Jó -e az alumínium a napelemekhez?

Az alumínium (vagy alumínium amerikai angol és kanadai angol nyelven) egy olyan kémiai elem, amelynek AL és a 13. atomszámú szimbólum van. Az alumínium sűrűsége alacsonyabb, mint más közös fémeké, körülbelül egyharmadán az acélé. Nagy a rokonszenve az oxigén iránt, és a levegőnek kitéve védő oxidréteget képez a felszínen. Az alumínium vizuálisan hasonlít az ezüstre, mind színében, mind pedig a fény tükrözésére. Lágy, nem mágneses és csillogó. Van egy stabil izotópja, 27AL; Ez az izotóp nagyon gyakori, így az alumínium az univerzum tizenkettedik leggyakoribb elemévé teszi. A 26AL radioaktivitását a radiodáláshoz használják.

Kémiai szempontból az alumínium egy transzfer utáni fém a bórcsoportban; Mint a csoportra gyakori, az alumínium vegyületeket képez elsősorban +3 oxidációs állapotban. Az alumínium kation Al3+ kicsi és nagyon töltő; Mint ilyen, polarizáló, és az alumínium formák kötései a kovalencia felé mutatnak. Az oxigén iránti szoros affinitás az alumínium általános kapcsolatához vezet az oxigén természetben oxidok formájában; Ezért az alumíniumot elsősorban a kéreg szikláiban találják meg, ahol az oxigén és a szilícium után a harmadik legelterjedtebb elem, nem pedig a köpenyben, és gyakorlatilag soha nem mint szabad fém.

Az alumínium felfedezését 1825 -ben Hans Christian Ørsted dán fizikus jelentette be. Az alumínium első ipari termelését Henri Étienne Sainte-Claire Deville francia kémikus kezdeményezte 1856-ban. Az alumínium sokkal jobban elérhetővé vált a közönség számára a Hall-Héroult folyamatával, amelyet a francia Paul Héroult és az amerikai mérnök 1886-ban fejlesztett ki, és az Alumínium tömeggyártása az iparágban és a mindennapi élettartamban vezette. Az I. és a II. Világháborúban az alumínium döntő stratégiai erőforrás volt a repülés számára. 1954-ben az alumínium lett a legelterjedtebb színesfém, amely meghaladja a rézt. A 21. században a legtöbb alumíniumot az Egyesült Államokban, Nyugat -Európában és Japánban történő szállítás, mérnöki, építés és csomagolás során fogyasztották.

Annak ellenére, hogy a környezetben elterjedt, nem ismert, hogy az élő szervezetek nem használnak alumínium sókat metabolikusan, de a növények és állatok jól tolerálják az alumíniumot. Ezeknek a sóknak a bősége miatt a biológiai szerepük továbbra is érdeklődik, és a tanulmányok folytatódnak.

Alkalmazás

Lásd még: Alumínium ötvözet

Az alumínium globális termelése 2016 -ban 58,8 millió tonna volt. Meghaladta a többi fémé, a vas kivételével (1231 millió tonna). [138] [139]

Az alumínium szinte mindig ötvözött, ami jelentősen javítja annak mechanikai tulajdonságait, különösen edzés esetén. Például a közönséges alumíniumfóliák és italkonzervek 92–99% alumínium ötvözetek. [140] A fő ötvöző szerek a réz, a cink, a magnézium, a mangán és a szilícium (pl. Duralumin), a többi fém szintjével néhány százalékban súly szerint. [141] Az alumínium, mind kovácsolt, mind öntött, ötvözött: mangán, szilícium, magnézium, réz és cink. [142] Például az ötvözetek Kynal családját az Imperial Chemical Industries brit vegyszergyártó fejlesztette ki.

