A yw Alwminiwm yn Dda ar gyfer Paneli Solar?

Mae alwminiwm (neu alwminiwm yn Saesneg America a Saesneg Canada) yn elfen gemegol gyda'r symbol Al a'r rhif atomig 13. Mae gan alwminiwm ddwysedd sy'n is na dwysedd metelau cyffredin eraill, sef tua thraean o ddur. Mae ganddo gysylltiad mawr ag ocsigen, ac mae'n ffurfio haen amddiffynnol o ocsid ar yr wyneb pan fydd yn agored i aer. Mae alwminiwm yn edrych yn debyg i arian, yn ei liw ac yn ei allu gwych i adlewyrchu golau. Mae'n feddal, anfagnetig a hydwyth. Mae ganddo un isotop sefydlog, 27Al; mae'r isotop hwn yn gyffredin iawn, gan wneud alwminiwm y deuddegfed elfen fwyaf cyffredin yn y Bydysawd. Defnyddir ymbelydredd 26Al mewn ymbelydredd.

Yn gemegol, mae alwminiwm yn fetel ôl-drawsnewid yn y grŵp boron; fel sy'n gyffredin i'r grŵp, mae alwminiwm yn ffurfio cyfansoddion yn bennaf yn y cyflwr ocsideiddio +3. Mae'r catation alwminiwm Al3+ yn fach ac yn llawn gwefr; fel y cyfryw, mae'n polareiddio, a bondiau ffurflenni alwminiwm yn tueddu tuag at cofalency. Mae'r cysylltiad cryf ag ocsigen yn arwain at gysylltiad cyffredin alwminiwm ag ocsigen mewn natur ar ffurf ocsidau; am y rheswm hwn, canfyddir alwminiwm ar y Ddaear yn bennaf mewn creigiau yn y gramen, lle dyma'r drydedd elfen fwyaf helaeth ar ôl ocsigen a silicon, yn hytrach nag yn y fantell, a bron byth fel y metel rhydd.

Cyhoeddwyd darganfyddiad alwminiwm ym 1825 gan y ffisegydd o Ddenmarc Hans Christian Ørsted. Cychwynnwyd y cynhyrchiad diwydiannol cyntaf o alwminiwm gan y cemegydd Ffrengig Henri Étienne Sainte-Claire Deville ym 1856. Daeth alwminiwm ar gael yn llawer mwy i'r cyhoedd gyda'r broses Hall-Héroult wedi'i datblygu'n annibynnol gan y peiriannydd Ffrengig Paul Héroult a'r peiriannydd Americanaidd Charles Martin Hall ym 1886, ac arweiniodd masgynhyrchu alwminiwm at ei ddefnydd helaeth mewn diwydiant a bywyd bob dydd. Yn Rhyfeloedd Byd I a II, roedd alwminiwm yn adnodd strategol hanfodol ar gyfer hedfan. Ym 1954, alwminiwm oedd y metel anfferrus a gynhyrchwyd fwyaf, gan ragori ar gopr. Yn yr 21ain ganrif, roedd y rhan fwyaf o alwminiwm yn cael ei fwyta mewn cludiant, peirianneg, adeiladu a phecynnu yn yr Unol Daleithiau, Gorllewin Ewrop a Japan.

Er gwaethaf ei gyffredinrwydd yn yr amgylchedd, ni wyddys bod unrhyw organeb fyw yn defnyddio halwynau alwminiwm yn fetabolaidd, ond mae planhigion ac anifeiliaid yn goddef alwminiwm yn dda. Oherwydd digonedd yr halwynau hyn, mae’r potensial ar gyfer rôl fiolegol iddynt o ddiddordeb parhaus, ac mae astudiaethau’n parhau.

Cais

Gweler hefyd: Aloi alwminiwm

Cynhyrchu alwminiwm byd-eang yn 2016 oedd 58.8 miliwn o dunelli metrig. Roedd yn rhagori ar unrhyw fetel arall ac eithrio haearn (1,231 miliwn o dunelli metrig).[138][139]

Mae alwminiwm bron bob amser wedi'i aloi, sy'n gwella ei briodweddau mecanyddol yn sylweddol, yn enwedig pan gaiff ei dymheru. Er enghraifft, mae'r ffoiliau alwminiwm cyffredin a chaniau diod yn aloion o 92% i 99% alwminiwm.[140] Y prif gyfryngau aloi yw copr, sinc, magnesiwm, manganîs, a silicon (ee, duralumin) gyda lefelau metelau eraill mewn ychydig y cant yn ôl pwysau.[141] Mae alwminiwm, gyr a cast, wedi'i aloi â: manganîs, silicon, magnesiwm, copr a sinc ymhlith eraill.[142] Er enghraifft, datblygwyd y teulu Kynal o aloion gan y gwneuthurwr cemegol Prydeinig Imperial Chemical Industries.

