האם אלומיניום טוב לפאנלים סולאריים?

אלומיניום (או אלומיניום באנגלית אמריקאית ואנגלית קנדית) הוא יסוד כימי עם הסמל Al ומספר אטומי 13. לאלומיניום יש צפיפות נמוכה מזו של מתכות נפוצות אחרות, בערך שליש מזה של פלדה. יש לו זיקה גדולה לחמצן, ויוצר שכבת הגנה של תחמוצת על פני השטח בעת חשיפה לאוויר. האלומיניום מזכיר חזותית כסף, הן בצבעו והן ביכולתו הרבה להחזיר אור. הוא רך, לא מגנטי ורקיע. יש לו איזוטופ יציב אחד, 27Al; איזוטופ זה נפוץ מאוד, מה שהופך את האלומיניום ליסוד ה-12 בשכיחותו ביקום. הרדיואקטיביות של 26Al משמשת לתיארוך רדיו.

מבחינה כימית, אלומיניום הוא מתכת לאחר מעבר בקבוצת הבור; כמקובל בקבוצה, אלומיניום יוצר תרכובות בעיקר במצב חמצון +3. קטיון האלומיניום Al3+ קטן וטעון מאוד; ככזה, הוא מקטב, וקשרים אלומיניום נוטים לכיוון קוולנטיות. הזיקה החזקה לחמצן מובילה לקשר המשותף של אלומיניום עם חמצן בטבע בצורה של תחמוצות; מסיבה זו, האלומיניום נמצא על פני כדור הארץ בעיקר בסלעים בקרום, שם הוא היסוד השלישי בשכיחותו אחרי חמצן וסיליקון, ולא במעטפת, ולמעשה אף פעם לא בתור המתכת החופשית.

גילוי האלומיניום הוכרז בשנת 1825 על ידי הפיזיקאי הדני הנס כריסטיאן אורסטד. הייצור התעשייתי הראשון של אלומיניום היה ביוזמתו של הכימאי הצרפתי אנרי אטיין סנט-קלייר דוויל בשנת 1856. האלומיניום הפך לזמין הרבה יותר לציבור עם תהליך Hall-Héroult שפותח באופן עצמאי על ידי המהנדס הצרפתי Paul Héroult והמהנדס האמריקאי צ'רלס מרטין הול בשנת 1886, וייצור המוני של אלומיניום הוביל לשימוש חיי היום-יום שלו בתעשייה ויומיומי. במלחמות העולם הראשונה והשנייה, האלומיניום היה משאב אסטרטגי חיוני לתעופה. בשנת 1954, האלומיניום הפך למתכת הלא-ברזלית המיוצרת ביותר, ועלה על הנחושת. במאה ה-21, רוב האלומיניום נצרך בתחבורה, הנדסה, בנייה ואריזה בארצות הברית, מערב אירופה ויפן.

למרות שכיחותו בסביבה, לא ידוע על אורגניזם חי המשתמש במלחי אלומיניום באופן מטבולי, אך אלומיניום נסבל היטב על ידי צמחים ובעלי חיים. בגלל ריבוי המלחים הללו, הפוטנציאל לתפקיד ביולוגי עבורם הוא עניין מתמשך, והמחקרים נמשכים.

בַּקָשָׁה

ראה גם: סגסוגת אלומיניום

הייצור העולמי של אלומיניום בשנת 2016 היה 58.8 מיליון טון. זה עלה על זה של כל מתכת אחרת מלבד ברזל (1,231 מיליון טון מטרי).[138][139]

אלומיניום הוא כמעט תמיד סגסוגת, מה שמשפר באופן ניכר את התכונות המכניות שלו, במיוחד כאשר הוא מחומם. לדוגמה, רדיד האלומיניום הנפוצים ופחיות המשקה הם סגסוגות של 92% עד 99% אלומיניום.[140] חומרי הסגסוג העיקריים הם נחושת, אבץ, מגנזיום, מנגן וסיליקון (למשל, דוראלומין) עם רמות מתכות אחרות בכמה אחוזים במשקל.[141] אלומיניום, הן מחושלות והן יציקות, הותג עם: מנגן, סיליקון, מגנזיום, נחושת ואבץ בין היתר.[142] לדוגמה, משפחת סגסוגות Kynal פותחה על ידי יצרנית הכימיקלים הבריטית Imperial Chemical Industries.

