Properti, ciri, sejarah, lan aplikasi Aluminium
Aluminium (uga dikenal minangka aluminium) yaiku unsur logam sing paling akeh banget ing kerak bumi. Lan iku uga apik, amarga kita nggunakake akeh. Kira-kira 41 yuta ton dicithak saben taun lan dipunginaake kanthi ngatur aplikasi. Saka badan otomatis kanggo komplong bir, lan saka kabel listrik menyang kulit pesawat, aluminium minangka bagean sing paling gedhe saka urip saben dinten kita.
Properties
- Simbol atom: Al
- Nomer atom: 13
- Kategori unsur: Logam pas transisi
- Kapadhetan: 2,70 g / cm 3
- Titik lebur: 1220.58 ° F (660.32 ° C)
- Titik didih: 4566 ° F (2519 ° C)
- Moh's Hardness: 2.75
Karakteristik
Aluminium minangka logam sing entheng, dhuwur konduktif, reflektif lan non-beracun sing bisa gampang dimupangatake. Ketahanan lan sifat-sifat sing mupangatake logam kasebut minangka materi sing ideal kanggo akeh aplikasi industri.
Sejarah
Senyawa aluminium digunakake dening wong Mesir kuna minangka pewarna, kosmetik, lan obat-obatan, nanging ora nganti 5000 taun mengko yen manungsa nemokake aluminium metalik murni. Ora kaget, pangembangan metode kanggo ngasilake logam aluminium bertepatan karo kedadeyan listrik ing abad ka-19, amarga peleburan aluminium mbutuhake jumlah listrik sing akeh.
A terobosan utama ing produksi aluminium teka ing taun 1886 nalika Charles Martin Hall nemokake yen aluminium bisa diprodhuksi nggunakake abang elektrolitik.
Nganti wektu iku, aluminium wis jarang lan luwih larang tinimbang emas. Nanging, ing rong taun panemuan Hall, perusahaan aluminium diadegaké ing Eropah lan Amerika.
Wonten ing abad kaping 20, permintaan aluminium tansaya ageng, utaminipun ing industri transportasi lan kemasan.
Senajan tèknik produksi ora owah sacara substansial, wis dadi luwih efisien. Swara 100 taun kepungkur, jumlah energi sing dikonsumsi kanggo ngasilake siji unit aluminium wis ngurangi 70%.
Produksi
Produksi aluminium saka bijih gumantung marang aluminium oksida (Al2O3), sing diekstrak saka bijih bauksit. Bauksit biasane ngandung aluminium oksida 30-60% (biasa disebut alumina) lan sacara rutin ditemokake ing cedhak lumahing bumi. Proses iki bisa dipisahake dadi rong bagean; (1) ekstraksi alumina saka bauksite, lan (2), peleburan aluminium logam saka alumina.
Pemisahan alumina ing biasane rampung nggunakake sing dikenal minangka Proses Bayer. Iki nyebabake ngobong bauxite menyang bubuk, nyampur karo banyu kanggo nggawe slurry, dadi panas lan nambah soda kaustik (NaOH). Soda caustic mbesuk alumina, sing ngidini bisa nembus saringan, ninggalaké impurities.
Solusi aluminat kasebut banjur ditransfer dadi tangki precipitator ing ngendi partikel aluminium hidroksida ditambah minangka 'benih'. Agitasi lan pendinginan asil aluminium hydroxide precipitating dhateng materi wiji, kang banjur digawe panas lan pepe kanggo ngasilake alumina.
Sel-sel elektrolit digunakake kanggo aluminium aluminium ing proses sing ditemokake dening Charles Martin Hall.
Alumina panganan ing sel dibubarake ing banyu sing diadhepake saka molol cryolite ing suhu 1742F (950C °).
Arus langsung saka ngendi wae saka 10,000-300,000A dikirim saka anoda karbon ing sèl liwat campuran menyang cathode shell. Saiki arus listrik ngeculake alumina dadi aluminium lan oksigen. Oksigen sing bereaksi karo karbon kanggo ngasilake karbon dioksida, nalika aluminium tertarik karo lapisan sel katoda karbon.
Aluminium bisa banjur dikumpulake lan dijupuk menyang tungku ing ngendi bahan aluminium bisa didaur ulang bisa ditambahake. Kira-kira 1/3 kabeh aluminium diprodhuksi dina iki asal saka bahan daur ulang. Miturut US Geological Survey, negara prodhuksi aluminium paling gedhé ing 2010 yaiku China, Rusia, lan Kanada.
Aplikasi
Aplikasi aluminium banget akeh dhaftar, lan amarga sifat khusus logam para peneliti nemokake aplikasi anyar kanthi rutin.
Secara umum, aluminium lan akeh wesi digunakake ing telung industri utama; transportasi, kemasan, lan konstruksi.
Aluminium, ing macem-macem formulir lan paduan, penting kanggo komponen struktural (bingkai lan badan) saka pesawat, mobil, sepur, lan kapal. Kaping 70% saka sawetara pesawat komersial kalebu aluminium alloy (diukur kanthi bobot). Apa bagean kasebut mbutuhake stres utawa perlawanan korosi, utawa toleransi marang temperatur dhuwur, jinis paduan sing digunakake gumantung marang syarat-syarat saben bagean komponen.
Kira-kira 20% kabeh aluminium diprodhuksi digunakake ing bahan kemasan. Aluminium foil minangka bahan kemasan sing cocok kanggo pangan amarga ora beracun, déné uga minangka bahan sealant sing cocok kanggo produk kimia amarga reaksi sing kurang lan ora bisa ditemokake ing cahya, banyu, lan oksigen. Ing AS piyambak, babagan 100 milyar kaleng aluminium dikirim saben taun. Kaping setengah saka iki pungkasané didaur ulang.
Amarga ketahanan lan tahan korosi, sekitar 15% aluminium digawe saben taun digunakake ing aplikasi konstruksi. Iki kalebu bingkai jendhela lan lawang, roofing, siding, lan framing struktural, uga gutters, jendela lan pintu gerbang.
Konduktivitas listrik Aluminium uga ngidini supaya dipunginaake ing garis konduktor jarak adoh. Diperkuat karo baja, paduan aluminium luwih irit biaya tinimbang tembaga lan nyuda kendel amarga bobot cahya.
Aplikasi liyane kanggo aluminium kalebu cangkang lan sinks panas kanggo elektronik konsumen, werna cahya sudhut, struktur rig minyak, jendela aluminium ditutupi, utensils masak, baseball bats, lan piranti safety reflektif.
Sumber:
Street, Arthur. & Alexander, WO 1944. Logam ing Service Man . 11th Edition (1998).
USGS. Summaries Komoditi Mineral: Aluminium (2011). http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/aluminum/