ඇලුමිනියම් යනු ලෝකයේ බහුලවම ඇති ලෝහය වන අතර පෘථිවි පෘෂ්ඨයෙන් 8% කින් සමන්විත වන තුන්වන වඩාත් පොදු මූලද්‍රව්‍යය වේ.ඇලුමිනියම් වල ඇති බහුකාර්යතාව එය වානේ වලින් පසුව බහුලව භාවිතා වන ලෝහය බවට පත් කරයි.
ඇලුමිනියම් නිෂ්පාදනය
ඇලුමිනියම් ඛනිජ බොක්සයිට් වලින් ලබා ගනී.Bayer ක්‍රියාවලිය හරහා බොක්සයිට් ඇලුමිනියම් ඔක්සයිඩ් (ඇලුමිනා) බවට පරිවර්තනය වේ.ඇලුමිනා පසුව විද්යුත් විච්ඡේදක සෛල සහ Hall-Heroult ක්‍රියාවලිය භාවිතයෙන් ඇලුමිනියම් ලෝහ බවට පරිවර්තනය වේ.
ඇලුමිනියම් සඳහා වාර්ෂික ඉල්ලුම
ඇලුමිනියම් සඳහා ලොව පුරා ඉල්ලුම වසරකට ටොන් මිලියන 29 ක් පමණ වේ.ටොන් මිලියන 22 ක් පමණ නව ඇලුමිනියම් වන අතර ටොන් මිලියන 7 ක් ප්රතිචක්රීකරණය කරන ලද ඇලුමිනියම් අපද්රව්ය වේ.ප්රතිචක්රීකරණය කරන ලද ඇලුමිනියම් භාවිතය ආර්ථික හා පාරිසරික වශයෙන් බලගතු වේ.නව ඇලුමිනියම් ටොන් 1ක් නිපදවීමට kWh 14,000ක් අවශ්ය වේ.අනෙක් අතට ඇලුමිනියම් ටොන් එකක් නැවත උණු කර ප්රතිචක්රීකරණය කිරීමට අවශ්ය වන්නේ මෙයින් 5%ක් පමණි.වර්ජින් සහ ප්රතිචක්රීකරණය කරන ලද ඇලුමිනියම් මිශ්ර ලෝහ අතර ගුණාත්මක වෙනසක් නොමැත.
ඇලුමිනියම් යෙදුම්
පිරිසිදුඇලුමිනියම්මෘදු, ductile, විඛාදනයට ඔරොත්තු දෙන අතර ඉහළ විද්යුත් සන්නායකතාවක් ඇත.එය තීරු සහ සන්නායක කේබල් සඳහා බහුලව භාවිතා වේ, නමුත් අනෙකුත් යෙදුම් සඳහා අවශ්ය ඉහළ ශක්තීන් සැපයීම සඳහා අනෙකුත් මූලද්රව්ය සමඟ මිශ්ර කිරීම අවශ්ය වේ.ඇලුමිනියම් සැහැල්ලු ඉංජිනේරු ලෝහවලින් එකකි, වානේ වලට වඩා බර අනුපාතයට ශක්තියක් ඇත.
ශක්තිය, සැහැල්ලු බව, විඛාදන ප්රතිරෝධය, ප්රතිචක්රීකරණය සහ හැඩගැස්වීමේ හැකියාව වැනි වාසිදායක ගුණාංගවල විවිධ සංයෝජන භාවිතා කරමින්, ඇලුමිනියම් දිනෙන් දින වැඩි වන යෙදුම් සංඛ්‍යාවක භාවිතා කරයි.මෙම නිෂ්පාදන පෙළ ව්‍යුහාත්මක ද්‍රව්‍යවල සිට තුනී ඇසුරුම් තීරු දක්වා විහිදේ.