פחית אלומיניום

השימושים העיקריים למתכת אלומיניום הם ב:

• תחבורה (מכוניות, מטוסים, משאיות, קרונות רכבת, כלי שיט, אופניים, חלליות וכו'). באלומיניום נעשה שימוש בגלל הצפיפות הנמוכה שלו;

• אריזה (פחיות, נייר כסף, מסגרת וכו'). נעשה שימוש באלומיניום מכיוון שהוא אינו רעיל (ראה להלן), אינו ספיח ועמיד בפני רסיסים;

• בנייה ובנייה (חלונות, דלתות, חיפויים, חוטי בנייה, נדן, קירוי וכו'). מכיוון שהפלדה זולה יותר, נעשה שימוש באלומיניום כאשר קלילות, עמידות בפני קורוזיה או תכונות הנדסיות חשובות;

• שימושים הקשורים לחשמל (סגסוגות מוליכים, מנועים וגנרטורים, שנאים, קבלים וכו'). נעשה שימוש באלומיניום מכיוון שהוא זול יחסית, מוליך מאוד, בעל חוזק מכני נאות וצפיפות נמוכה, ועמיד בפני קורוזיה;

• מגוון רחב של כלי בית, מכלי בישול ועד רהיטים. צפיפות נמוכה, מראה טוב, קלות ייצור ועמידות הם גורמי המפתח לשימוש באלומיניום;

• מכונות וציוד (ציוד עיבוד, צינורות, כלים). אלומיניום משמש בגלל עמידות בפני קורוזיה, חוסר פירופוריות וחוזק מכני.

• מארזי מחשב ניידים. כיום כמעט ולא נעשה בו שימוש ללא סגסוג, [144] אך ניתן למחזר אלומיניום ולאלומיניום נקי יש ערך שוק שיורי: לדוגמה, חומר פחית המשקה המשומש (UBC) שימש לאריזת הרכיבים האלקטרוניים של מחשב נייד MacBook Air, סמארטפון Pixel 5 או שעון חכם Summit Lite.

מהו החומר לפנל סולארי?

החומר למסגרת סולארית הוא סגסוגת אלומיניום 6063.

AA 6063 היא סגסוגת אלומיניום, עם מגנזיום וסיליקון כמרכיבי הסגסוג. התקן השולט בהרכבו נשמר על ידי איגוד האלומיניום. יש לו בדרך כלל תכונות מכניות טובות והוא ניתן לטיפול בחום ולריתוך. זה דומה לסגסוגת האלומיניום הבריטית HE9.

6063 היא הסגסוגת הנפוצה ביותר המשמשת לשחול אלומיניום. זה מאפשר ליצור צורות מורכבות עם משטחים חלקים מאוד המתאימים לאנודיז, ולכן הוא פופולרי עבור יישומים אדריכליים גלויים כגון מסגרות חלונות, מסגרות דלתות, גגות ומסגרות שלטים.

הרכב כימי

הרכב הסגסוגת של 6063 הוא: אלומיניום aiioy 6063

אלמנט מכונן	מינימום (% לפי משקל)	מקסימום (% לפי משקל)
אלומיניום (אל)	97.50%	99.35%
מגנזיום (Mg)	0.45%	0.90%
סיליקון (Si)	0.20%	0.60%
ברזל (Fe)	0	0.35%
Chromium (Cr)	0	0.10%
נחושת (Cu)	0	0.10%
מנגן (Mn)	0	0.10%
טיטניום (Ti)	0	0.10%
אבץ (Sn)	0	0.10%
אחרים	0	0.15% סך הכל (0.05% כל אחד)

מאפיינים מכניים:

6063-T5

ל-T5 Temper 6063 חוזק מתיחה אולטימטיבי של לפחות 140 MPa (20,000 psi) בעוביים של עד 13 מילימטרים (0.5 אינץ'), ו-130 MPa (19,000 psi) מעובי 13 מ'מ (0.5 אינץ'), וחוזק תפוקה של לפחות 14,00 מילימטר (0.5 אינץ') (0.5 אינץ') ו-90 MPa (13,000 psi) מ-13 עד 25 מ'מ (0.5 עד 1 אינץ'). יש לו התארכות של 8%.

6063-T6

ל-T6 Temper 6063 חוזק מתיחה אולטימטיבי של לפחות 190 MPa (28,000 psi) וחוזק תפוקה של לפחות 160 MPa (23,000 psi). בעוביים של 3.15 מילימטרים (0.124 אינץ') או פחות, יש לו התארכות של 8% או יותר; בקטעים עבים יותר, יש לו התארכות של 10%.

מַסְקָנָה

6063 משמש לייצור אדריכלי, מסגרות חלונות ודלתות, צינורות וצינורות וריהוט אלומיניום. אז זה טוב לשימוש בפאנלים סולאריים.