Hợp kim nhôm là khái niệm khá quen thuộc với chúng ta. Tuy nhiên, nhiều người vẫn chưa có cái nhìn chính xác và cụ thể về tính chất cũng như ứng dụng loại hợp kim này. Cùng Govi tìm hiểu những thông tin liên quan đến chất liệu hợp kim nhôm mang lại cho các lĩnh vực trong cuộc sống dưới đây nhé!
Xuất phát từ hợp kim là gì? Chúng ta có hợp kim là hợp chất được tạo bởi nguyên tố kim loại hoặc phi kim. Do đó, hợp kim của nhôm sẽ được tạo bởi kim loại nhôm và một số nguyên tố khác. Chúng ta có thể kể đến những nguyên tố khác như: Đồng, Thiếc, Magie, Mangan, Silic,…
Khi kết hợp với các nguyên tố khác thì hợp kim nhôm sẽ được cải thiện một số thuộc tính như:
Đồng (Cu): Cải thiện độ bền và khả năng tạo hình.
Silic (Si): Giảm nhiệt độ nóng chảy, tăng độ chảy loãng, cải thiện tính đúc.
Mangan (Mn): Tăng độ bền và độ dẻo dai.
Magie (Mg): Cải thiện độ bền, và khả năng chống ăn mòn.
Mg/Si: Tăng độ bền, tính tạo hình và khả năng kéo.
Kẽm (Zn): khi kết hợp với Mg và Cu sẽ giúp cải thiện độ bền.
Chẳng hạn như:
Hợp kim Liti nhôm
Hợp kim Liti nhôm gọi tắt là Al-Li có sự kết hợp của: Nhôm, Liti, đồng và ziriconi. Việc thay đổi tỉ trọng thành phần sẽ tạo nên hợp chất có sự khác nhau về tính chất. Ví dụ, hợp chất Al-Li có chứa 1% Liti sẽ nhẹ đi 3% và tăng thêm độ cứng 5%.
Hợp kim Al-Si-Mg (Cu)
Hàm lượng các chất trong hợp kim này thường là: Si (5-20%), Mg (0.3-0.5%, Cu (3-5%) có độ hóa bền, cơ tính và tính đúc tốt.
Từ tên gọi, chúng ta hiểu hợp kim nhôm là chính là hợp chất có chứa tỷ trọng lớn nhất là kim loại nhôm ( kí hiệu hóa học là Al ). Do đó, loại hợp kim này sẽ mang nhiều tính chất vật lý tương tự như kim loại nhôm và có thể ưu việt hơn do sự góp mặt của các nguyên tố khác. Đó cũng chính là lý do tại sao người ta pha thêm các thành phần khác mà không sử dụng kim loại nguyên chất.
Hợp kim của nhôm có khối lượng riêng nhỏ nên rất nhẹ chỉ bằng ⅓ khối lượng riêng của hợp kim sắt. Hợp kim của nhôm có những tính chất ưu việt khắc phục nhược điểm của kim loại nhôm. Do đó, loại hợp kim này được sử dụng rất phổ biến thậm chí có thể dễ dàng tái chế và sử dụng.
Các hợp kim của nhôm đều hình thành một lớp nhôm oxit do quá trình oxy hóa tạo nên. Lớp nhôm oxit này có tác dụng tuyệt vời giúp bảo vệ phần hợp kim bên trong với không khí. Đây chính là khả năng chống ăn mòn thần thánh mà chúng ta thường nghe tới.
Nhôm có khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt chỉ sau đồng, bạc và vàng. Do đó, không có gì ngạc nhiên khi hợp kim của nhôm cũng mang khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt hiệu quả. Ngoài ra, độ giãn nở nhiệt của nó thấp nên rất được yêu thích trong khi sử dụng.
