อะลูมิเนียม มีกี่ชนิด มีประโยชน์อย่างไรบ้าง?

 

• 

อะลูมิเนียม (Aluminium) ถือเป็นโลหะที่ถูกนำมาใช้ประโยชน์มากมาย ทั้งในภาคอุตสาหกรรม และภาคครัวเรือน สำหรับภาคอุตสาหกรรม ใช้ในการผลิตอะลูมิเนียมผสม และผลิตภัณฑ์อะลูมิเนียม ส่วนภาคครัวเรือน มีใช้มากในการก่อสร้าง และตกแต่งบ้าน ใช้ทดแทนไม้ และเหล็ก เนื่องจากเป็นโลหะที่มีคุณสมบัติคงทนต่อการหัก, ความร้อน, การกัดกร่อน, น้ำหนักเบา และมีความสามารถในการสะท้อนแสง และความร้อนได้ดี มักใช้ในงานก่อสร้าง งานตกแต่ง เช่น การทำประตู, หน้าต่าง, ฝ้า, ราวกั้น และโครงสร้างต่าง ๆ นั่นเอง

คุณสมบัติอะลูมิเนียม

โดยอะลูมิเนียม มีจุดหลอมละลายที่ 660 องศาเซลเซียส มีลักษณะมันวาว เป็นโลหะที่มีความหนาแน่นน้อย น้ำหนักเบา รับภาระน้ำหนักได้สูง สามารถขึ้นรูปได้ง่าย ไม่เสี่ยงต่อรอยร้าว และการแตกหัก ไม่เป็นสนิม ทนต่อการกัดกร่อน และไม่เป็นพิษต่อมนุษย์ โดยเฉพาะการนำมาผสมกับโลหะอื่น ๆ แล้วจะทำให้คุณสมบัติต่าง ๆ เพิ่มมากขึ้น เช่น จุกหลอมเหลวของอะลูมิเนียมผสม จะอยู่ที่ 1,140 – 1,205 องศาเซลเซียส จึงนิยมนำมาผลิตเป็นชิ้นส่วนต่าง ๆ รวมถึงวัสดุ หรือภาชนะที่เกี่ยวข้องกับอาหาร นอกจากนั้น ยังมีคุณสมบัติทางเคมีของอลูมิเนียมในลักษณะต่าง ๆ ได้แก่

• เมื่อทำปฏิกิริยากับออกซิเจน จะทำให้เกิดชั้นฟิล์มบาง ๆ เรียกว่า อะลูมิเนียมออกไซด์ เคลือบบนชั้นผิวอะลูมิเนียมป้องกันการเกิดปฏิกิริยาอื่น ๆ ได้ดี
• การทำปฏิกิริยากับไนโตรเจน จะทำให้เกิดไนไตรด์ที่อุณหภูมิสูง
• ไม่ทำปฏิกิริยากับกำมะถัน
• เมื่อทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน ไฮโดรเจนจะแทรกซึมเข้าสู่ชั้นในของอะลูมิเนียม จึงจำเป็นต้องกำจัดออก
• สามารถทนต่อกรดอนินทรีย์เข้มข้นได้ปานกลาง
• ทนต่อปฏิกิริยาของด่างได้เล็กน้อย สามารถละลายได้ในสภาวะที่เป็นด่างเข้มข้น
• เกิดปฏิกิริยากับเกลือได้ ทำให้เกิดการกัดกร่อน

การผลิตอะลูมิเนียม

อะลูมิเนียมถูกผลิตเริ่มต้นจากอุตสาหกรรมต้นน้ำในเหมืองแร่ผลิตแร่บอกไซด์ ซึ่งมีลักษณะเป็นก้อนแข็ง อัดตัวแน่น มีสีเหลืองออกสีน้ำตาลจนถึงน้ำตาลแดง แต่อาจพบในลักษณะสีอื่น เช่น สีขาว สีน้ำตาล ซึ่งมีการผลิตในต่างประเทศ ด้วยการนำแร่บอกไซด์มาถลุงจนได้อะลูมินาบริสุทธิ์ และนำอะลูมินาเข้าหลอมเป็นแท่งจนได้แท่งอะลูมิเนียมบริสุทธิ์ กลายเป็นวัตถุดิบในการแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์อื่น ๆ สำหรับเศษอะลูมิเนียมเก่า สามารถนำมาหลอมเป็นแท่งอะลูมิเนียมนำกลับมาใช้เป็นวัตถุดิบใหม่ได้