මිශ්ර ලෝහ තනතුරු
ඇලුමිනියම් බොහෝ විට තඹ, සින්ක්, මැග්නීසියම්, සිලිකන්, මැන්ගනීස් සහ ලිතියම් සමඟ මිශ්ර කර ඇත.ක්‍රෝමියම්, ටයිටේනියම්, සර්කෝනියම්, ඊයම්, බිස්මට් සහ නිකල් කුඩා එකතු කිරීම් ද සිදු කරන අතර යකඩ කුඩා ප්‍රමාණවලින් නිරන්තරයෙන් පවතී.
සාමාන්‍ය භාවිතයේ ඇති මිශ්ර ලෝහ 50ක් සමඟින් 300කට අධික ප්‍රමාණයක් ඇත.ඒවා සාමාන්‍යයෙන් හඳුනාගනු ලබන්නේ ඇමරිකා එක්සත් ජනපදයේ ආරම්භ වූ සහ දැන් විශ්වීය වශයෙන් පිළිගෙන ඇති රූප හතරක පද්ධතියක් මගිනි.වගු 1 ක්‍රියාවලි මිශ්ර ලෝහ සඳහා පද්ධතිය විස්තර කරයි.වාත්තු මිශ්ර ලෝහවලට සමාන තනතුරු ඇති අතර ඉලක්කම් පහක පද්ධතියක් භාවිතා කරයි.
වගුව 1.ඇලුමිනියම් මිශ්ර ලෝහ සඳහා තනතුරු.
| මිශ්ර මූලද්‍රව්‍යය | සාදන ලදී |
|---|---|
| කිසිවක් නැත (99%+ ඇලුමිනියම්) | 1XXX |
| තඹ | 2XXX |
| මැංගනීස් | 3XXX |
| සිලිකන් | 4XXX |
| මැග්නීසියම් | 5XXX |
| මැග්නීසියම් + සිලිකන් | 6XXX |
| සින්ක් | 7XXX |
| ලිතියම් | 8XXX |
1XXX ලෙස නම් කර ඇති මිශ්ර නොකළ ඇලුමිනියම් මිශ්ර ලෝහ සඳහා, අවසාන ඉලක්කම් දෙක ලෝහයේ සංශුද්ධතාවය නියෝජනය කරයි.ඇලුමිනියම් සංශුද්ධතාවය ආසන්නතම සියයට 0.01 දක්වා ප්‍රකාශ කරන විට දශම ලක්ෂ්‍යයෙන් පසු අවසාන ඉලක්කම් දෙකට ඒවා සමාන වේ.දෙවන ඉලක්කම් අපිරිසිදු සීමාවන්හි වෙනස් කිරීම් පෙන්නුම් කරයි.දෙවන ඉලක්කම් ශුන්‍ය නම්, එය ස්වභාවික අපිරිසිදු සීමාවන් ඇති මිශ්ර නොකළ ඇලුමිනියම් පෙන්නුම් කරන අතර 1 සිට 9 දක්වා තනි අපද්රව්ය හෝ මිශ්ර මූලද්රව්ය දක්වයි.
2XXX සිට 8XXX දක්වා කණ්ඩායම් සඳහා, අවසාන ඉලක්කම් දෙක සමූහයේ විවිධ ඇලුමිනියම් මිශ්ර ලෝහ හඳුනා ගනී.දෙවන ඉලක්කම් මිශ්ර ලෝහ වෙනස් කිරීම් පෙන්නුම් කරයි.ශුන්‍යයේ දෙවන ඉලක්කම් මුල් මිශ්ර ලෝහය සහ නිඛිල 1 සිට 9 දක්වා අඛණ්ඩ මිශ්ර ලෝහ වෙනස් කිරීම් දක්වයි.
ඇලුමිනියම් වල භෞතික ගුණාංග
ඇලුමිනියම් ඝනත්වය
ඇලුමිනියම් වල ඝනත්වය වානේ හෝ තඹ වලින් තුනෙන් එකක් පමණ වන අතර එය වාණිජමය වශයෙන් ලබා ගත හැකි සැහැල්ලුම ලෝහ වලින් එකකි.එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන ඉහළ ශක්තියේ බර අනුපාතය එය ප්‍රවාහන කර්මාන්ත සඳහා වැඩි බරක් හෝ ඉන්ධන ඉතිරියක් ලබා දෙන වැදගත් ව්‍යුහාත්මක ද්රව්යයක් බවට පත් කරයි.
