Алюминий күн панельдері үшін жақсы ма?

Алюминий (немесе американдық ағылшын және канадалық ағылшын тіліндегі алюминий) - Al таңбасы және атом нөмірі 13 бар химиялық элемент. Алюминийдің тығыздығы басқа қарапайым металдарға қарағанда төмен, болаттың шамамен үштен бір бөлігін құрайды. Ол оттегіге үлкен жақындығы бар және ауамен әсер еткенде бетінде оксидтің қорғаныс қабатын құрайды. Алюминий өзінің түсі бойынша да, жарықты шағылыстыру қабілеті жағынан да күміске көзбен ұқсайды. Ол жұмсақ, магнитті емес және иілгіш. Оның бір тұрақты изотопы бар, 27Al; бұл изотоп өте кең таралған, алюминийді Әлемдегі ең көп таралған он екінші элемент етеді. 26Al радиоактивтілігі радиодаталауда қолданылады.

Химиялық жағынан алюминий бор тобындағы өтпелі металл болып табылады; топ үшін әдеттегідей, алюминий ең алдымен +3 тотығу күйінде қосылыстар түзеді. Алюминий катионы Al3+ шағын және жоғары зарядталған; Осылайша, ол поляризацияланады және алюминий формалары коваленттілікке бейім. Оттегіге күшті жақындығы алюминийдің табиғаттағы оттегімен оксидтер түрінде ортақ байланысына әкеледі; осы себепті алюминий жер бетінде ең алдымен жер қыртысындағы тау жыныстарында кездеседі, онда ол мантияда емес, оттегі мен кремнийден кейінгі үшінші ең көп элемент болып табылады және іс жүзінде ешқашан бос металл ретінде болмайды.

Алюминийдің ашылуын 1825 жылы дат физигі Ганс Кристиан Урстед жариялады. Алюминийдің алғашқы өнеркәсіптік өндірісі 1856 жылы француз химигі Анри Этьен Сент-Клэр Девиллдің бастамасымен басталды. Алюминий 1886 жылы француз инженері Пол Эру және американдық инженер Чарльз Мартин Холл дербес әзірлеген Холл-Хероулт процесі арқылы жұртшылыққа әлдеқайда қолжетімді болды және алюминийдің жаппай өндірісі оның өнеркәсіпте күнделікті қолданылуына әкелді. Бірінші және екінші дүниежүзілік соғыстарда алюминий авиация үшін маңызды стратегиялық ресурс болды. 1954 жылы алюминий мысты басып озып, ең көп өндірілетін түсті металл болды. ХХІ ғасырда алюминийдің көп бөлігі АҚШ, Батыс Еуропа және Жапонияда көлік, машина жасау, құрылыс және қаптамада тұтынылды.

Қоршаған ортада таралуына қарамастан, бірде-бір тірі организм алюминий тұздарын метаболикалық түрде пайдаланатыны белгілі емес, бірақ алюминий өсімдіктер мен жануарларға жақсы төзімді. Бұл тұздардың көптігіне байланысты олардың биологиялық рөлінің әлеуеті үнемі қызығушылық тудырады және зерттеулер жалғасуда.

Қолданба

Сондай-ақ қараңыз: Алюминий қорытпасы

2016 жылы әлемдік алюминий өндірісі 58,8 миллион метрикалық тоннаны құрады. Ол темірден басқа кез келген басқа металдан асып түсті (1 231 миллион метрикалық тонна).[138][139]

Алюминий әрдайым дерлік легирленген, бұл оның механикалық қасиеттерін, әсіресе шыңдалған кезде айтарлықтай жақсартады. Мысалы, кәдімгі алюминий фольгалары мен сусындарға арналған банкалар 92% - 99% алюминий қорытпалары болып табылады.[140] Негізгі легирлеуші ​​агенттер мыс, мырыш, магний, марганец және кремний (мысалы, дуралюминий) салмағы бойынша бірнеше пайызды құрайтын басқа металдар деңгейімен.[141] Алюминий, соғылған және құйылған, марганец, кремний, магний, мыс және мырышпен легирленген.[142] Мысалы, Kynal қорытпаларының отбасын британдық химиялық өндіруші Imperial Chemical Industries жасаған.