การผลิตอะลูมิเนียมบริสุทธิ์ด้วยการแยกสกัดออกจากอะลูมินาจะใช้กระบวนการถลุงด้วยไฟฟ้าในเตาหลอมไฟฟ้าขนาดใหญ่ โดยโลหะอะลูมิเนียมบริสุทธิ์ จะแยกตัวออกจากอะลูมินา ลงสู่ด้านล่างของเตาหลอม และไหลออกจากเตาหลอมด้วยวิธีกาลักน้ำ สำหรับในประเทศไทยจะไม่มีการผลิตอะลูมิเนียมจากแหล่งแร่ต้นน้ำ แต่จะมีเพียงการผลิตอะลูมิเนียมบริสุทธิ์ จากการหลอมเศษอะลูมิเนียมเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่

ชนิดของอะลูมิเนียม

ชนิดของอะลูมิเนียมนั้น สามารถแบ่งได้ ดังนี้

• แบ่งตามการผลิด

1. อะลูมิเนียมบริสุทธิ์ เป็นอะลูมิเนียมที่ได้จากการถลุงแร่ หรือการหลอมให้มีความบริสุทธิ์ 99.00% และมีธาตุอื่นเจือปนเพียง 1% เท่านั้น เป็นอะลูมิเนียมที่มีความเหนียวสูง สามารถขึ้นรูปได้ดี

2. อะลูมิเนียมผสม เป็นอะลูมิเนียมที่ได้จากการหลอมร่วมกับโลหะชนิดอื่นตั้งแต่ 1 ชนิดขึ้นไป ได้แก่ ทองแดง, แมกนีเซียม, แมงกานีส, โครเมียม, ซิลิกอน, นิเกิล, ดีบุก, สังกะสี เป็นต้น เพื่อเป็นโลหะผสมให้มีคุณสมบัติทนต่อแรงดึงสูง

• แบ่งตามเกรดอะลูมิเนียม

การแบ่งเกรดอะลูมิเนียม มีการแบ่งเกรดจากสมาคมอะลูมิเนียมแห่งสหรัฐอเมริกา โดยใช้หลักเกณฑ์ของส่วนผสมเป็นเกณฑ์ด้วยเลข 4 หลัก สำหรับใช้แทนเป็นสัญลักษณ์เกรดอะลูมิเนียมขึ้นรูป

สัญลักษณ์แสดงกลุ่มอะลูมิเนียมขึ้นรูป

1xxx หมายถึง อะลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์ไม่น้อยกว่า 99.00% 2xxx หมายถึง ทองแดง (Copper, Cu) 3xxx หมายถึง แมงกานีส (Manganese, Mn) 4xxx หมายถึง ซิลิกอน (Silicon, Si) 5xxx หมายถึง แมกนีเซียม (Magnesium, Mg) 6xxx หมายถึง แมกนีเซียม (Magnesium, Mg) และซิลิกอน (Silicon, Si) 7xxx หมายถึง สังกะสี (Zinc, Zn) 8xxx หมายถึง ธาตุอื่น ๆ เช่น นิเกิล (Nickel, Ni), ไททาเนียม (Titanium, Ti), โครเมียม (Chromium, Cr), บิสมัท (Bismuth, Bi) และตะกั่ว (Lead, Pb) 9xxx หมายถึง ยังไม่มีใช้

หลักที่หนึ่ง เป็นสัญลักษณ์ที่สำคัญที่สุดในการแสดงหมวดหมู่ของโลหะผสมใน 8 กลุ่ม เช่น 1xxx แทนหมวดโลหะอะลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์ไม่น้อยกว่าร้อยละ 99.00 โดยน้ำหนัก

หลักที่สอง เป็นตัวเลขที่ใช้กำกับโลหะอะลูมิเนียมที่มีการผสมโลหะอื่นให้มีปริมาณทีเปลี่ยนแปลงไปจากเดิม เช่น 2024 ที่ประกอบด้วย 4.5Cu, 1.5Mg, 0.5Si และ0.1Cr เมื่อเปลี่ยนเป็น 2218 จะประกอบด้วย 4.0Cu, 2.0Ni, 1.5Mg และ0.2Si ซึ่งเป็นการผสม Ni แทน Cr

หลักที่สาม และสี่ เป็นตัวเลขที่แสดงชนิดย่อยของโลหะผสมที่เป็นชนิดเดียวกัน แต่แสดงส่วนผสมที่แตกต่างกัน เช่น 2014 ที่ประกอบด้วย 4.4Cu, 0.8Si, 0.8Mn และ 0.4Mg เมื่อเปลี่ยนเป็น 2017 จะประกอบด้วย 4.0Cu, 0.8Si, 0.5Mn และ0.1Cr

