एल्यूमीनियम का उपयोग करने के उदाहरण. एल्यूमीनियम और उसके मिश्र धातुओं का अनुप्रयोग

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वर्तमान में, एल्यूमीनियम और इसके मिश्र धातुओं का उपयोग आधुनिक प्रौद्योगिकी के लगभग सभी क्षेत्रों में किया जाता है। एल्यूमीनियम और उसके मिश्र धातुओं के सबसे महत्वपूर्ण उपभोक्ता विमानन और मोटर वाहन उद्योग, रेलवे और जल परिवहन, मैकेनिकल इंजीनियरिंग, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और उपकरण निर्माण, औद्योगिक और नागरिक निर्माण, रासायनिक उद्योग और उपभोक्ता वस्तुओं का उत्पादन हैं।

अधिकांश एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में प्राकृतिक वातावरण, समुद्री जल, कई लवणों और रसायनों के घोल और अधिकांश खाद्य पदार्थों में उच्च संक्षारण प्रतिरोध होता है। एल्यूमीनियम मिश्र धातु संरचनाओं का उपयोग अक्सर समुद्री जल में किया जाता है। 1930 से समुद्री बोया, लाइफबोट, जहाज, नौकाएं एल्यूमीनियम मिश्र धातु से बनाई गई हैं। वर्तमान में, एल्यूमीनियम मिश्र धातु से बने जहाज के पतवार की लंबाई 61 मीटर तक पहुंच जाती है। एल्यूमीनियम भूमिगत पाइपलाइनों में अनुभव है; एल्यूमीनियम मिश्र धातु मिट्टी के संक्षारण के लिए अत्यधिक प्रतिरोधी हैं। 1951 में अलास्का में 2.9 किमी लंबी पाइपलाइन बनाई गई थी। 30 वर्षों के ऑपरेशन के बाद, जंग के कारण एक भी रिसाव या गंभीर क्षति का पता नहीं चला है।

एल्युमीनियम का उपयोग निर्माण में क्लैडिंग पैनल, दरवाजे, खिड़की के फ्रेम और बिजली के केबल के रूप में बड़ी मात्रा में किया जाता है। कंक्रीट, मोर्टार या प्लास्टर के संपर्क में आने पर एल्यूमीनियम मिश्र धातुएं लंबे समय तक गंभीर क्षरण के अधीन नहीं होती हैं, खासकर अगर संरचनाएं अक्सर गीली नहीं होती हैं। लगातार गीलेपन के साथ, यदि एल्यूमीनियम उत्पादों की सतह का अतिरिक्त उपचार नहीं किया गया है, तो यह हवा में ऑक्सीकरण एजेंटों की उच्च सामग्री वाले औद्योगिक शहरों में भी काला पड़ सकता है। इससे बचने के लिए, चमकदार एनोडाइजिंग द्वारा चमकदार सतह प्राप्त करने के लिए विशेष मिश्र धातुओं का उत्पादन किया जाता है - धातु की सतह पर ऑक्साइड फिल्म लगाने से। इस मामले में, सतह को कई रंग और शेड्स दिए जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, एल्युमीनियम और सिलिकॉन की मिश्रधातुएँ ग्रे से लेकर काले तक, रंगों की एक श्रृंखला प्राप्त करना संभव बनाती हैं। एल्यूमीनियम और क्रोमियम की मिश्रधातुओं का रंग सुनहरा होता है।

एल्युमीनियम पाउडर का उपयोग उद्योग में भी किया जाता है। इनका उपयोग धातुकर्म उद्योग में किया जाता है: एलुमिनोथर्मी में, मिश्रधातु योजक के रूप में, दबाने और सिंटरिंग द्वारा अर्ध-तैयार उत्पादों के उत्पादन के लिए। यह विधि बहुत टिकाऊ हिस्से (गियर, बुशिंग आदि) बनाती है। पाउडर का उपयोग रसायन विज्ञान में एल्यूमीनियम यौगिकों के उत्पादन और उत्प्रेरक के रूप में भी किया जाता है (उदाहरण के लिए, एथिलीन और एसीटोन के उत्पादन में)। एल्यूमीनियम की उच्च प्रतिक्रियाशीलता को देखते हुए, विशेष रूप से पाउडर के रूप में, इसका उपयोग विस्फोटकों और रॉकेटों के लिए ठोस प्रणोदक में किया जाता है, जिससे इसकी जल्दी प्रज्वलित होने की क्षमता का लाभ उठाया जाता है।

ऑक्सीकरण के प्रति एल्यूमीनियम के उच्च प्रतिरोध को देखते हुए, पाउडर का उपयोग पेंटिंग उपकरण, छतों, प्रिंटिंग पेपर और कार पैनलों की चमकदार सतहों के लिए कोटिंग्स में वर्णक के रूप में किया जाता है। जंग को रोकने के लिए स्टील और कच्चा लोहा उत्पादों को भी एल्यूमीनियम की परत से लेपित किया जाता है।

अनुप्रयोग के पैमाने के संदर्भ में, एल्यूमीनियम और इसकी मिश्रधातुएँ लोहे (Fe) और इसकी मिश्रधातुओं के बाद दूसरे स्थान पर हैं। प्रौद्योगिकी और रोजमर्रा की जिंदगी के विभिन्न क्षेत्रों में एल्यूमीनियम का व्यापक उपयोग इसके भौतिक, यांत्रिक और रासायनिक गुणों के संयोजन से जुड़ा हुआ है: कम घनत्व, वायुमंडलीय हवा में संक्षारण प्रतिरोध, उच्च तापीय और विद्युत चालकता, लचीलापन और अपेक्षाकृत उच्च शक्ति। एल्युमीनियम को विभिन्न तरीकों से आसानी से संसाधित किया जाता है - फोर्जिंग, स्टैम्पिंग, रोलिंग आदि। शुद्ध एल्युमीनियम का उपयोग तार बनाने के लिए किया जाता है (एल्यूमीनियम की विद्युत चालकता तांबे की विद्युत चालकता का 65.5% है, लेकिन एल्यूमीनियम तांबे की तुलना में तीन गुना अधिक हल्का है, इसलिए एल्युमीनियम अक्सर इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में तांबे की जगह ले लेता है) और फ़ॉइल का उपयोग पैकेजिंग सामग्री के रूप में किया जाता है। गलाए गए एल्यूमीनियम का मुख्य भाग विभिन्न मिश्र धातुओं के उत्पादन पर खर्च किया जाता है। एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं की सतहों पर सुरक्षात्मक और सजावटी कोटिंग आसानी से लगाई जाती है।

एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के गुणों की विविधता एल्यूमीनियम में विभिन्न योजकों की शुरूआत के कारण होती है जो इसके साथ ठोस समाधान या इंटरमेटेलिक यौगिक बनाते हैं। एल्युमीनियम के बड़े हिस्से का उपयोग हल्की मिश्रधातुओं के उत्पादन के लिए किया जाता है - ड्यूरालुमिन (94% एल्युमीनियम, 4% कॉपर (Cu), 0.5% प्रत्येक मैग्नीशियम (Mg), मैंगनीज (Mn), आयरन (Fe) और सिलिकॉन (Si)), सिलुमिन ( 85-90% - एल्यूमीनियम, 10-14% सिलिकॉन (Si), 0.1% सोडियम (Na)), आदि। धातु विज्ञान में, एल्यूमीनियम का उपयोग न केवल मिश्र धातुओं के आधार के रूप में किया जाता है, बल्कि व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले मिश्र धातु योजकों में से एक के रूप में भी किया जाता है। तांबा (Cu), मैग्नीशियम (Mg), लोहा (Fe), >निकल (Ni), आदि पर आधारित मिश्र धातुओं में।