Tính mềm dẻo của hợp kim này vẫn được duy trì. Người ta có thể dễ dàng tạo hình với loại hợp kim của nhôm như: dát mỏng, kéo sợi, tạo hình,…Độ nóng chảy không quá cao khoảng 550 đến 660 độ C. Ở nhiệt độ này, hợp kim nhôm đã bị nóng chảy có thể tạo hình sản phẩm mà bạn mong muốn. Ngoài ra, hợp kim của nhôm không bị nhiễm từ.
Căn cứ vào phương thức chế tạo và sử dụng thì hợp kim nhôm được chia làm 2 loại chính là hợp kim nhôm đúc và hợp kim nhôm rèn.
Hợp kim nhôm đúc được chế tạo bằng cách nung chảy quặng nhôm boxit, sau đó nhôm được tách ra và rót vào khuôn cùng với hợp kim để tạo ra phôi đúc như mong muốn. Phương pháp này tương đối tốn công và tốn nhiều năng lượng.
Người ta dựa vào phương pháp luyện hợp kim nhôm biến dạng để phân loại. Hợp kim nhôm biến dạng hóa bền hoặc không thể hóa bền bằng nhiệt luyện. Bạn có thể bắt gặp các hợp kim phổ biến loại này như: Nhôm thương phẩm, hợp kim Al-Mn, hợp kim Al-Mg.
Al-Mg là hợp kim nhôm Magie với nhiều ưu điểm nổi bật. Đây là loại hợp kim của nhôm nhẹ nhất nhưng có độ bền khá ấn tượng. Bạn có thể cải thiện nó tốt hơn bằng biến dạng nguội. Khả năng chống ăn mòn rất cao nên độ bền cũng rất tốt. Bạn có thể sử dụng phương pháp biến dạng: nguội, nóng hoặc hàn đều rất dễ dàng. Chính vì thế, trên thực tế có khoảng 85% hợp kim sử dụng là hợp kim nhôm rèn.
Hợp kim của nhôm có rất nhiều loại khác nhau. Mỗi loại lại có ứng dụng riêng trong cuộc sống. Do đó, các hợp kim của nhôm có mặt ở hầu khắp các lĩnh vực mà có thể chính bạn cũng không ngờ tới.
Nhờ đặc tính chống ăn mòn hiệu quả, người ta dùng hợp kim này trong sản xuất các bộ phận của tàu biển. Có thể kể đến: các bộ phận thường xuyên tiếp xúc với nước biển, ống thủy lực hay ngành dầu khí biển,…
Với tính chất nhẹ, cứng và chịu lực tốt, hợp kim nhôm được sử dụng phổ biến làm chân tay giả giúp người khuyết tật có thể cải thiện đi lại một cách thuận tiện hơn rất nhiều!
Trong ngành công nghiệp chế biến, người ta sử dụng hợp kim của nhôm cho các phụ tùng của phương tiện đi lại: ô tô, xe máy, xe đạp,…
Các tính chất nhẹ, bền, tính thẩm mỹ cao, hợp kim này được sử dụng cho ngành hàng không vũ trụ. Các chi tiết ở vỏ và thân máy bay cũng như một số máy móc khác đều sử dụng hợp chất này để sản xuất.
Hợp kim của nhôm cũng được ứng dụng vào ngành công nghiệp cơ khí. Các loại máy móc trong sản xuất, xây dựng đều được chế tạo từ hợp kim nhôm.
Trong cuộc sống hằng ngày, các món đồ gia dụng: rổ, rá, xoong nồi, chảo,…hay nội ngoại thất như: cửa, cổng, cầu thang, bàn, ghế,…cũng sử dụng loại hợp kim này. Bàn ghế thường có phần chân được làm từ hợp kim nhôm đúc với độ bền cao, tính thẩm mỹ vượt trội. Ngoài ra, với ghế xoay, phần piston cũng được làm từ chất liệu này.
Các linh kiện điện tử như: điện thoại, laptop, đồng hồ, máy tính bảng,…cũng có những chi tiết sử dụng hợp kim của nhôm.
