Hợp kim nhôm và các ứng dụng trong cuộc sống ngày nay

Hợp kim nhôm là một trong các kim khí nhiều nhất trong cuộc sống hàng ngày, không chỉ vì sự dồi dào mà còn bởi các đặc tính ưu việt của nó. Sở hữu đặc điểm nhẹ, bền, và khả năng chống ăn mòn cao, nguyên tố nhôm đã trở thành vật liệu không thể thiếu trong rộng rãi lĩnh vực công nghiệp. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cộng khám phá thêm về nguyên tố nhôm, từ đặc điểm, thuộc tính cho đến những vận dụng phổ quát của nó trong đời sống và phân phối.

https://hakawa.vn/blogs/cam-nang/nhom

1. Kim loại nhôm là gì?

Kim loại nhôm là một kim khí có ký hiệu hóa học là Al, thuộc vị trí số 13 trong bảng tuần hoàn những yếu tố. Mang số nguyên tử là 13 và trọng lượng nguyên tử là 26,98, vật liệu nhôm là kim loại nhiều thứ ba trên trái đất, chiếm khoảng 8% lớp vỏ trái đất. Hợp kim nhôm không tồn tại ở dạng thuần chất trong tự nhiên mà cốt yếu được mua thấy dưới dạng các hợp chất như bauxite, một mẫu quặng chính để sản xuất kim loại nhôm.

Vật liệu nhôm được phát hiện lần trước hết vào thế kỷ 19 và tức thời trở thành một trong những kim khí quan trọng nhất trong ngành công nghiệp. Sở hữu các đặc tính vật lý và hóa học độc đáo, nguyên tố nhôm đã phát triển thành nguyên liệu cốt yếu trong phổ biến ứng dụng khác nhau, trong khoảng sản xuất vỏ tàu bay, ô tô, tới các trang bị gia dụng và công nghiệp xây dựng.

2. Đặc điểm của vật liệu nhôm

Nhôm là một kim khí nhẹ, có màu trắng bạc ánh kim. Nó nổi trội mang đặc điểm nhẹ hơn sắt khoảng ba lần nhưng lại với độ bền cao, đặc trưng khi được hợp kim hóa. Một trong những đặc điểm thu hút nhất của hợp kim nhôm là khả năng chống ăn mòn. Điều này là do lúc xúc tiếp với không khí, kim loại nhôm nhanh chóng phản ứng có oxy để tạo thành một lớp oxit nhôm (Al2O3) mỏng nhưng rất bền, bảo vệ bề mặt khỏi bị oxy hóa thêm.

Tuy nhiên, hợp kim nhôm còn có khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt thấp, chỉ đứng sau đồng. Tuy nhiên, điểm cộng to nhất của vật liệu nhôm là khả năng gia công tiện dụng, cho phép nó được đúc, rèn, cán mỏng, hoặc kéo thành sợi để tiêu dùng trong phổ thông ứng dụng khác nhau.

3. Thuộc tính của nguyên tố nhôm

Nhôm là một kim loại mang đa dạng thuộc tính nổi trội, với thể được phân mẫu thành hai đội ngũ chính: thuộc tính vật lý và thuộc tính hóa học.

3.1. Tính chất vật lý

• Màu sắc và ánh kim: Hợp kim nhôm sở hữu màu trắng bạc, ánh kim rất thời trang, khiến nó trở thành vật liệu hoàn hảo trong trang trí và cung cấp các trang bị mang tính thẩm mỹ cao.
• Khối lượng riêng: Nguyên tố nhôm có khối lượng riêng chỉ khoảng 2,7 g/cm³, tức thị nhẹ hơn phổ thông so sở hữu những kim khí khác như sắt (7,87 g/cm³) và đồng (8,96 g/cm³). Điều này khiến cho nhôm trở nên vật liệu hoàn hảo cho những vận dụng yêu cầu độ bền nhưng trọng lượng nhẹ, như trong lĩnh vực hàng không và ô tô.
• Độ dẫn điện và nhiệt: Hợp kim nhôm sở hữu khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt rẻ. Độ dẫn điện của hợp kim nhôm khoảng 60% so có đồng, nhưng nhờ trọng lượng nhẹ, nó vẫn được tiêu dùng phổ thông trong lĩnh vực điện lực, đặc thù là trong cung ứng dây dẫn điện.
• Độ bền kéo và độ dẻo: Nguyên tố nhôm mang độ bền kéo cao và độ dẻo thấp, tức thị nó với thể được kéo dài hoặc uốn cong mà không bị gãy. Điều này khiến cho nguyên tố nhôm thuận lợi trong công đoạn gia công cơ khí và sản xuất những sản phẩm có hình dáng phức tạp.