एल्यूमीनियम मिश्र धातु का व्यापक रूप से रोजमर्रा की जिंदगी में, निर्माण और वास्तुकला में, मोटर वाहन उद्योग, जहाज निर्माण, विमानन और अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी में उपयोग किया जाता है। विशेष रूप से, पहला कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह एल्यूमीनियम मिश्र धातु से बनाया गया था। एल्यूमीनियम और ज़िरकोनियम (जेडआर) का एक मिश्र धातु - परमाणु रिएक्टर निर्माण में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। एल्युमीनियम का उपयोग विस्फोटकों के उत्पादन में किया जाता है। रोजमर्रा की जिंदगी में एल्यूमीनियम को संभालते समय, आपको यह ध्यान रखना होगा कि केवल तटस्थ (अम्लता) तरल पदार्थों को गर्म किया जा सकता है और एल्यूमीनियम कंटेनरों में संग्रहीत किया जा सकता है (उदाहरण के लिए, पानी उबालें)। उदाहरण के लिए, यदि आप खट्टी गोभी का सूप एल्यूमीनियम पैन में पकाते हैं, तो एल्यूमीनियम भोजन में चला जाता है और यह एक अप्रिय "धात्विक" स्वाद प्राप्त कर लेता है। चूंकि रोजमर्रा की जिंदगी में ऑक्साइड फिल्म बहुत आसानी से क्षतिग्रस्त हो जाती है, इसलिए एल्यूमीनियम कुकवेयर का उपयोग अभी भी अवांछनीय है।

सभी प्रकार के परिवहन और मुख्य रूप से हवाई परिवहन में एल्यूमीनियम और उसके मिश्र धातुओं के उपयोग ने वाहनों के मृत वजन को कम करने और उनके उपयोग की दक्षता में नाटकीय रूप से वृद्धि करने की समस्या को हल करना संभव बना दिया है। विमान संरचनाएं, इंजन, ब्लॉक, सिलेंडर हेड, क्रैंककेस और गियरबॉक्स एल्यूमीनियम और उसके मिश्र धातुओं से बने होते हैं। एल्यूमीनियम और इसके मिश्र धातुओं का उपयोग रेलवे कारों को ट्रिम करने, जहाजों के पतवार और चिमनी, बचाव नौकाओं, रडार मस्तूल और गैंगवे बनाने के लिए किया जाता है। केबल, बसबार, कैपेसिटर और एसी रेक्टिफायर के निर्माण के लिए विद्युत उद्योग में एल्यूमीनियम और इसके मिश्र धातुओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उपकरण बनाने में, एल्यूमीनियम और इसके मिश्र धातुओं का उपयोग फिल्म और फोटोग्राफिक उपकरण, रेडियोटेलीफोन उपकरण और विभिन्न नियंत्रण और मापने वाले उपकरणों के उत्पादन में किया जाता है। अपने उच्च संक्षारण प्रतिरोध और गैर-विषाक्तता के कारण, मजबूत नाइट्रिक एसिड, हाइड्रोजन पेरोक्साइड, कार्बनिक पदार्थों और खाद्य उत्पादों के उत्पादन और भंडारण के लिए उपकरणों के निर्माण में एल्यूमीनियम का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। एल्युमीनियम फ़ॉइल, टिन की तुलना में अधिक मजबूत और सस्ता होने के कारण, इसे खाद्य उत्पादों के लिए पैकेजिंग सामग्री के रूप में पूरी तरह से बदल दिया है। कृषि उत्पादों को डिब्बाबंद करने और भंडारण करने के लिए कंटेनरों के निर्माण, अन्न भंडार और अन्य पूर्वनिर्मित संरचनाओं के निर्माण में एल्युमीनियम का उपयोग तेजी से किया जा रहा है। सबसे महत्वपूर्ण रणनीतिक धातुओं में से एक होने के नाते, एल्यूमीनियम, इसके मिश्र धातुओं की तरह, व्यापक रूप से विमान, टैंक, तोपखाने, मिसाइलों, आग लगाने वाले उपकरणों के निर्माण के साथ-साथ सैन्य उपकरणों में अन्य उद्देश्यों के लिए उपयोग किया जाता है।

उच्च शुद्धता वाले एल्यूमीनियम का व्यापक रूप से प्रौद्योगिकी के नए क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है - परमाणु ऊर्जा, अर्धचालक इलेक्ट्रॉनिक्स, रडार, साथ ही धातु की सतहों को विभिन्न रसायनों और वायुमंडलीय जंग से बचाने के लिए। ऐसे एल्यूमीनियम की उच्च परावर्तनशीलता का उपयोग इसकी परावर्तक सतहों से हीटिंग और प्रकाश परावर्तक और दर्पण बनाने के लिए किया जाता है। धातुकर्म उद्योग में, एल्यूमीनियम-थर्मल विधियों द्वारा कई धातुओं (उदाहरण के लिए, क्रोमियम, कैल्शियम, मैंगनीज) के उत्पादन में, स्टील के डीऑक्सीडेशन और स्टील भागों की वेल्डिंग के लिए एल्यूमीनियम का उपयोग कम करने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है।

इमारत के फ्रेम, ट्रस, खिड़की के फ्रेम, सीढ़ियों आदि के निर्माण के लिए एल्यूमीनियम और इसके मिश्र धातुओं का व्यापक रूप से औद्योगिक और नागरिक निर्माण में उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, कनाडा में, इन उद्देश्यों के लिए एल्यूमीनियम की खपत संयुक्त राज्य अमेरिका में कुल खपत का लगभग 30% है। - 20 से अधिक%। उत्पादन के पैमाने और अर्थव्यवस्था में महत्व के संदर्भ में, एल्यूमीनियम ने अन्य अलौह धातुओं के बीच मजबूती से पहला स्थान ले लिया है।

एल्युमीनियम आवर्त सारणी के तीसरे समूह का एक रासायनिक तत्व है।

हम डी.आई. मेंडेलीव के तत्व हैं। इसका क्रमांक 13, परमाणु द्रव्यमान है

26.98. एल्युमीनियम में कोई स्थिर आइसोटोप नहीं होता है।

रासायनिक गुण

गैर-धातुओं के साथ परस्पर क्रिया

यह उच्च तापमान पर केवल बारीक विभाजित अवस्था में ऑक्सीजन के साथ संपर्क करता है:

4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3,

प्रतिक्रिया के साथ बड़ी मात्रा में गर्मी निकलती है।

200°C से ऊपर यह सल्फर के साथ प्रतिक्रिया करके एल्युमीनियम सल्फाइड बनाता है:

2Al + 3S = Al 2 S 3.