Gall alwminiwm

Y prif ddefnyddiau ar gyfer metel alwminiwm yw:

• Cludiant (automobiles, awyrennau, tryciau, ceir rheilffordd, llongau morol, beiciau, llongau gofod, ac ati). Defnyddir alwminiwm oherwydd ei ddwysedd isel;

• Pecynnu (caniau, ffoil, ffrâm, ac ati). Defnyddir alwminiwm oherwydd ei fod yn anwenwynig (gweler isod), nad yw'n amsugnol, ac yn atal sblint;

• Adeiladu ac adeiladu (ffenestri, drysau, seidin, gwifren adeiladu, gorchuddio, toi, ac ati). Gan fod dur yn rhatach, defnyddir alwminiwm pan fo ysgafnder, ymwrthedd cyrydiad, neu nodweddion peirianneg yn bwysig;

• Defnyddiau sy'n gysylltiedig â thrydan (aloi dargludyddion, moduron, a generaduron, trawsnewidyddion, cynwysorau, ac ati). Defnyddir alwminiwm oherwydd ei fod yn gymharol rhad, yn ddargludol iawn, mae ganddo gryfder mecanyddol digonol a dwysedd isel, ac mae'n gwrthsefyll cyrydiad;

• Amrywiaeth eang o eitemau cartref, o offer coginio i ddodrefn. Dwysedd isel, ymddangosiad da, rhwyddineb gwneuthuriad, a gwydnwch yw ffactorau allweddol defnydd alwminiwm;

• Peiriannau ac offer (offer prosesu, pibellau, offer). Defnyddir alwminiwm oherwydd ei wrthwynebiad cyrydiad, nad yw'n pyrofforigrwydd, a'i gryfder mecanyddol.

• Casys cyfrifiadur cludadwy. Ar hyn o bryd anaml y caiff ei ddefnyddio heb aloi,[144] ond gellir ailgylchu alwminiwm ac mae gan alwminiwm glân werth gweddilliol ar y farchnad: er enghraifft, defnyddiwyd y deunydd can diod a ddefnyddiwyd (UBC) i amgáu cydrannau electronig gliniadur MacBook Air, ffôn clyfar Pixel 5 neu oriawr smart Summit Lite.

Beth yw'r deunydd ar gyfer panel solar?

Y deunydd ar gyfer ffrâm solar yw 6063 aloi alwminiwm.

Aloi alwminiwm yw AA 6063, gyda magnesiwm a silicon yn elfennau aloi. Mae'r safon sy'n rheoli ei gyfansoddiad yn cael ei gynnal gan y Gymdeithas Alwminiwm. Yn gyffredinol, mae ganddo briodweddau mecanyddol da ac mae modd ei drin â gwres a gellir ei weld. Mae'n debyg i aloi alwminiwm Prydain HE9.

6063 yw'r aloi mwyaf cyffredin a ddefnyddir ar gyfer allwthio alwminiwm. Mae'n caniatáu i siapiau cymhleth gael eu ffurfio gydag arwynebau llyfn iawn sy'n addas ar gyfer anodizing ac felly mae'n boblogaidd ar gyfer cymwysiadau pensaernïol gweladwy fel fframiau ffenestri, fframiau drysau, toeau, a fframiau arwyddion.

Cyfansoddiad cemegol

Cyfansoddiad aloi 6063 yw: alwminiwm aiioy 6063

Elfen gyfansoddol	Isafswm (% yn ôl pwysau)	Uchafswm (% yn ôl pwysau)
Alwminiwm (Al)	97.50%	99.35%
Magnesiwm (Mg)	0.45%	0.90%
silicon (Si)	0.20%	0.60%
Haearn (Fe)	0	0.35%
Cromiwm (Cr)	0	0.10%
Copr (Cu)	0	0.10%
Manganîs (Mn)	0	0.10%
Titaniwm (Ti)	0	0.10%
Sinc (Sn)	0	0.10%
Eraill	0	Cyfanswm o 0.15% (0.05% yr un)

Priodweddau mecanyddol:

6063-T5

Mae gan dymer T5 6063 gryfder tynnol eithaf o o leiaf 140 MPa (20,000 psi) mewn trwch hyd at 13 milimetr (0.5 modfedd), a 130 MPa (19,000 psi) o 13 mm (0.5 in) o drwch, a chryfder cynnyrch o leiaf 97,000 hyd at 1 milimetr MPa (4i 1 3 mm) (0.5 mewn) a 90 MPa (13,000 psi) o 13 i 25 mm (0.5 i 1 mewn). Mae ganddo elongation o 8%.

6063-T6

Mae gan dymer T6 6063 gryfder tynnol eithaf o 190 MPa o leiaf (28,000 psi) a chryfder cynnyrch o 160 MPa o leiaf (23,000 psi). Mewn trwch o 3.15 milimetr (0.124 modfedd) neu lai, mae ganddo elongation o 8% neu fwy; mewn adrannau mwy trwchus, mae ganddo elongation o 10%.

Casgliad

Defnyddir 6063 ar gyfer gwneuthuriad pensaernïol, fframiau ffenestri a drysau, pibellau a thiwbiau, a dodrefn alwminiwm. Felly mae'n dda i'w ddefnyddio mewn paneli solar.