Алюминий банка

Алюминий металын қолданудың негізгі бағыттары:

• Тасымалдау (автомобильдер, ұшақтар, жүк көліктері, темір жол вагондары, теңіз кемелері, велосипедтер, ғарыш кемелері және т.б.). Алюминий тығыздығы төмен болғандықтан пайдаланылады;

• Қаптама (консервілер, фольга, жақтау және т.б.). Алюминий пайдаланылады, себебі ол улы емес (төменде қараңыз), адсорбцияланбайды және сынғыш емес;

• Ғимарат және құрылыс (терезелер, есіктер, сырдақтар, құрылыс сымдары, қаптамалар, шатырлар және т.б.). Болат арзанырақ болғандықтан, жеңілдігі, коррозияға төзімділігі немесе инженерлік ерекшеліктері маңызды болған кезде алюминий қолданылады;

• Электрмен байланысты пайдаланулар (өткізгіш қорытпалары, қозғалтқыштар және генераторлар, трансформаторлар, конденсаторлар және т.б.). Алюминий қолданылады, себебі ол салыстырмалы түрде арзан, жоғары өткізгіштікке ие, жеткілікті механикалық беріктікке және төмен тығыздыққа ие және коррозияға қарсы тұрады;

• Үйге арналған ыдыс-аяқтан жиһазға дейін кең ауқымды. Төмен тығыздық, жақсы сыртқы түрі, дайындаудың қарапайымдылығы және беріктігі алюминийді пайдаланудың негізгі факторлары болып табылады;

• Машиналар мен жабдықтар (өңдеу жабдықтары, құбырлар, құралдар). Алюминий коррозияға төзімділігі, пирофорлық еместігі және механикалық беріктігі үшін қолданылады.

• Портативті компьютер қораптары. Қазіргі уақытта легирлеусіз сирек қолданылады[144], бірақ алюминийді қайта өңдеуге болады және таза алюминий қалдық нарықтық құнына ие: мысалы, пайдаланылған сусын құятын (UBC) материалы MacBook Air ноутбугының, Pixel 5 смартфонының немесе Summit Lite смарт сағатының электрондық құрамдастарын қаптау үшін пайдаланылды.

Күн панелі үшін қандай материал бар?

Күн рамасына арналған материал 6063 алюминий қорытпасы.

AA 6063 алюминий қорытпасы болып табылады, легирлеуші ​​элементтер ретінде магний мен кремний бар. Оның құрамын бақылайтын стандартты алюминий қауымдастығы қолдайды. Ол әдетте жақсы механикалық қасиеттерге ие және термиялық өңдеуге және дәнекерлеуге жарамды. Ол британдық HE9 алюминий қорытпасына ұқсас.

6063 алюминий экструзиясы үшін қолданылатын ең көп таралған қорытпа болып табылады. Ол анодтауға жарамды өте тегіс беттермен күрделі пішіндерді жасауға мүмкіндік береді, сондықтан терезе жақтаулары, есік жақтаулары, шатырлар және белгі жақтаулары сияқты көрінетін сәулет қолданбалары үшін танымал.

Химиялық құрамы

6063 қорытпасының құрамы: Алюминий aiioy 6063

Құрамдас элемент	Минималды (салмақ бойынша %)	Максималды (салмақ бойынша %)
Алюминий (Al)	97,50%	99,35%
Магний (мг)	0,45%	0,90%
Кремний (Si)	0,20%	0,60%
Темір (Fe)	0	0,35%
Хром (Cr)	0	0,10%
Мыс (Cu)	0	0,10%
Марганец (Mn)	0	0,10%
Титан (Ti)	0	0,10%
Мырыш (Sn)	0	0,10%
Басқалар	0	0,15% жалпы (әрқайсысы 0,05%)

Механикалық қасиеттері:

6063-T5

T5 temper 6063 қалыңдығы 13 миллиметрге (0,5 дюйм) дейінгі қалыңдығында кемінде 140 МПа (20 000 psi) және қалыңдығы 13 мм (0,5 дюйм) мен 130 МПа (19 000 psi) және аққыштық күші кемінде 140 МПа (20 000 psi) және кемінде 190 МПа (1130 МПа) T5 temper 6063 миллиметр (0,5 дюйм) және 90 МПа (13 000 psi) 13-тен 25 мм-ге (0,5-1 дюйм) дейін. Оның ұзаруы 8% құрайды.

6063-T6

T6 temper 6063 кем дегенде 190 МПа (28 000 psi) созылу беріктігі мен кемінде 160 МПа (23 000 psi) аққыштық шегіне ие. 3,15 миллиметр (0,124 дюйм) немесе одан аз қалыңдықта оның ұзаруы 8% немесе одан көп; қалың бөліктерде оның ұзаруы 10% құрайды.

Қорытынды

6063 сәулет өнеркәсібінде, терезе және есік жақтаулары, құбырлар мен құбырлар, алюминий жиһаздары үшін қолданылады. Сондықтан оны күн батареяларында қолдану жақсы.