500°C पर - फॉस्फोरस के साथ, एल्यूमीनियम फॉस्फाइड बनाता है:

800°C पर यह नाइट्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है, और 2000°C पर - कार्बन के साथ, नाइट्राइड और कार्बाइड बनाता है:

2Al + N 2 = 2AlN,

4Al + 3C = Al 4 C 3.

यह सामान्य परिस्थितियों में क्लोरीन और ब्रोमीन के साथ प्रतिक्रिया करता है, और गर्म होने पर उत्प्रेरक के रूप में पानी की उपस्थिति में आयोडीन के साथ प्रतिक्रिया करता है:

2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3

हाइड्रोजन के साथ सीधे संपर्क नहीं करता.

धातुओं के साथ यह मिश्र धातु बनाता है जिसमें इंटरमेटेलिक यौगिक होते हैं - एल्युमिनाइड्स, उदाहरण के लिए, CuAl 2, CrAl 7, FeAl 3, आदि।

पानी के साथ परस्पर क्रिया

ऑक्साइड फिल्म से शुद्ध किया गया एल्युमीनियम पानी के साथ तीव्रता से संपर्क करता है:

2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2

प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, थोड़ा घुलनशील एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड बनता है और हाइड्रोजन निकलता है।

अम्लों के साथ अंतःक्रिया

तनु अम्लों के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करके लवण बनाते हैं:

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2;

2Al + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2;

8Al + 30HNO 3 = 8Al(NO 3) 3 + 3N 2 O + 15H 2 O (नाइट्रोजन और अमोनियम नाइट्रेट भी नाइट्रिक एसिड कमी का उत्पाद हो सकते हैं)।

यह कमरे के तापमान पर केंद्रित नाइट्रिक और सल्फ्यूरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है; गर्म होने पर, यह नमक और एसिड कटौती उत्पाद बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है:

2Al + 6H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O;

अल + 6HNO 3 = Al(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O.

क्षार के साथ अंतःक्रिया

एल्युमीनियम एक उभयधर्मी धातु है; यह क्षार के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करता है:

सोडियम टेट्राहाइड्रॉक्सोडियाक्वालुमिनेट बनाने के घोल में:

2Al + 2NaOH + 10H 2 O = 2Na + 3H 2

जब एल्यूमिनेट बनाने के लिए संलयन किया जाता है:

2Al + 6KOH = 2KAlO 2 + 2K 2 O + 3H 2.

ऑक्साइड और लवण से धातुओं की पुनर्प्राप्ति

एल्युमीनियम एक सक्रिय धातु है, जो धातुओं को उनके ऑक्साइड से विस्थापित करने में सक्षम है। एल्यूमीनियम की इस संपत्ति को धातु विज्ञान में व्यावहारिक अनुप्रयोग मिला है:

2Al + Cr 2 O 3 = 2Cr + Al 2 O 3.

उपयोग के क्षेत्र

एल्युमीनियम में कई गुण हैं जो इसे अन्य धातुओं से अलग करते हैं। यह एल्यूमीनियम का कम घनत्व, अच्छा लचीलापन और पर्याप्त यांत्रिक शक्ति, उच्च तापीय और विद्युत चालकता है। एल्युमीनियम गैर-विषाक्त, गैर-चुंबकीय और कई रसायनों के प्रति संक्षारण प्रतिरोधी है। इन सभी गुणों के साथ-साथ अन्य अलौह धातुओं की तुलना में इसकी अपेक्षाकृत कम लागत के कारण, इसे आधुनिक प्रौद्योगिकी की विभिन्न शाखाओं में बेहद व्यापक अनुप्रयोग मिला है।

एल्यूमीनियम का एक महत्वपूर्ण हिस्सा सिलिकॉन, तांबा, मैग्नीशियम, जस्ता, मैंगनीज और अन्य धातुओं के साथ मिश्र धातु के रूप में उपयोग किया जाता है। औद्योगिक एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में आमतौर पर कम से कम दो या तीन मिश्र धातु तत्व होते हैं, जिन्हें मुख्य रूप से यांत्रिक शक्ति बढ़ाने के लिए एल्यूमीनियम में पेश किया जाता है।

सभी एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं का सबसे मूल्यवान गुण कम घनत्व है

(2.65÷2.8), उच्च विशिष्ट शक्ति (घनत्व अनुपात के लिए तन्य शक्ति) और वायुमंडलीय संक्षारण के लिए संतोषजनक प्रतिरोध।

एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं को गढ़ा और कच्चा मिश्र धातुओं में विभाजित किया गया है। गढ़ी हुई मिश्रधातुओं पर गर्म और ठंडी क्रिया की जाती है, इसलिए उनमें उच्च लचीलापन होना चाहिए। गढ़ी गई मिश्रधातुओं में से ड्यूरालुमिन, तांबा, मैग्नीशियम और मैंगनीज के साथ एल्यूमीनियम की मिश्रधातु का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। कम घनत्व होने के कारण, ड्यूरालुमिन में नरम स्टील ग्रेड के करीब यांत्रिक गुण होते हैं। विकृत से

दबाव उपचार (रोलिंग, मुद्रांकन) के परिणामस्वरूप एल्यूमीनियम मिश्र धातु, साथ ही शुद्ध एल्यूमीनियम से चादरें, स्ट्रिप्स, पन्नी, तार, विभिन्न प्रोफाइल की छड़ें और पाइप प्राप्त होते हैं। इन अर्ध-तैयार उत्पादों के निर्माण के लिए एल्युमीनियम की खपत इसके वैश्विक उत्पादन का लगभग 70% है।

शेष एल्यूमीनियम का उपयोग फाउंड्री मिश्र धातु, पाउडर, डीऑक्सीडाइज़र और अन्य उद्देश्यों के लिए किया जाता है।

फाउंड्री मिश्र धातुओं से विभिन्न विन्यासों की आकार की कास्टिंग का उत्पादन किया जाता है। एल्यूमीनियम पर आधारित व्यापक रूप से ज्ञात कास्टिंग मिश्र धातु सिलुमिन हैं, जिसमें मुख्य मिश्रधातु योजक सिलिकॉन (13% तक) है।

सभी प्रकार के परिवहन और मुख्य रूप से हवाई परिवहन में एल्यूमीनियम और उसके मिश्र धातुओं के उपयोग ने वाहनों के मृत वजन को कम करने और उनकी दक्षता में नाटकीय रूप से वृद्धि करने की समस्या को हल करना संभव बना दिया है।

अनुप्रयोग। विमान संरचनाएं, इंजन, ब्लॉक, सिलेंडर हेड, क्रैंककेस, गियरबॉक्स, पंप और अन्य हिस्से एल्यूमीनियम और उसके मिश्र धातुओं से बने होते हैं।

एल्यूमीनियम और इसके मिश्र धातुओं का उपयोग रेलवे कारों को ट्रिम करने, जहाजों के पतवार और चिमनी, बचाव नौकाओं, रडार मस्तूल और गैंगवे बनाने के लिए किया जाता है।