Hợp kim của nhôm không chỉ mang nhiều ứng dụng hữu ích. Nó còn có thể tái chế và tái sử dụng như hợp kim vừa mới chế biến. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm nguồn tài nguyên mà còn giúp bảo vệ môi trường tốt hơn.
Xem thêm:
Nhôm và hợp kim của nhôm không được được dùng để làm gì?(1đ)
a. Trong sản xuất và các dụng cụ làm bếp
b. Làm khung cửa và một số bộ phận của các phương tiện giao thông
C. Làm đường ray
d. Làm vỏ nhiều loại hộp=>Hợp kim nhôm, nhẹ và bền, được dùng để chế tạo các chi tiết của phương tiện vận tải (ô tô, máy bay, xe tải, toa xe tàu hỏa, tàu biển, v.v.) Đóng gói (can, giấy gói, v.v) Xử lý nước Xây dựng (cửa sổ, cửa, ván, v.v; tuy nhiên nó đã đánh mất vai trò chính dùng làm dây dẫn phần cuối cùng của các mạng điện, trực tiếp đến người sử dụng.[15]) Các hàng tiêu dùng có độ bền cao (trang thiết bị, đồ nấu bếp, v.v)
Các đường dây tải điện (mặc dù độ dẫn điện của nó chỉ bằng 60% của đồng, nó nhẹ hơn nếu tính theo khối lượng và rẻ tiền hơn[16]
Ngày nay Nhôm được ứng dụng phổ biến trong đời sống. Từ những ứng dụng thiết thực trong đời sống cũng như trong công nghiệp, nhôm nghiễm nhiên chiếm phần quan trọng trong đời sống kinh tế. Tại sao nhôm lại được ưu ái lựa chọn? Có lẽ vì những thuộc tính chuyên biệt tự thân kết hợp bàn tay và khối óc của con người mà nên.
Nhôm (tiếng Latinh: alumen, alum) là tên một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Al và số nguyên tử bằng 13. Nguyên tử khối bằng 27 đvC.
Khối lượng riêng là 2,7 g/cm3. Nhiệt độ nóng chảy là 660oC. Nhôm là nguyên tố phổ biến thứ 3 (sau ôxy và silic), và là kim loại phổ biến nhất trong vỏ Trái Đất.
Nhôm chiếm khoảng 8% khối lớp rắn của Trái Đất. Kim loại nhôm hiếm phản ứng hóa học mạnh với các mẫu quặng và có mặt hạn chế trong các môi trường khử cực mạnh. Tuy vậy, nó vẫn được tìm thấy ở dạng hợp chất trong hơn 270 loại khoáng vật khác nhau. Quặng chính chứa nhôm là bô xít.
Nhôm Và Tính Chất Hóa Lý Của Nhôm
Nhôm có điểm đáng chú ý của một kim loại có tỷ trọng thấp và có khả năng chống ăn mòn hiện tượng thụ động. Các thành phần cấu trúc được làm từ nhôm và hợp kim của nó là rất quan trọng cho ngành công nghiệp hàng không vũ trụ và rất quan trọng trong các lĩnh vực khác của giao thông vận tải và vật liệu cấu trúc. Các hợp chất hữu ích nhất của nhôm là các ôxít và sunfat.
Mặc dù nó có mặt phổ biến trong môi trường nhưng các muối nhôm không được bất kỳ dạng sống nào sử dụng. Với sự phổ biến của nó, nhôm được dung nạp tốt bởi thực vật và động vật.
Từ “nhôm” trong tiếng Việt có nguồn gốc từ aluminium trong tiếng Pháp.
Ứng dụng
Tính theo cả số lượng lẫn giá trị, việc sử dụng nhôm vượt tất cả các kim loại khác, trừ sắt[13], và nó đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế thế giới. Nhôm nguyên chất có sức chịu kéo thấp, nhưng tạo ra các hợp kim với nhiều nguyên tố như đồng, kẽm, magiê, mangan và silic[14]. Khi được gia công cơ-nhiệt, các hợp kim nhôm này có các thuộc tính cơ học tăng lên đáng kể.
