φωτιστικά και διακοσμητικά. Στα τρόφιμα σημαντικά είναι η καθαρότητα, οι προστατευτικές επιστρώσεις και η συμμόρφωση για επαφή.

Βιομηχανική παραγωγή και καθημερινή ζωή

Στη βιομηχανία τα κράματα χρησιμοποιούνται σε σωλήνες, δοχεία, εναλλάκτες, μηχανικά μέρη, περιβλήματα, καλούπια, προφίλ και χυτά. Σκόνες αλουμινίου εφαρμόζονται στη μεταλλουργία, πυροτεχνικές συνθέσεις και χημικές διεργασίες, αλλά απαιτούν αυστηρή ασφάλεια.

Μειονέκτημα του καθαρού μετάλλου είναι η χαμηλότερη αντοχή από τον χάλυβα. Γι’ αυτό χρησιμοποιούνται κράματα αλουμινίου-μαγνησίου, αλουμινίου-πυριτίου, αλουμινίου-χαλκού-μαγνησίου και άλλα. Η σωστή επιλογή παρέχει τον επιθυμητό συνδυασμό μάζας, αντοχής, διάβρωσης, συγκολλησιμότητας και κόστους.

Αυτός ο συνδυασμός ιδιοτήτων καθιστά το αλουμίνιο ένα από τα πιο περιζήτητα μη σιδηρούχα μέταλλα, όπου απαιτούνται ελαφρότητα, κατεργασιμότητα, αντιδιαβρωτική αντοχή, μετάδοση θερμότητας, ηλεκτρική αγωγιμότητα και ανακύκλωση.

Σχετικά υλικά

• Ειδικό βάρος αλουμινίου