ඇලුමිනියම් ශක්තිය
පිරිසිදු ඇලුමිනියම් වලට ඉහළ ආතන්ය ශක්තියක් නොමැත.කෙසේ වෙතත්, මැංගනීස්, සිලිකන්, තඹ සහ මැග්නීසියම් වැනි මිශ්ර ලෝහ මූලද්රව්ය එකතු කිරීමෙන් ඇලුමිනියම්වල ප්‍රබල ගුණ වැඩි කළ හැකි අතර විශේෂිත යෙදුම්වලට ගැලපෙන ගුණ ඇති මිශ්ර ලෝහයක් නිපදවිය හැක.
ඇලුමිනියම්සීතල පරිසරයට හොඳින් ගැලපේ.එය වානේවලට වඩා වාසියක් වන්නේ එහි තද බව රඳවා ගනිමින් උෂ්ණත්වය අඩු වීමත් සමඟ එහි ආතන්ය ශක්තිය වැඩි වීමයි.අනෙක් අතට වානේ අඩු උෂ්ණත්වවලදී බිඳෙනසුලු වේ.
ඇලුමිනියම් විඛාදන ප්රතිරෝධය
වාතයට නිරාවරණය වන විට, ඇලුමිනියම් ඔක්සයිඩ් ස්ථරයක් ඇලුමිනියම් මතුපිට ක්ෂණිකව පාහේ සාදයි.මෙම ස්ථරය විඛාදනයට විශිෂ්ට ප්රතිරෝධයක් ඇත.එය බොහෝ අම්ල වලට තරමක් ප්‍රතිරෝධී වන නමුත් ක්ෂාර වලට අඩු ප්රතිරෝධයක් දක්වයි.
ඇලුමිනියම් තාප සන්නායකතාව
ඇලුමිනියම් වල තාප සන්නායකතාවය වානේ වලට වඩා තුන් ගුණයකින් වැඩි ය.මෙය තාප හුවමාරුකාරක වැනි සිසිලන සහ උනුසුම් යෙදුම් සඳහා ඇලුමිනියම් වැදගත් ද්රව්යයක් බවට පත් කරයි.එය විෂ සහිත නොවන බව සමඟ ඒකාබද්ධව මෙම දේපල ඇලුමිනියම් ආහාර පිසීමේ උපකරණ සහ මුළුතැන්ගෙයි උපකරණ සඳහා බහුලව භාවිතා වේ.
ඇලුමිනියම් වල විදුලි සන්නායකතාවය
තඹ සමග, ඇලුමිනියම් විද්යුත් සන්නායකයක් ලෙස භාවිතා කිරීමට ප්රමාණවත් තරම් ඉහළ විද්යුත් සන්නායකතාවයක් ඇත.සාමාන්‍යයෙන් භාවිතා වන සන්නායක මිශ්ර ලෝහයේ (1350) සන්නායකතාවය ඇනීල් කළ තඹ වලින් 62%ක් පමණ වන නමුත් එය බරින් තුනෙන් එකක් පමණක් වන අතර එම බරින් යුත් තඹ හා සසඳන විට දෙගුණයක විදුලියක් සන්නයනය කළ හැක.
ඇලුමිනියම් පරාවර්තනය
UV සිට අධෝරක්ත රතු දක්වා, ඇලුමිනියම් විකිරණ ශක්තියේ විශිෂ්ට පරාවර්තකයකි.දෘශ්‍ය ආලෝක පරාවර්තනය 80% ක් පමණ වන අතර එයින් අදහස් වන්නේ එය ආලෝක සවිකිරීම්වල බහුලව භාවිතා වන බවයි.පරාවර්තකත්වයේ එකම ගුණාංග ඇති කරයිඇලුමිනියම්ශීත ඍතුවේ දී තාපය අහිමි වීමෙන් පරිවරණය කරන අතර ගිම්හානයේදී හිරු කිරණවලින් ආරක්ෂා වීමට පරිවාරක ද්රව්යයක් ලෙස වඩාත් සුදුසුය.