केबल, बसबार, कैपेसिटर और एसी रेक्टिफायर के निर्माण के लिए विद्युत उद्योग में एल्यूमीनियम और इसके मिश्र धातुओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उपकरण बनाने में, एल्यूमीनियम और इसके मिश्र धातुओं का उपयोग फिल्म और फोटोग्राफिक उपकरण, रेडियोटेलीफोन उपकरण और विभिन्न नियंत्रण और मापने वाले उपकरणों के उत्पादन में किया जाता है।

अपने उच्च संक्षारण प्रतिरोध और गैर-विषाक्तता के कारण, मजबूत नाइट्रिक एसिड, हाइड्रोजन पेरोक्साइड, कार्बनिक पदार्थों और खाद्य उत्पादों के उत्पादन और भंडारण के लिए उपकरणों के निर्माण में एल्यूमीनियम का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। एल्युमीनियम फ़ॉइल, टिन की तुलना में अधिक मजबूत और सस्ता होने के कारण, इसे खाद्य उत्पादों के लिए पैकेजिंग सामग्री के रूप में पूरी तरह से बदल दिया है। कृषि उत्पादों को डिब्बाबंद करने और भंडारण करने के लिए कंटेनरों के निर्माण, अन्न भंडार और अन्य पूर्वनिर्मित संरचनाओं के निर्माण में एल्युमीनियम का उपयोग तेजी से किया जा रहा है। सबसे महत्वपूर्ण रणनीतिक धातुओं में से एक होने के नाते, एल्यूमीनियम, इसके मिश्र धातुओं की तरह, व्यापक रूप से विमान, टैंक, तोपखाने, मिसाइलों, आग लगाने वाले उपकरणों के निर्माण के साथ-साथ सैन्य उपकरणों में अन्य उद्देश्यों के लिए उपयोग किया जाता है।

धातुकर्म उद्योग में, एल्युमिनोथर्मिक विधियों द्वारा कई धातुओं (उदाहरण के लिए, क्रोमियम, कैल्शियम, मैंगनीज) के उत्पादन में, स्टील के डीऑक्सीडेशन और स्टील भागों की वेल्डिंग के लिए एल्यूमीनियम का उपयोग कम करने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है।

इमारत के फ्रेम, ट्रस, खिड़की के फ्रेम, सीढ़ियों आदि के निर्माण के लिए एल्यूमीनियम और इसके मिश्र धातुओं का व्यापक रूप से औद्योगिक और नागरिक निर्माण में उपयोग किया जाता है। राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में उत्पादन पैमाने और महत्व के संदर्भ में, एल्यूमीनियम ने अन्य गैर-के बीच मजबूती से पहला स्थान ले लिया है। फैरस धातुओं।

हम इसे हवा में भेजते हैं और इसे अंतरिक्ष में लॉन्च करते हैं, इसे एक स्लैब पर रखते हैं, इससे इमारतें बनाते हैं, टायर बनाते हैं, इसे त्वचा पर लगाते हैं और इसके साथ अल्सर का इलाज करते हैं... क्या आप अभी तक नहीं समझे हैं? हम बात कर रहे हैं एल्युमीनियम की.

एल्यूमीनियम के सभी उपयोगों को सूचीबद्ध करने का प्रयास करें और आप निश्चित रूप से गलत होंगे। सबसे अधिक संभावना है, आप उनमें से कई के अस्तित्व के बारे में भी नहीं जानते होंगे। हर कोई जानता है कि एल्युमीनियम विमान निर्माताओं द्वारा उपयोग की जाने वाली सामग्री है। लेकिन ऑटोमोटिव उद्योग के बारे में क्या कहें या कहें। दवा? क्या आप जानते हैं कि एल्युमीनियम एक E-137 खाद्य योज्य है जिसका उपयोग आमतौर पर खाद्य पदार्थों को चांदी जैसा रंग देने के लिए रंगारंग के रूप में किया जाता है?

एल्युमीनियम एक ऐसा तत्व है जो आसानी से किसी भी धातु, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन, क्लोरीन और कई अन्य पदार्थों के साथ स्थिर यौगिक बनाता है। ऐसे रासायनिक और भौतिक प्रभावों के परिणामस्वरूप, मिश्र धातु और यौगिक प्राप्त होते हैं जो उनके गुणों में बिल्कुल भिन्न होते हैं।

एल्यूमीनियम ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड का उपयोग

एल्यूमीनियम के अनुप्रयोग का दायरा इतना व्यापक है कि निर्माताओं, डिजाइनरों और इंजीनियरों को अनजाने त्रुटियों से बचाने के लिए, हमारे देश में एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के अंकन का उपयोग अनिवार्य हो गया है। प्रत्येक मिश्र धातु या यौगिक को अपना स्वयं का अल्फ़ान्यूमेरिक पदनाम दिया जाता है, जो बाद में उन्हें जल्दी से क्रमबद्ध करने और आगे की प्रक्रिया के लिए भेजने की अनुमति देता है।

एल्यूमीनियम का सबसे आम प्राकृतिक यौगिक इसके ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड हैं। प्रकृति में वे विशेष रूप से खनिजों - कोरंडम, बॉक्साइट, नेफलाइन, आदि - और एल्यूमिना के रूप में मौजूद हैं। एल्युमीनियम और इसके यौगिकों का उपयोग आभूषण, कॉस्मेटोलॉजी, चिकित्सा क्षेत्र, रासायनिक उद्योग और निर्माण से जुड़ा है।

रंगीन, "स्वच्छ" (बादल नहीं) कोरंडम वे आभूषण हैं जिन्हें हम सभी जानते हैं - माणिक और नीलम। हालाँकि, अपने मूल में, वे सबसे आम एल्यूमीनियम ऑक्साइड से अधिक कुछ नहीं हैं। आभूषण उद्योग के अलावा, एल्यूमीनियम ऑक्साइड का उपयोग रासायनिक उद्योग तक फैला हुआ है, जहां यह आमतौर पर एक अवशोषक के रूप में कार्य करता है, साथ ही सिरेमिक टेबलवेयर के उत्पादन तक भी। सिरेमिक कढ़ाई, बर्तन और कप में एल्यूमीनियम के कारण उल्लेखनीय गर्मी प्रतिरोधी गुण होते हैं। एल्यूमीनियम ऑक्साइड का उपयोग उत्प्रेरकों के निर्माण के लिए सामग्री के रूप में भी किया जाता है। कंक्रीट को बेहतर तरीके से सख्त करने के लिए उसमें अक्सर एल्युमीनियम ऑक्साइड मिलाया जाता है और जिस कांच में एल्युमीनियम मिलाया गया है वह गर्मी प्रतिरोधी बन जाता है।

एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड के अनुप्रयोगों की सूची और भी प्रभावशाली दिखती है। एसिड को अवशोषित करने और मानव प्रतिरक्षा पर उत्प्रेरक प्रभाव डालने की अपनी क्षमता के कारण, एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड का उपयोग हेपेटाइटिस प्रकार "ए" और "बी" और टेटनस संक्रमण के खिलाफ दवाओं और टीकों के निर्माण में किया जाता है। वे शरीर में बड़ी मात्रा में फॉस्फेट की उपस्थिति के कारण होने वाली किडनी की विफलता का भी इलाज करते हैं। एक बार शरीर में, एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड फॉस्फेट के साथ प्रतिक्रिया करता है और उनके साथ अटूट बंधन बनाता है, और फिर शरीर से स्वाभाविक रूप से उत्सर्जित होता है।