3.2. Thuộc tính hóa học

• Phản ứng với oxy: Như đã nói, khi tiếp xúc với không khí, vật liệu nhôm chóng vánh phản ứng với oxy để tạo thành lớp oxit hợp kim nhôm (Al2O3) mỏng nhưng rất bền. Lớp oxit này ngăn cản sự oxy hóa tiếp diễn, kiểm soát an ninh hợp kim nhôm khỏi bị ăn mòn.
• Phản ứng với axit và kiềm: Nhôm mang khả năng phản ứng mạnh với những axit như axit clohidric (HCl) để tạo thành nhôm clorua (AlCl3) và khí hydro (H2). Tuy nhiên, kim loại nhôm cũng có thể giận dữ mang kiềm mạnh như natri hydroxit (NaOH) để tạo thành aluminate (NaAlO2) và giải phóng khí hydro.
• Phản ứng với nước: Kim loại nhôm không giận dữ sở hữu nước tại nhiệt độ phòng do lớp oxit kiểm soát an ninh. Không những thế, giả dụ lớp oxit này bị dòng bỏ hoặc trong điều kiện nhiệt độ cao, vật liệu nhôm mang thể giận dữ có nước để tạo thành nguyên tố nhôm hydroxit (Al(OH)3) và giải phóng khí hydro.

4. Áp dụng của hợp kim nhôm trong đời sống

Nhờ những đặc tính vật lý và hóa học ưu việt, nhôm được vận dụng nhiều trong đa dạng ngành của đời sống và sản xuất.

4.1. Ngành xây dựng

Trong ngành vun đắp, hợp kim nhôm được sử dụng để cung cấp những cấu trúc nhẹ nhưng bền vững như sườn cửa, cửa sổ, tấm chắn nắng, và vỏ bọc ngoại thất. Các vật liệu nhôm sở hữu độ bền cao thường được dùng trong các Dự án xây dựng tiên tiến, giúp giảm trọng lượng của tòa nhà và tăng cường khả năng chống ăn mòn.

4.2. Ngành nghề liên lạc tải

Kim loại nhôm là một nguyên liệu quan trọng trong ngành nghề giao thông tải, đặc biệt là trong cung cấp ô tô, máy bay, tàu hỏa, và tàu biển. Nhờ trọng lượng nhẹ, hợp kim nhôm giúp giảm tiêu thụ nhiên liệu và tăng hiệu suất của phương tiện. Trong lĩnh vực hàng không, nguyên tố nhôm là vật liệu chính để phân phối thân phi cơ và các bộ phận quan yếu khác.

4.3. Ngành điện lực

Nhôm là vật liệu xuất sắc cho các vận dụng trong lĩnh vực điện lực do khả năng dẫn điện rẻ và trọng lượng nhẹ. Nguyên tố nhôm được dùng phổ thông trong sản xuất dây dẫn điện, những phòng ban trong hệ thống truyền vận tải điện, và trong sản xuất những trang bị điện tử.

4.4. Ngành công nghiệp đóng gói

Kim loại nhôm còn được dùng trong lĩnh vực công nghiệp đóng gói nhờ khả năng chống ăn mòn và thuận tiện gia công thành các tấm mỏng. Giấy hợp kim nhôm và hộp kim loại nhôm là những tỉ dụ tiêu biểu của việc dùng nhôm trong đóng gói thực phẩm và đồ uống, giúp bảo quản sản phẩm lâu hơn và bảo vệ chúng khỏi những yếu tố bên ngoài.

4.5. Lĩnh vực công nghiệp dùng

Nguyên tố nhôm còn xuất hiện phổ thông trong các sản phẩm dùng hàng ngày như đồ gia dụng, dụng cụ nhà bếp, và thiết bị điện tử. Vật liệu nhôm không chỉ mang đến tính thẩm mỹ cao mà còn giúp nâng cao độ bền và tuổi thọ cho sản phẩm.

4.6. Lĩnh vực công nghiệp năng lượng

Trong ngành nghề năng lượng, vật liệu nhôm được sử dụng để cung ứng những phòng ban của pin và những trang bị lưu trữ năng lượng khác. Đặc biệt, vật liệu nhôm đang được nghiên cứu để tiêu dùng trong những ứng dụng năng lượng sạch, như pin nhôm-không khí, một loại pin với tiềm năng cao trong việc lưu trữ năng lượng từ các nguồn tái hiện.

4.7. Lĩnh vực gia dụng và cung cấp

Trong ngành gia dụng, nguyên tố nhôm được sử dụng đa dạng để cung ứng thang nhôm, một sản phẩm không thể thiếu trong rộng rãi gia đình và Dự án. Thang hợp kim nhôm được ưa chuộng bởi tính nhẹ, tiện lợi đi lại và sử dụng. Cùng lúc, nhờ đặc tính bền và chống ăn mòn cao, thang kim loại nhôm với tuổi thọ lâu dài, đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng. Các loại thang kim loại nhôm hiện giờ được ngoài mặt phổ quát về kích thước và kiểu dáng, đáp ứng nhu cầu sử dụng trong khoảng trong nhà đến ngoài trời, trong khoảng công việc nhẹ nhõm như sửa chữa bóng đèn đến các công việc đòi hỏi độ cao lớn hơn như lắp đặt những trang bị trên cao. Sự linh động và thuận tiện của thang hợp kim nhôm đã giúp sản phẩm này trở thành một phương tiện chẳng thể thiếu trong đa dạng hộ gia đình và môi trường làm cho việc.

Từ những Công trình xây dựng, công cụ liên lạc, tới những sản phẩm tiêu dùng hàng ngày, vật liệu nhôm đã chứng minh vai trò quan yếu của mình trong việc thúc đẩy sự vững mạnh của các cấp công nghiệp và cải thiện chất lượng cuộc sống.