වගුව 2.ඇලුමිනියම් සඳහා දේපල.
| දේපල | අගය |
|---|---|
| පරමාණුක අංකය | 13 |
| පරමාණුක බර (g/mol) | 26.98 කි |
| Valency | 3 |
| ස්ඵටික ව්යුහය | FCC |
| ද්රවාංකය (°C) | 660.2 |
| තාපාංකය (°C) | 2480 |
| මධ්යන්ය විශේෂිත තාපය (0-100°C) (cal/g.°C) | 0.219 |
| තාප සන්නායකතාව (0-100°C) (cal/cms. °C) | 0.57 |
| රේඛීය ප්‍රසාරණයේ සම-කාර්යක්ෂම (0-100°C) (x10-6/°C) | 23.5 |
| 20°C (Ω.cm) දී විද්යුත් ප්රතිරෝධය | 2.69 |
| ඝනත්වය (g/cm3) | 2.6898 |
| ප්රත්යාස්ථතා මාපාංකය (GPa) | 68.3 |
| විෂ අනුපාතය | 0.34 |
ඇලුමිනියම් යාන්ත්රික ගුණ
ඇලුමිනියම් අසමත් වීමකින් තොරව දැඩි ලෙස විකෘති කළ හැක.මෙමඟින් ඇලුමිනියම් රෝල් කිරීම, නිස්සාරණය කිරීම, ඇඳීම, යන්ත්‍රෝපකරණ සහ අනෙකුත් යාන්ත්රික ක්‍රියාවලීන් මගින් සෑදිය හැක.එය ඉහළ ඉවසීමකට ද දැමිය හැකිය.
ඇලුමිනියම් වල ගුණාංග සකස් කිරීම සඳහා මිශ්ර කිරීම, සීතල වැඩ කිරීම සහ තාප පිරියම් කිරීම යන සියල්ලම භාවිතා කළ හැකිය.
පිරිසිදු ඇලුමිනියම් වල ආතන්ය ශක්තිය 90 MPa පමණ වන නමුත් සමහර තාප පිරියම් කළ හැකි මිශ්ර ලෝහ සඳහා මෙය 690 MPa දක්වා වැඩි කළ හැක.
ඇලුමිනියම් ප්රමිති
පැරණි BS1470 ප්‍රමිතිය EN ප්රමිතීන් නවයකින් ප්‍රතිස්ථාපනය කර ඇත.EN ප්රමිතීන් වගුව 4 හි දක්වා ඇත.
වගුව 4.ඇලුමිනියම් සඳහා EN ප්රමිතීන්
| සම්මත | විෂය පථය |
|---|---|
| EN485-1 | පරීක්ෂා කිරීම සහ බෙදා හැරීම සඳහා තාක්ෂණික කොන්දේසි |
| EN485-2 | යාන්ත්රික ගුණ |
| EN485-3 | උණුසුම් රෝල් කරන ලද ද්රව්ය සඳහා ඉවසීම |
| EN485-4 | සීතල රෝල් කරන ලද ද්රව්ය සඳහා ඉවසීම |
| EN515 | උමතු තනතුරු |
| EN573-1 | සංඛ්‍යාත්මක මිශ්ර ලෝහ තනතුරු පද්ධතිය |
| EN573-2 | රසායනික සංකේත තනතුරු පද්ධතිය |
| EN573-3 | රසායනික සංයුතිය |
| EN573-4 | විවිධ මිශ්ර ලෝහවල නිෂ්පාදන ආකෘති |
EN ප්රමිතීන් පහත සඳහන් ක්ෂේත්‍රවල පැරණි සම්මත BS1470 ට වඩා වෙනස් වේ:
- රසායනික සංයුතිය - වෙනස් නොවේ.