हाइड्रॉक्साइड, इसकी उत्कृष्ट घुलनशीलता और गैर-विषाक्तता के कारण, अक्सर टूथपेस्ट, शैम्पू, साबुन, सनस्क्रीन, चेहरे और शरीर के लिए पौष्टिक और मॉइस्चराइजिंग क्रीम, एंटीपर्सपिरेंट्स, टॉनिक, क्लींजिंग लोशन, फोम आदि में मिलाया जाता है। यदि आवश्यक हो तो कपड़े को समान रूप से और स्थायी रूप से रंगें, फिर डाई में थोड़ा सा एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड मिलाया जाता है और रंग सचमुच सामग्री की सतह पर "नक्काशीदार" हो जाता है।

एल्यूमीनियम क्लोराइड और सल्फेट्स का अनुप्रयोग

क्लोराइड और सल्फेट भी अत्यंत महत्वपूर्ण एल्यूमीनियम यौगिक हैं। एल्युमीनियम क्लोराइड प्राकृतिक रूप से नहीं पाया जाता है, लेकिन बॉक्साइट और काओलिन से इसे औद्योगिक रूप से प्राप्त करना काफी आसान है। उत्प्रेरक के रूप में एल्यूमीनियम क्लोराइड का उपयोग एकतरफा है, लेकिन तेल शोधन उद्योग के लिए व्यावहारिक रूप से अमूल्य है।

एल्युमीनियम सल्फेट ज्वालामुखीय चट्टानों में प्राकृतिक रूप से खनिज के रूप में मौजूद होते हैं और हवा से पानी को अवशोषित करने की अपनी क्षमता के लिए जाने जाते हैं। एल्युमीनियम सल्फेट का उपयोग सौंदर्य प्रसाधन और कपड़ा उद्योगों तक फैला हुआ है। पहले में, यह एंटीपर्सपिरेंट्स में एक योजक के रूप में कार्य करता है, दूसरे में - डाई के रूप में। कीट विकर्षक में एल्यूमीनियम सल्फेट का उपयोग दिलचस्प है। सल्फेट्स न केवल मच्छरों, मक्खियों और मच्छरों को दूर भगाते हैं, बल्कि काटने वाली जगह को सुन्न भी कर देते हैं। हालाँकि, ठोस लाभों के बावजूद, एल्यूमीनियम सल्फेट्स का मानव स्वास्थ्य पर अस्पष्ट प्रभाव पड़ता है। एल्युमीनियम सल्फेट को अंदर लेने या निगलने से गंभीर विषाक्तता हो सकती है।

एल्यूमीनियम मिश्र धातु - मुख्य अनुप्रयोग

प्राकृतिक संरचनाओं के विपरीत, धातुओं (मिश्र धातुओं) के साथ एल्यूमीनियम के कृत्रिम रूप से उत्पादित यौगिकों में वे गुण हो सकते हैं जो निर्माता स्वयं चाहता है - यह मिश्र धातु तत्वों की संरचना और मात्रा को बदलने के लिए पर्याप्त है। आज एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के उत्पादन और उनके अनुप्रयोग की लगभग असीमित संभावनाएँ हैं।

एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के उपयोग के लिए सबसे प्रसिद्ध उद्योग विमान निर्माण है। हवाई जहाज लगभग पूरी तरह से एल्यूमीनियम मिश्र धातु से बने होते हैं। जिंक, मैग्नीशियम और एल्यूमीनियम की मिश्र धातुएँ अभूतपूर्व ताकत प्रदान करती हैं, जिनका उपयोग विमान की खाल और संरचनात्मक भागों में किया जाता है।

एल्यूमीनियम मिश्र धातु का उपयोग जहाजों, पनडुब्बियों और छोटी नदी परिवहन के निर्माण में समान रूप से किया जाता है। यहां, एल्यूमीनियम से अधिरचना संरचनाएं बनाना सबसे फायदेमंद है; वे अपनी विश्वसनीयता से समझौता किए बिना, जहाज के वजन को आधे से अधिक कम कर देते हैं।

हवाई जहाज और जहाजों की तरह, कारें भी हर साल अधिक से अधिक "एल्यूमीनियम" बनती जा रही हैं। एल्युमीनियम का उपयोग न केवल शरीर के अंगों में किया जाता है, बल्कि अब फ्रेम, बीम, खंभे और कैब पैनल में भी किया जाता है। एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं की रासायनिक जड़ता, संक्षारण की कम संवेदनशीलता और थर्मल इन्सुलेशन गुणों के कारण, तरल उत्पादों के परिवहन के लिए टैंक एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं से बनाए जाते हैं।

उद्योग में एल्युमीनियम का उपयोग व्यापक रूप से ज्ञात है। तेल और गैस का उत्पादन आज जैसा नहीं होता अगर एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं से बनी अत्यधिक संक्षारण प्रतिरोधी, रासायनिक रूप से निष्क्रिय पाइपलाइनें नहीं होतीं। एल्यूमीनियम से बने ड्रिल का वजन कई गुना कम होता है, जिसका अर्थ है कि उन्हें परिवहन और स्थापित करना आसान होता है। और इसका मतलब सभी प्रकार के टैंकों, बॉयलरों और अन्य कंटेनरों से नहीं है...

बर्तन, पैन, बेकिंग शीट, करछुल और अन्य घरेलू बर्तन एल्यूमीनियम और उसके मिश्र धातुओं से बनाए जाते हैं। एल्यूमीनियम कुकवेयर अच्छी तरह से गर्मी का संचालन करता है, बहुत जल्दी गर्म हो जाता है, साफ करना आसान होता है, और स्वास्थ्य या भोजन को नुकसान नहीं पहुंचाता है। हम ओवन में मांस पकाते हैं और एल्यूमीनियम पन्नी पर पाई पकाते हैं; तेल और मार्जरीन, चीज, चॉकलेट और कैंडीज एल्यूमीनियम में पैक किए जाते हैं।

चिकित्सा में एल्युमीनियम का उपयोग एक अत्यंत महत्वपूर्ण और आशाजनक क्षेत्र है। पहले बताए गए उन उपयोगों (टीके, किडनी की दवाएं, अवशोषक) के अलावा, अल्सर और हार्टबर्न की दवाओं में एल्युमीनियम के उपयोग का भी उल्लेख किया जाना चाहिए।

उपरोक्त सभी से, एक निष्कर्ष निकाला जा सकता है - एल्यूमीनियम ग्रेड और उनके अनुप्रयोग इतने विविध हैं कि उन पर एक छोटा लेख समर्पित करना संभव नहीं है। एल्युमीनियम के बारे में किताबें लिखना बेहतर है, क्योंकि यह अकारण नहीं है कि इसे "भविष्य की धातु" कहा जाता है।

सबसे हल्की और सबसे लचीली धातु के रूप में, इसके उपयोग की एक विस्तृत श्रृंखला है। यह संक्षारण प्रतिरोधी है, इसमें उच्च विद्युत चालकता है, और अचानक तापमान में उतार-चढ़ाव को आसानी से सहन कर सकता है। एक और विशेषता यह है कि हवा के संपर्क में आने पर इसकी सतह पर एक विशेष फिल्म दिखाई देती है, जो धातु की रक्षा करती है।

