هل الألومنيوم مفيد للألواح الشمسية؟

الألومنيوم (أو الألومنيوم باللغة الإنجليزية الأمريكية والإنجليزية الكندية) هو عنصر كيميائي مع رمز AL والرقم الذري 13. الألومنيوم لديه كثافة أقل من تلك الموجودة في المعادن المشتركة الأخرى ، في حوالي ثلث الصلب. له تقارب كبير تجاه الأكسجين ، ويشكل طبقة واقية من الأكسيد على السطح عند تعرضه للهواء. يشبه الألومنيوم بصريًا الفضة ، سواء في لونه أو في قدرته العظيمة على عكس الضوء. إنه ناعم ، غير مغنطيسي ودكتايل. لديه نظير مستقر واحد ، 27AL. هذا النظير شائع جدًا ، مما يجعل الألومنيوم العنصر الثاني عشر الأكثر شيوعًا في الكون. يستخدم النشاط الإشعاعي لـ 26al في الإشعاع.

كيميائيا ، الألومنيوم هو معدن ما بعد الانتقال في مجموعة بورون. كما هو شائع للمجموعة ، يشكل الألمنيوم مركبات في المقام الأول في حالة أكسدة +3. الكاتيون الألمنيوم AL3+ صغير ومشحن للغاية. على هذا النحو ، فهي مستقطبة ، وتميل أشكال الألومنيوم السندات نحو التساوية. التقارب القوي تجاه الأكسجين يؤدي إلى ارتباط الألومنيوم المشترك مع الأكسجين في الطبيعة في شكل أكاسيد ؛ لهذا السبب ، يوجد الألومنيوم على الأرض في المقام الأول في الصخور في القشرة ، حيث هو ثالث العنصر الأكثر وفرة بعد الأكسجين والسيليكون ، وليس في الوشاح ، ولم يسبق له مثيل مثل المعدن الحر.

تم الإعلان عن اكتشاف الألومنيوم في عام 1825 من قبل الفيزيائي الدنماركي هانز كريستيان Ørsted. بدأ أول إنتاج صناعي للألمنيوم من قبل الكيميائي الفرنسي هنري إتيان سانت كلير ديفيل في عام 1856. وأصبح الألومنيوم متاحًا أكثر بكثير للجمهور مع عملية القاعة-هيرولت التي طورها المهندس الفرنسي بول هيرولت والمهندس الأمريكي تشارلز مارتن هول في عام 1886 ، وقيادته بشكل مستقل للاستخدام في الصناعة في كل يوم. في الحربين العالميتين الأول والثاني ، كان الألمنيوم موردا استراتيجيا حاسما للطيران. في عام 1954 ، أصبح الألمنيوم أكثر المعادن غير الحديدية إنتاجًا ، متجاوزًا النحاس. في القرن الحادي والعشرين ، تم استهلاك معظم الألومنيوم في النقل والهندسة والبناء والتعبئة والتغليف في الولايات المتحدة وأوروبا الغربية واليابان.

على الرغم من انتشارها في البيئة ، من المعروف أن أي كائن حي يستخدم أملاح الألومنيوم مستقلبًا ، لكن الألومنيوم يتم تحمله جيدًا بواسطة النباتات والحيوانات. بسبب وفرة هذه الأملاح ، فإن إمكانية وجود دور بيولوجي بالنسبة لها هي ذات أهمية مستمرة ، وتستمر الدراسات.

طلب

انظر أيضا: سبيكة الألومنيوم

كان الإنتاج العالمي للألمنيوم في عام 2016 58.8 مليون طن متري. لقد تجاوز أي معدن آخر باستثناء الحديد (1،231 مليون طن متري). [138] [139]

يتم دائمًا مادة الألومنيوم تقريبًا ، مما يحسن بشكل ملحوظ خصائصه الميكانيكية ، خاصةً عند الخسارة. على سبيل المثال ، فإن رقائق الألمنيوم الشائعة وعلب المشروبات هي سبيكة من 92 ٪ إلى 99 ٪ من الألومنيوم. [140] عوامل السبائك الرئيسية هي النحاس والزنك والمغنيسيوم والمنغنيز والسيليكون (على سبيل المثال ، duralumin) مع مستويات المعادن الأخرى في بضع في المئة بالوزن. [141] الألومنيوم ، كل من المطاوع والممثلين ، قد تم تجميعه مع: المنغنيز ، السيليكون ، المغنيسيوم ، النحاس والزنك من بين آخرين. [142] على سبيل المثال ، تم تطوير عائلة Kynal من السبائك من قبل الشركة المصنعة للمواد الكيميائية البريطانية Imperial Chemical Industries.

يمكن الألومنيوم

الاستخدامات الرئيسية للمعادن الألومنيوم موجودة في:

• النقل (السيارات ، الطائرات ، الشاحنات ، سيارات السكك الحديدية ، الأوعية البحرية ، الدراجات ، المركبة الفضائية ، إلخ). يستخدم الألومنيوم بسبب كثافته المنخفضة.