Các hợp kim nhôm tạo thành một thành phần quan trọng trong các máy bay và tên lửa do tỷ lệ sức bền cao trên cùng khối lượng.
Khi nhôm được bay hơi trong chân không, nó tạo ra lớp bao phủ phản xạ cả ánh sáng và bức xạ nhiệt. Các lớp bao phủ này tạo thành một lớp mỏng của ôxít nhôm bảo vệ, nó không bị hư hỏng như các lớp bạc bao phủ vẫn hay bị. Trên thực tế, gần như toàn bộ các loại gương hiện đại được sản xuất sử dụng lớp phản xạ bằng nhôm trên mặt sau của thủy tinh. Các gương của kính thiên văn cũng được phủ một lớp mỏng nhôm, nhưng là ở mặt trước để tránh các phản xạ bên trong mặc dù điều này làm cho bề mặt nhạy cảm hơn với các tổn thương.
Các loại vỏ phủ nhôm đôi khi được dùng thay vỏ phủ vàng để phủ vệ tinh nhân tạo hay khí cầu để tăng nhiệt độ cho chúng, nhờ vào đặc tính hấp thụ bức xạ điện từ của Mặt Trời tốt, mà bức xạ hồng ngoại vào ban đêm thấp.
Hợp kim nhôm, nhẹ và bền, được dùng để chế tạo các chi tiết của phương tiện vận tải (ô tô, máy bay, xe tải, toa xe tàu hỏa, tàu biển, v.v.) Đóng gói (can, giấy gói, v.v)
Xử lý nước
Xây dựng (cửa sổ, cửa, ván, v.v; tuy nhiên nó đã đánh mất vai trò chính dùng làm dây dẫn phần cuối cùng của các mạng điện, trực tiếp đến người sử dụng.[15])
Các hàng tiêu dùng có độ bền cao (trang thiết bị, đồ nấu bếp, v.v) Các đường dây tải điện (mặc dù độ dẫn điện của nó chỉ bằng 60% của đồng, nó nhẹ hơn nếu tính theo khối lượng và rẻ tiền hơn[16]
Chế tạo máy móc.
Mặc dù tự bản thân nó là không nhiễm từ, nhôm được sử dụng trong thép MKM và các nam châm Alnico.
Nhôm siêu tinh khiết (SPA) chứa 99,980%-99,999% nhôm được sử dụng trong công nghiệp điện tử và sản xuất đĩa CD.
Nhôm dạng bột thông thường được sử dụng để tạo màu bạc trong sơn. Các bông nhôm có thể cho thêm vào trong sơn lót, chủ yếu là trong xử lý gỗ — khi khô đi, các bông nhôm sẽ tạo ra một lớp kháng nước rất tốt.
Nhôm dương cực hóa là ổn định hơn đối với sự ôxi hóa, và nó được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau của xây dựng.
Phần lớn các bộ tản nhiệt cho CPU của các máy tính hiện đại được sản xuất từ nhôm vì nó dễ dàng trong sản xuất và độ dẫn nhiệt cao.
Ôxít nhôm, alumina, được tìm thấy trong tự nhiên dưới dạng corunđum, emery, ruby và saphia và được sử dụng trong sản xuất thủy tinh. Ruby và saphia tổng hợp được sử dụng trong các ống tia laser để sản xuất ánh sáng có khả năng giao thoa.
Sự ôxi hóa nhôm tỏa ra nhiều nhiệt, nó sử dụng để làm nguyên liệu rắn cho tên lửa, nhiệt nhôm và các thành phần của pháo hoa.
Phản ứng nhiệt nhôm dùng để điều chế các kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao (như crôm Cr Vonfarm W…)
Trong xây dựng đó là hệ thống các sản phẩm nhôm thanh định hình.