इन सभी, साथ ही अन्य विशेषताओं ने, इसके सक्रिय उपयोग में योगदान दिया। तो, आइए अधिक विस्तार से जानें कि एल्युमीनियम के उपयोग क्या हैं।

इस संरचनात्मक धातु का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। विशेष रूप से, इसके उपयोग से ही विमान निर्माण, रॉकेट विज्ञान, खाद्य उद्योग और टेबलवेयर निर्माण ने अपना काम शुरू किया। अपने गुणों के कारण, एल्यूमीनियम अपने कम वजन के कारण जहाजों की बेहतर गतिशीलता की अनुमति देता है।

एल्युमीनियम संरचनाएँ समान इस्पात उत्पादों की तुलना में औसतन 50% हल्की होती हैं।

अलग से, यह धातु की धारा संचालित करने की क्षमता का उल्लेख करने योग्य है। इस सुविधा ने इसे इसका मुख्य प्रतियोगी बनने की अनुमति दी। इसका उपयोग माइक्रो-सर्किट के उत्पादन और सामान्य रूप से माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में सक्रिय रूप से किया जाता है।

उपयोग के सबसे लोकप्रिय क्षेत्रों में शामिल हैं:

विमान निर्माण: पंप, इंजन, आवास और अन्य तत्व;
रॉकेट विज्ञान: रॉकेट ईंधन के लिए एक दहनशील घटक के रूप में;
जहाज निर्माण: पतवार और डेक अधिरचना;
इलेक्ट्रॉनिक्स: तार, केबल, रेक्टिफायर;
रक्षा उत्पादन: मशीन गन, टैंक, विमान, विभिन्न प्रतिष्ठान;
निर्माण: सीढ़ियाँ, फ्रेम, परिष्करण;
रेलवे क्षेत्र: पेट्रोलियम उत्पादों के लिए टैंक, पुर्जे, कारों के लिए फ्रेम;
मोटर वाहन उद्योग: बंपर, रेडिएटर;
घरेलू: पन्नी, बर्तन, दर्पण, छोटे उपकरण;

इसके व्यापक वितरण को धातु के फायदों द्वारा समझाया गया है, लेकिन इसमें एक महत्वपूर्ण खामी भी है - कम ताकत। इसे कम करने के लिए धातु में मैग्नीशियम भी मिलाया जाता है।

जैसा कि आप पहले ही समझ चुके हैं, एल्यूमीनियम और इसके यौगिकों का उपयोग मुख्य रूप से इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग (और बस प्रौद्योगिकी), रोजमर्रा की जिंदगी, उद्योग, मैकेनिकल इंजीनियरिंग और विमानन में किया जाता है। अब हम निर्माण में एल्यूमीनियम धातु के उपयोग के बारे में बात करेंगे।

यह वीडियो आपको एल्यूमीनियम और उसके मिश्र धातुओं के उपयोग के बारे में बताएगा:

निर्माण में उपयोग करें

निर्माण के क्षेत्र में मनुष्यों द्वारा एल्यूमीनियम का उपयोग इसके संक्षारण प्रतिरोध से निर्धारित होता है।इससे ऐसी संरचनाएं बनाना संभव हो जाता है जिनका उपयोग आक्रामक वातावरण के साथ-साथ बाहर भी करने की योजना है।

छत सामग्री

एल्युमीनियम का सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है। यह शीट सामग्री, अपनी अच्छी सजावटी, भार-वहन और घेरने वाली विशेषताओं के अलावा, अन्य छत सामग्री की तुलना में सस्ती कीमत भी रखती है। इसके अलावा, ऐसी छत को निवारक निरीक्षण या मरम्मत की आवश्यकता नहीं होती है, और इसकी सेवा जीवन कई मौजूदा सामग्रियों से अधिक है।

शुद्ध एल्युमीनियम में अन्य धातुएँ मिलाकर, आप बिल्कुल कोई भी सजावटी विशेषता प्राप्त कर सकते हैं। यह छत आपको रंगों की एक विस्तृत श्रृंखला प्राप्त करने की अनुमति देती है जो समग्र शैली में पूरी तरह से फिट होती है।

खिड़की के पल्ले

आप लालटेन और खिड़की के फ्रेम के बीच एल्यूमीनियम पा सकते हैं। यदि समान उद्देश्य के लिए उपयोग किया जाता है, तो यह एक अविश्वसनीय और अल्पकालिक सामग्री साबित होगी।

स्टील जल्दी ही जंग से ढक जाएगा, बांधने का भार बहुत अधिक होगा और खोलने में असुविधा होगी। बदले में, एल्यूमीनियम संरचनाओं में ऐसे नुकसान नहीं होते हैं।

नीचे दिया गया वीडियो आपको एल्यूमीनियम के गुणों और उपयोग के बारे में बताएगा:

दीवार के पैनलों

एल्यूमीनियम पैनल इस धातु की मिश्रधातु से बनाए जाते हैं और घरों की बाहरी सजावट के लिए उपयोग किए जाते हैं। वे साधारण मुद्रांकित शीट या शीट, इन्सुलेशन और क्लैडिंग से युक्त तैयार किए गए एन्क्लोजिंग पैनल का रूप ले सकते हैं। किसी भी स्थिति में, वे यथासंभव घर के अंदर गर्मी बनाए रखते हैं और वजन में हल्के होने के कारण नींव पर भार नहीं सहन करते हैं।

एल्युमीनियम का उपयोग इस पर आधारित उत्पादों और मिश्र धातुओं के उत्पादन के लिए किया जाता है।

मिश्रधातु पिघल में अतिरिक्त तत्वों को शामिल करने की प्रक्रिया है जो आधार सामग्री के यांत्रिक, भौतिक और रासायनिक गुणों में सुधार करती है। धातुकर्म उत्पादों की गुणवत्ता में सुधार के उद्देश्य से धातु सामग्री प्राप्त करने के विभिन्न चरणों में की जाने वाली कई तकनीकी प्रक्रियाओं की एक सामान्य अवधारणा मिश्र धातु है।

विभिन्न का परिचय मिश्रधातु तत्वएल्युमीनियम में इसके गुणों में महत्वपूर्ण परिवर्तन होता है, और कभी-कभी यह इसे नए विशिष्ट गुण देता है।

शुद्ध एल्युमीनियम की ताकत आधुनिक औद्योगिक जरूरतों को पूरा नहीं करती है, इसलिए, उद्योग के लिए इच्छित किसी भी उत्पाद के निर्माण के लिए, शुद्ध एल्युमीनियम का नहीं, बल्कि इसके मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है।

विभिन्न डोपिंग के साथ वे बढ़ते हैं ताकत, कठोरता, गर्मी प्रतिरोध हासिल किया जाता हैऔर अन्य गुण. उसी समय, अवांछनीय परिवर्तन होते हैं: यह अनिवार्य रूप से घट जाता है इलेक्ट्रिकल कंडक्टीविटी, कई मामलों में स्थिति खराब हो जाती है जंग प्रतिरोध, लगभग हमेशा बढ़ता है सापेक्ष घनत्व. अपवाद मैंगनीज के साथ मिश्र धातु है, जो न केवल संक्षारण प्रतिरोध को कम करता है, बल्कि इसे थोड़ा बढ़ाता है, और मैग्नीशियम, जो संक्षारण प्रतिरोध को भी बढ़ाता है (यदि यह 3% से अधिक नहीं है) और सापेक्ष घनत्व को कम करता है, क्योंकि यह हल्का है एल्यूमीनियम की तुलना में.

