Sut Mae Alwminiwm yn Cael ei Mireinio a Pa Elfennau Sydd Ynddo？

Mae alwminiwm (Al) yn fetel ysgafn, ariannaidd gwyn sy'n cael ei restru fel y drydedd elfen fwyaf niferus yng nghramen y Ddaear, ar ôl ocsigen a silicon yn unig. Fodd bynnag, oherwydd ei adweithedd cemegol uchel, nid yw byth yn digwydd yn naturiol yn ei ffurf fetelaidd bur. Yn lle hynny, fe'i ceir mewn cyfansoddion, yn bennaf o fewn mwyn bocsit, cymysgedd o ocsidau alwminiwm hydradol gan gynnwys gibbsit (Al(OH)₃), boehmit (AlO(OH)), a diaspore.

Y Broses Mireinio mewn Dau Gam

Y daith o bocsit crai ialwminiwm purdeb uchel yn cynnwysdau broses ddiwydiannol ar wahân.

Cam un yw proses Bayer, a ddatblygwyd ym 1888. Cymysgir bocsit wedi'i falu â thoddiant sodiwm hydrocsid poeth o dan bwysau, gan doddi'r mwynau sy'n cynnwys alwminiwm wrth adael amhureddau fel ocsidau haearn a silica ar ôl. Yna caiff y toddiant alwminad sodiwm sy'n deillio o hyn ei hidlo i gael gwared ar y gweddillion mwd coch, ei hau â chrisialau alwminiwm hydrocsid, a'i galchynnu ar oddeutu 1,100°C i gynhyrchu alwmina gwyn pur, neu alwminiwm ocsid (Al₂O₃). Mae dros 90% o alwmina'r byd bellach yn cael ei gynhyrchu trwy'r dull hwn.

Cam dau yw proses Hall Héroult. Mae gan alwmina bwynt toddi uwchlaw 2,000°C, gan wneud electrolysis uniongyrchol yn anymarferol. Yr ateb yw hydoddi Al₂O₃ mewn cryolit tawdd (Na₃AlF₆), sy'n gostwng y tymheredd gweithredu i tua 950~1,000°C. Yna mae cerrynt trydan yn cael ei basio trwy'r cymysgedd. Mae alwminiwm tawdd yn casglu ar y gwaelod (y catod), tra bod ocsigen yn cyfuno â'r anodau carbon i ffurfio CO₂. Y dull electrolytig hwn yw'r unig broses ddiwydiannol ar gyfer cynhyrchu alwminiwm cynradd, gan gynhyrchu metel o burdeb o 99.5~99.8%.

Pa Elfennau Sydd Mewn Alwminiwm?

Mae alwminiwm pur ei hun yn cynnwys yr elfen Al yn unig, gyda rhif atomig o 13 a phwysau atomig o tua 26.98 g/mol. Mae alwminiwm purdeb masnachol (98.8–99.7% Al) yn cynnwys olion bach o haearn a silicon fel amhureddau naturiol. Fodd bynnag, mae'r rhan fwyafmae cymwysiadau'n dibynnu ar aloion alwminiwm, lle mae elfennau penodol yn cael eu hychwanegu'n fwriadol i deilwra priodweddau mecanyddol.

Ar gyfer cymwysiadau strwythurol, mae'r gyfres 6000 (e.e., 6061) yn defnyddio magnesiwm a silicon fel ei phrif elfennau aloi, fel arfer 0.8~1.2% Mg a 0.400~.8% Si. Mae'r aloi hwn yn cynnig cydbwysedd rhagorol o gryfder cymedrol, weldadwyedd da, a pheirianadwyedd uwchraddol.

Ar gyfer gofynion cryfder uchel, mae'r gyfres 7000 (e.e., 7075) yn ymgorffori sinc a chopr fel y prif elfennau aloi, gyda thua 5.16 ~ .1% Zn a 1.2 ~ 2.0% Cu. Mae tymer T6 7075 yn darparu bron ddwywaith cryfder tynnol 6061-T6, gan ei wneud yn ddeunydd o ddewis ar gyfer awyrofod a chydrannau strwythurol perfformiad uchel.

Mae symiau bach o gromiwm, manganîs, a thitaniwm hefyd yn bresennol yn gyffredin mewn aloion masnachol, pob un yn chwarae rhan mewn mireinio grawn a gwrthsefyll cyrydiad. Mae deall cyfansoddiad elfennol manwl gywir pob aloi yn hanfodol ar gyfer dewis y deunydd cywir ar gyfer gofynion peiriannu neu weithgynhyrchu penodol.