• التغليف (العلب ، رقائق ، إطار ، إلخ). يتم استخدام الألومنيوم لأنه غير سامة (انظر أدناه) ، غير مامح ، ومقاوم للرقائق ؛

• البناء والبناء (النوافذ ، الأبواب ، انحياز ، سلك البناء ، غلاف ، تسقيف ، إلخ). نظرًا لأن الفولاذ أرخص ، يتم استخدام الألومنيوم عندما تكون الخفة أو مقاومة التآكل أو الميزات الهندسية مهمة ؛

• الاستخدامات المتعلقة بالكهرباء (سبائك الموصلات ، والمحركات ، والمولدات ، المحولات ، المكثفات ، إلخ). يتم استخدام الألومنيوم لأنه رخيص نسبيًا ، وموصل للغاية ، وله قوة ميكانيكية كافية وكثافة منخفضة ، ويقاوم التآكل ؛

• مجموعة واسعة من الأدوات المنزلية ، من أواني الطهي إلى الأثاث. تعد الكثافة المنخفضة ، والمظهر الجيد ، وسهولة التصنيع ، والمتانة هي العوامل الرئيسية لاستخدام الألمنيوم ؛

• الآلات والمعدات (معدات المعالجة والأنابيب والأدوات). يتم استخدام الألومنيوم بسبب مقاومة التآكل ، وعدم البروفي ، والقوة الميكانيكية.

• حالات الكمبيوتر المحمولة. نادرًا ما يتم استخدامه حاليًا بدون صناعة السبائك ، [144] ولكن يمكن إعادة تدوير الألومنيوم وإحساس الألومنيوم النظيف له قيمة سوقية متبقية: على سبيل المثال ، تم استخدام مادة CAN (UBC) المستخدمة (UBC) لتغليف المكونات الإلكترونية لجهاز الكمبيوتر المحمول Air Macbook أو Pixel 5 Smartphone أو Summit Lite.

ما هي مادة اللوحة الشمسية؟

مادة الإطار الشمسي هي سبيكة الألومنيوم 6063.

AA 6063 هي سبيكة الألومنيوم ، مع المغنيسيوم والسيليكون كعناصر سبائك. يتم الحفاظ على المعيار الذي يتحكم في تكوينه بواسطة جمعية الألمنيوم. لها خصائص ميكانيكية جيدة بشكل عام وهي قابلة للعلاج وقابلة لحام. إنه مشابه لسبائك الألومنيوم البريطاني HE9.

6063 هي السبائك الأكثر شيوعًا المستخدمة في بثق الألمنيوم. إنها تتيح تشكيل أشكال معقدة مع أسطح ناعمة للغاية تناسب الأنود ، وبالتالي تحظى بشعبية للتطبيقات المعمارية المرئية مثل إطارات النوافذ وإطارات الأبواب والأسطح وإطارات العلامات.

التكوين الكيميائي

تكوين السبائك البالغ 6063 هو: الألومنيوم Aiioy 6063

العنصر المكون	الحد الأدنى (٪ بالوزن)	الحد الأقصى (٪ بالوزن)
الألومنيوم (AL)	97.50 ٪	99.35 ٪
المغنيسيوم (ملغ)	0.45 ٪	0.90 ٪
السيليكون (SI)	0.20 ٪	0.60 ٪
الحديد (Fe)	0	0.35 ٪
الكروم (CR)	0	0.10 ٪
النحاس (CU)	0	0.10 ٪
المنجنيز (MN)	0	0.10 ٪
التيتانيوم (TI)	0	0.10 ٪
الزنك (SN)	0	0.10 ٪
آحرون	0	إجمالي 0.15 ٪ (0.05 ٪ لكل منهما)

الخصائص الميكانيكية:

6063-T5

يتمتع T5 Temper 6063 بقوة شد في نهاية المطاف لا تقل عن 140 ميجا باسكال (20،000 رطل / بوصة مربعة) في سماكة تصل إلى 13 ملليمتر (0.5 بوصة) ، و 130 ميجا باسكال (19000 رطل) من 13 ملم (0.5 بوصة) ، وتصل إلى ما لا يقل عن 97 ميجا باسكال (14،000) في). لديها استطالة 8 ٪.

6063-T6

يتمتع T6 Member 6063 بقوة شد في نهاية المطاف لا تقل عن 190 ميجا باسكال (28000 رطل) وقوة العائد لا تقل عن 160 ميجا باسكال (23000 رطل). في سماكة 3.15 ملليمتر (0.124 بوصة) أو أقل ، يتم استطالة 8 ٪ أو أكثر ؛ في أقسام أكثر سمكا ، لديها استطالة 10 ٪.

خاتمة

يستخدم 6063 للتصنيع المعماري ، وإطارات النوافذ والأبواب ، والأنابيب والأنابيب ، وأثاث الألومنيوم. لذلك فهو جيد لاستخدام في الألواح الشمسية.