एल्यूमीनियम मिश्र धातु

एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं को उनसे उत्पाद बनाने की विधि के अनुसार दो समूहों में विभाजित किया गया है:
1) विकृत (गर्म होने पर उच्च प्लास्टिसिटी होती है),
2) फाउंड्री (अच्छी तरलता है)।

यह विभाजन मिश्र धातुओं के बुनियादी तकनीकी गुणों को दर्शाता है। इन गुणों को प्राप्त करने के लिए, विभिन्न सामग्रियों को एल्यूमीनियम में पेश किया जाता है। मिश्रधातु तत्वऔर असमान मात्रा में.

दोनों प्रकार के मिश्र धातुओं के उत्पादन के लिए कच्चे माल न केवल तकनीकी रूप से शुद्ध एल्यूमीनियम हैं, बल्कि सिलिकॉन के साथ एल्यूमीनियम के दोहरे मिश्र धातु भी हैं, जिनमें 10-13% Si होता है, और लौह, कैल्शियम की अशुद्धियों की मात्रा में एक दूसरे से थोड़ा भिन्न होता है। , टाइटेनियम और मैंगनीज। उनमें अशुद्धियों की कुल सामग्री 0.5-1.7% है। इन मिश्रधातुओं को सिलुमिन्स कहा जाता है। गढ़ा हुआ मिश्रधातु प्राप्त करने के लिए, मुख्य रूप से घुलनशील मिश्रधातु तत्वों को उच्च तापमान पर उनकी घुलनशीलता की सीमा से अधिक मात्रा में एल्यूमीनियम में पेश किया जाता है। जब दबाव में गर्म किया जाता है, तो विकृत मिश्र धातुओं में एक सजातीय ठोस समाधान संरचना होनी चाहिए, जो सबसे बड़ी लचीलापन और सबसे कम ताकत प्रदान करती है। यह दबाव में उनकी अच्छी कार्यशीलता को निर्धारित करता है।

विभिन्न गढ़ी गई मिश्रधातुओं में मुख्य मिश्रधातु तत्व हैंतांबा, मैग्नीशियम, मैंगनीज और जस्ता; इसके अलावा, सिलिकॉन, लोहा, निकल और कुछ अन्य तत्व भी अपेक्षाकृत कम मात्रा में पेश किए जाते हैं।

ड्यूरालुमिन - एल्यूमीनियम और तांबे की मिश्र धातु

विशिष्ट कठोर मिश्रधातुएँ ड्यूरालुमिन हैं - एल्यूमीनियम-तांबा मिश्रधातु जिनमें सिलिकॉन और लोहे की स्थायी अशुद्धियाँ होती हैं और इन्हें मैग्नीशियम और मैंगनीज के साथ मिश्रित किया जा सकता है। इनमें तांबे की मात्रा 2.2-7% तक होती है।

तांबा एल्युमीनियम में कमरे के तापमान पर 0.5% और 548 C के यूटेक्टिक तापमान पर 5.7% की मात्रा में घुल जाता है।

ड्यूरालुमिन का ताप उपचारइसमें दो चरण होते हैं। इसे पहले सीमित घुलनशीलता रेखा (आमतौर पर लगभग 500 C) से ऊपर गर्म किया जाता है। इस तापमान पर, इसकी संरचना एल्यूमीनियम में तांबे का एक सजातीय ठोस घोल है। सख्त करके, यानी पानी में तेजी से ठंडा होने पर यह संरचना कमरे के तापमान पर स्थिर हो जाती है। इस स्थिति में, घोल अतिसंतृप्त हो जाता है। इस अवस्था में, अर्थात्। कठोर अवस्था में, ड्यूरालुमिन बहुत नरम और लचीला होता है।

कठोर ड्यूरालुमिन की संरचना में थोड़ी स्थिरता होती है और कमरे के तापमान पर भी इसमें अनायास परिवर्तन होते रहते हैं। ये परिवर्तन इस तथ्य पर आधारित हैं कि अतिरिक्त तांबे के परमाणुओं को समाधान में समूहीकृत किया जाता है, रासायनिक यौगिक CuAl के क्रिस्टल की विशेषता के करीब एक क्रम में व्यवस्थित किया जाता है। रासायनिक यौगिक अभी तक नहीं बना है, ठोस घोल से बहुत कम अलग हुआ है, लेकिन ठोस घोल के क्रिस्टल जाली में परमाणुओं के असमान वितरण के कारण, इसमें विकृतियाँ उत्पन्न होती हैं, जिससे कठोरता और ताकत में उल्लेखनीय वृद्धि होती है। मिश्र धातु की लचीलापन में एक साथ कमी। कमरे के तापमान पर कठोर मिश्र धातु की संरचना को बदलने की प्रक्रिया को कहा जाता है प्राकृतिक बुढ़ापा.

प्राकृतिक बुढ़ापा विशेष रूप से पहले कुछ घंटों के दौरान तीव्रता से होता है, लेकिन 4-6 दिनों के बाद पूरी तरह से पूरा हो जाता है, जिससे मिश्र धातु को इसकी अधिकतम ताकत मिलती है। यदि मिश्र धातु को 100-150 C तक गर्म किया जाता है, तो कृत्रिम उम्र बढ़ना. इस मामले में, प्रक्रिया जल्दी होती है, लेकिन कम सख्त होती है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि उच्च तापमान पर, तांबे के परमाणुओं का प्रसार आंदोलन अधिक आसानी से होता है, इसलिए CuAl चरण पूरी तरह से बनता है और ठोस समाधान से अलग हो जाता है। परिणामी चरण का सुदृढ़ीकरण प्रभाव प्राकृतिक उम्र बढ़ने के दौरान होने वाले ठोस समाधान जाली के विरूपण के प्रभाव से कम होता है।

विभिन्न तापमानों पर उम्र बढ़ने वाले ड्यूरालुमिन के परिणामों की तुलना से पता चलता है कि चार दिनों के लिए प्राकृतिक उम्र बढ़ने के साथ अधिकतम मजबूती हासिल की जाती है।

मैंगनीज और मैग्नीशियम के साथ एल्यूमीनियम मिश्र धातु

गैर-कठोर एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में, अल-एमएन और अल-एमजी पर आधारित मिश्र धातुओं ने सबसे बड़ा महत्व हासिल कर लिया है।