- මිශ්ර ලෝහ අංක පද්ධතිය - නොවෙනස්ව.
- තාප පිරියම් කළ හැකි මිශ්ර ලෝහ සඳහා උෂ්ණාධික තනතුරු දැන් පුළුල් පරාසයක විශේෂ උෂ්ණත්වයක් ආවරණය කරයි.සම්මත නොවන යෙදුම් සඳහා (උදා. T6151) T අකුරෙන් පසු ඉලක්කම් හතරක් දක්වා හඳුන්වා දී ඇත.
- තාප පිරියම් කළ නොහැකි මිශ්ර ලෝහ සඳහා උෂ්ණාධික තනතුරු - පවතින උෂ්ණත්වයන් නොවෙනස්ව පවතින නමුත් ඒවා නිර්මාණය කරන ආකාරය අනුව දැන් වඩාත් සවිස්තරාත්මකව නිර්වචනය කර ඇත.මෘදු (O) උෂ්ණත්වය දැන් H111 වන අතර අතරමැදි උෂ්ණත්වයක් H112 හඳුන්වා දී ඇත.මිශ්ර ලෝහ සඳහා 5251 tempers දැන් H32/H34/H36/H38 (H22/H24, ආදියට සමාන) ලෙස පෙන්වා ඇත.H19/H22 සහ H24 දැන් වෙන වෙනම පෙන්වයි.
- යාන්ත්රික ලක්ෂණ - පෙර සංඛ්යා වලට සමානව පවතී.0.2% Proof Stress දැන් පරීක්ෂණ සහතිකවල සඳහන් කළ යුතුය.
- විවිධ මට්ටම් වලට ඉවසීම දැඩි කර ඇත.
ඇලුමිනියම් තාප පිරියම් කිරීම
ඇලුමිනියම් මිශ්ර ලෝහ සඳහා තාප පිරියම් කිරීමේ පරාසයක් යෙදිය හැකිය:
- සමජාතීයකරණය - වාත්තු කිරීමෙන් පසු රත් කිරීමෙන් වෙන් කිරීම ඉවත් කිරීම.
- Annealing - වැඩ-දැඩි කිරීමේ මිශ්ර ලෝහ (1XXX, 3XXX සහ 5XXX) මෘදු කිරීම සඳහා සීතල වැඩ කිරීමෙන් පසු භාවිතා වේ.
- වර්ෂාපතනය හෝ වයස දැඩි වීම (මිශ්ර ලෝහ 2XXX, 6XXX සහ 7XXX).
- වර්ෂාපතනය දැඩි කිරීමේ මිශ්ර ලෝහවල වයස්ගත වීමට පෙර විසඳුම තාප පිරියම් කිරීම.
- ආලේපන සුව කිරීම සඳහා උදුන
- තාප පිරියම් කිරීමෙන් පසු තනතුරු අංකවලට උපසර්ගයක් එකතු කරනු ලැබේ.
- F යන උපසර්ගයේ තේරුම "ගොතා ඇති පරිදි" යන්නයි.
- O යන්නෙහි තේරුම "ඇනීල් කරන ලද නිෂ්පාදන" යන්නයි.
- T යන්නෙන් අදහස් කරන්නේ එය "තාප පිරියම්" කර ඇති බවයි.
- ඩබ්ලිව් යනු ද්රව්ය ද්‍රාවණ තාප පිරියම් කර ඇත.
- H යන්නෙන් අදහස් කරන්නේ "සීතල වැඩ" හෝ "දැඩි කළ" තාප පිරියම් කළ නොහැකි මිශ්ර ලෝහයන්ය.
- තාප පිරියම් කළ නොහැකි මිශ්ර ලෝහ 3XXX, 4XXX සහ 5XXX කාණ්ඩවල ඒවා වේ.
පසු කාලය: ජූනි-16-2021