Alumínium doboz

Az alumínium fém fő felhasználása a következőkben van:

• Szállítás (autók, repülőgépek, teherautók, vasúti autók, tengeri hajók, kerékpárok, űrhajó stb.). Az alumíniumot alacsony sűrűség miatt használják;

• Csomagolás (kannák, fólia, keret stb.). Az alumíniumot azért használják, mert nem mérgező (lásd alább), nem adszorpciós és szilánkbiztos;

• Épület és építés (ablakok, ajtók, iparvágány, épülethuzal, burkolat, tetőfedés stb.). Mivel az acél olcsóbb, az alumíniumot használják, ha a könnyűség, a korrózióállóság vagy a mérnöki jellemzők fontosak;

• Villamosenergia-felhasználás (vezető ötvözetek, motorok és generátorok, transzformátorok, kondenzátorok stb.). Az alumíniumot azért használják, mert viszonylag olcsó, nagyon vezetőképes, megfelelő mechanikai szilárdsággal és alacsony sűrűséggel rendelkezik, és ellenáll a korróziónak;

• A háztartási cikkek széles skálája, a főzési eszközöktől a bútorokig. Az alumínium használatának kulcsfontosságú tényezői az alacsony sűrűség, a jó megjelenés, a gyártás könnyűsége és a tartósság;

• Gépek és berendezések (feldolgozó berendezések, csövek, szerszámok). Az alumíniumot korrózióállóság, nem piroforitás és mechanikai szilárdsága miatt használják.

• Hordozható számítógépes esetek. Jelenleg ritkán használják ötvözés nélkül, [144], de az alumínium újrahasznosítható, és a tiszta alumínium fennmaradó piaci értéke van: például a használt ital -doboz (UBC) anyagot használták a MacBook Air laptop, a Pixel 5 okostelefon vagy a Summit Lite SmartWatch elektronikus alkatrészeinek bevonására.

Mi az anyag a napelemhez?

A napenergia kerethez szükséges anyag 6063 alumíniumötvözet.

Az AA 6063 egy alumíniumötvözet, magnéziummal és szilíciummal, mint ötvöző elem. Az összetételét szabályozó standardot az Alumínium Szövetség fenntartja. Általában jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, hőkezelhető és hegeszthető. Hasonló a brit alumínium ötvözet HE9 -hez.

A 6063 a leggyakoribb ötvözet az alumínium extrudáláshoz. Ez lehetővé teszi a komplex formák kialakulását, amelyek nagyon sima felületekkel illeszkednek az eloxáláshoz, és így népszerűek olyan látható építészeti alkalmazásokhoz, mint az ablakkeretek, az ajtókeretek, a tetők és a jelkeretek.

Kémiai összetétel

A 6063 ötvözet -összetétele: alumínium AIIOY 6063

Alkotóelem	Minimum (tömeg szerint)	Maximum (tömeg szerint)
Alumínium (AL)	97,50%	99,35%
Magnézium (mg)	0,45%	0,90%
Szilícium (SI)	0,20%	0,60%
Vas (FE)	0	0,35%
Króm (CR)	0	0,10%
Réz (CU)	0	0,10%
Mangán (MN)	0	0,10%
Titán (TI)	0	0,10%
Cink (sn)	0	0,10%
Mások	0	Összesen 0,15% (mindegyik 0,05%)

Mechanikai tulajdonságok:

6063-T5

A T5 Temper 6063 végső szakítószilárdsága legalább 140 MPa (20 000 psi) vastagságú, legfeljebb 13 mm (0,5 hüvelyk) és 130 MPa (19 000 psi) 13 mm (0,5 hüvelyk) vastagságtól (0,5 hüvelyk) és 90 psi -tól (13,5 mm -ről) és 90 psi -tól (13 000 psi), 13 mm -ig (0,5 mm) 1 in). A meghosszabbítás 8%.

6063-T6

A 6063 Temper 6063 végső szakítószilárdsága legalább 190 MPa (28 000 psi), és a hozamszilárdság legalább 160 MPa (23 000 psi). 3,15 milliméter (0,124 hüvelyk) vastagságában legalább 8% -os meghosszabbítás; Vastagabb szakaszokban 10%meghosszabbítás.

Következtetés

A 6063 -at építészeti gyártáshoz, ablak- és ajtókeretekhez, cső- és csövekhez, valamint alumínium bútorokhoz használják. Tehát jó a napelemekben történő használatra.