मैंगनीज और मैग्नीशियमतांबे की तरह, एल्युमीनियम में घुलनशीलता सीमित होती है, जो घटते तापमान के साथ घटती जाती है। हालाँकि, उनके ताप उपचार के दौरान सख्त होने का प्रभाव छोटा होता है। इसे इस प्रकार समझाया गया है। 1.9% एमएन तक युक्त मिश्रधातुओं के निर्माण में क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया के दौरान, ठोस घोल से निकलने वाले अतिरिक्त मैंगनीज को एल्यूमीनियम के साथ घुलनशील एक रासायनिक यौगिक अल (एमएनएफई) बनाना होगा, जो एल्यूमीनियम में अघुलनशील है। नतीजतन, सीमित घुलनशीलता रेखा के ऊपर बाद में गर्म करने से एक सजातीय ठोस समाधान का निर्माण सुनिश्चित नहीं होता है; मिश्र धातु विषम रहता है, जिसमें एक ठोस समाधान और अल (एमएनएफई) कण होते हैं, और इससे शमन और बाद में उम्र बढ़ने की असंभवता होती है।

अल-एमजी प्रणाली के मामले में, गर्मी उपचार के दौरान सख्त न होने का कारण अलग है। 1.4% तक की मैग्नीशियम सामग्री के साथ, सख्त नहीं हो सकता है, क्योंकि इन सीमाओं के भीतर यह कमरे के तापमान पर एल्यूमीनियम में घुल जाता है और अतिरिक्त चरणों की कोई वर्षा नहीं होती है। उच्च मैग्नीशियम सामग्री के साथ, रासायनिक उम्र बढ़ने के बाद सख्त होने से एक अतिरिक्त चरण निकलता है - रासायनिक यौगिक MgAl।

हालाँकि, इस यौगिक के गुण ऐसे हैं कि इसके अलगाव से पहले की प्रक्रियाएँ, और फिर परिणामी समावेशन, ध्यान देने योग्य मजबूत प्रभाव पैदा नहीं करते हैं। इसके बावजूद एल्युमीनियम में मैंगनीज और मैग्नीशियम दोनों मिलाना फायदेमंद है। वे इसकी ताकत और संक्षारण प्रतिरोध बढ़ाते हैं (3% से अधिक मैग्नीशियम सामग्री के साथ)। इसके अलावा, मैग्नीशियम मिश्र धातु शुद्ध एल्यूमीनियम की तुलना में हल्के होते हैं।

अन्य मिश्र धातु तत्व

इसके अलावा, एल्यूमीनियम की कुछ विशेषताओं को बेहतर बनाने के लिए, निम्नलिखित का उपयोग मिश्रधातु तत्वों के रूप में किया जाता है:

ऊंचे तापमान पर ऑक्सीकरण को कम करने के लिए बेरिलियम मिलाया जाता है। आंतरिक दहन इंजन भागों (पिस्टन और सिलेंडर हेड) के उत्पादन में तरलता में सुधार के लिए एल्यूमीनियम कास्टिंग मिश्र धातुओं में बेरिलियम (0.01-0.05%) की छोटी मात्रा का उपयोग किया जाता है।

बोरॉन को विद्युत चालकता बढ़ाने और एक शोधन योजक के रूप में पेश किया गया है। बोरोन को परमाणु ऊर्जा (रिएक्टर भागों को छोड़कर) में उपयोग किए जाने वाले एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में पेश किया जाता है, क्योंकि यह न्यूट्रॉन को अवशोषित करता है, विकिरण के प्रसार को रोकता है। बोरॉन को औसतन 0.095-0.1% की मात्रा में पेश किया जाता है।

बिस्मथ. मशीनीकरण में सुधार के लिए कम पिघलने बिंदु वाली धातुओं जैसे बिस्मथ, सीसा, टिन, कैडमियम को एल्यूमीनियम मिश्र धातु में पेश किया जाता है। ये तत्व नरम, फ़्यूज़िबल चरण बनाते हैं जो चिप की भंगुरता और कटर स्नेहन में योगदान करते हैं।

मिश्रधातुओं में 0.01 - 0.1% की मात्रा में गैलियम मिलाया जाता है, जिससे उपभोग योग्य एनोड बनाए जाते हैं।

लोहा। ताकत बढ़ाने और रेंगने की विशेषताओं में सुधार करने के लिए तारों के उत्पादन में इसे कम मात्रा में (>0.04%) पेश किया जाता है। ठंडे सांचे में ढलाई करते समय लोहा सांचों की दीवारों पर आसंजन को भी कम कर देता है।

ईण्डीयुम. 0.05 - 0.2% जोड़ने से उम्र बढ़ने के दौरान एल्यूमीनियम मिश्र धातु मजबूत हो जाती है, खासकर कम तांबे की सामग्री के साथ। इंडियम एडिटिव्स का उपयोग एल्यूमीनियम-कैडमियम असर मिश्र धातुओं में किया जाता है।

कैडमियम. मिश्र धातुओं की ताकत बढ़ाने और संक्षारण गुणों में सुधार करने के लिए लगभग 0.3% कैडमियम मिलाया जाता है।

कैल्शियम प्लास्टिसिटी प्रदान करता है। 5% कैल्शियम सामग्री के साथ, मिश्र धातु में सुपरप्लास्टिकिटी का प्रभाव होता है।

फाउंड्री मिश्र धातुओं में सिलिकॉन सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला योजक है। 0.5-4% की मात्रा में यह टूटने की प्रवृत्ति को कम कर देता है। सिलिकॉन और मैग्नीशियम का संयोजन मिश्र धातु को गर्म करके सील करना संभव बनाता है।

टिन काटने के प्रदर्शन में सुधार करता है।

टाइटेनियम. मिश्र धातुओं में टाइटेनियम का मुख्य कार्य कास्टिंग और सिल्लियों में अनाज को परिष्कृत करना है, जो पूरे आयतन में गुणों की ताकत और एकरूपता को बढ़ाता है।

एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं का अनुप्रयोग

अधिकांश एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में प्राकृतिक वातावरण, समुद्री जल, कई लवणों और रसायनों के घोल और अधिकांश खाद्य पदार्थों में उच्च संक्षारण प्रतिरोध होता है। बाद की संपत्ति, इस तथ्य के साथ मिलकर कि एल्यूमीनियम विटामिन को नष्ट नहीं करता है, इसे व्यापक रूप से उपयोग करने की अनुमति देता है टेबलवेयर के उत्पादन में. एल्यूमीनियम मिश्र धातु संरचनाओं का उपयोग अक्सर समुद्री जल में किया जाता है। एल्युमीनियम का उपयोग निर्माण में क्लैडिंग पैनल, दरवाजे, खिड़की के फ्रेम और बिजली के केबल के रूप में बड़ी मात्रा में किया जाता है। कंक्रीट, मोर्टार या प्लास्टर के संपर्क में आने पर एल्यूमीनियम मिश्र धातुएं लंबे समय तक गंभीर क्षरण के अधीन नहीं होती हैं, खासकर अगर संरचनाएं अक्सर गीली नहीं होती हैं। एल्युमीनियम का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है मैकेनिकल इंजीनियरिंग में, क्योंकि अच्छे भौतिक गुण हैं.

लेकिन मुख्य उद्योग जो वर्तमान में एल्युमीनियम के उपयोग के बिना अकल्पनीय है, निस्संदेह, विमानन है। यह विमानन में था कि एल्यूमीनियम की सभी महत्वपूर्ण विशेषताओं का पूरी तरह से उपयोग किया गया था