อะลูมิเนียมบริสุทธิ์ (มากกว่า 99.00%) เป็นอะลูมิเนียมทางการค้า เหมาะสำหรับนำมาใช้งานในด้านตัวนำไฟฟ้า และแผ่นสะท้อนแสง เป็นต้น	อะลูมิเนียมผสมทองแดง (2xxx) เป็นอะลูมิเนียมที่ผสมทองแดง เหมาะสำหรับนำไปใช้งานทางด้านความร้อน
อะลูมิเนียมผสมแมงกานีส (3xxx) เป็นอะลูมิเนียมที่ผสมแร่แมงกานีส เหมาะสำหรับใช้งานในด้านโครงสร้างต่าง ๆ	อะลูมิเนียมผสมซิลิกอน (4xxx) เป็นอะลูมิเนียมที่ผสมด้วยซิลิกอนพร้อมกับแร่อื่น ๆ เหมาะสำหรับงานประเภทที่ทนความร้อน เช่น กระบอกสูบ, ลูกสูบ, ก้านสูบ, ห้องเครื่อง เป็นต้น
อะลูมิเนียมผสมแมกนีเซียม (5xxx) เป็นอะลูมิเนียมที่ผสมแร่แมกนีเซียม มีความสามารถในการละลาย และหลอมรวมกับอลูมิเนียมได้ไม่ดี หากใช้เป็นส่วนผสมมากจะทำให้วัสดุแข็ง และเปราะหักง่าย	อะลูมิเนียมผสมแมกนีเซียมกับซิลิกอน (6xxx) มักเป็นอะลูมิเนียมผสมที่มีสัดส่วนของแมกนีเซียม และซิลิกอนในอัตราส่วนน้อย ผสมแมกนีเซียม 0.6-1.2% ซิลิกอน 0.4-1.3% หรืออาจมีการผสมโครเมียมหรือทองแดง เพื่อเพิ่มความแข็งแรงด้วย
อะลูมิเนียมผสมสังกะสี (7xxx) มักเป็นอะลูมิเนียมผสมที่มีสัดส่วนของสังกะสี หรือผสมแร่อื่น ๆ ด้วยเล็กน้อย เช่น แมกนีเซียม มักใช้ในด้านความทนทาน แข็งแรงสูง เช่น ยานอาวกาศ, โครงสร้างขนาดใหญ่ เป็นต้น	อะลูมิเนียมผสมแร่อื่นๆ (8xxx) เป็นอะลูมิเนียมผสม ที่ใช้แร่ผสมชนิดอื่น เช่น นิเกิล, ไททาเนียม, โครเมียม, บิสมัท และตะกั่ว

⌵ ⌵ ⌵ ⌵ ⌵ ⌵ ⌵ ⌵ ⌵ ⌵ ⌵ ⌵ ⌵ ⌵ ⌵

ประโยชน์ของอะลูมิเนียม

1. ด้านการก่อสร้าง
มักใช้เป็นโครงสร้าง และวัสดุตกแต่งในงานต่าง ๆ โครงสร้างเสา, กอบประตู, หน้าต่าง, รั้ว, ราวกั้น, บันได เนื่องจากมีคุณสมบัติคงทน น้ำหนักเบา และอื่น ๆ ซึ่งสามารถทดแทนไม้ และเหล็กได้เป็นอย่างดี

2. ด้านการขนส่ง
มักใช้เป็นวัสดุโครงสร้างในอุตสาหกรรมรถยนต์ เนื่องจากมีน้ำหนักเบา ไม่เป็นสนิม มีอายุการใช้งานมากกว่าวัสดุอื่น ๆ และสามารถรับแรงกด แรงกระแทกได้มาก จึงนิยมนำมาใช้เป็นชื้นส่วนรถยนต์ เครื่องบิน รถไฟ และยานพาหนะอื่น ๆ

3. ด้านบรรจุภัณฑ์
อะลูมิเนียมนิยมนำมาผลิตเป็นบรรจุภัณฑ์สำหรับบรรจุอาหาร และเป็นภาชนะสำหรับประกอบอาหาร เช่น ฟอยล์ครอบอาหาร, กระป๋องบรรจุอาหาร, จาน, ชาม หม้อ, กระทะ เป็นต้น เนื่องจากเป็นโลหะที่ไม่ทำปฏิกิริยากับอาหาร หรือสารเคมีอื่นง่าย ไม่เกิดสนิม และทนต่อความร้อน การกัดกร่อนได้ดี

4. อุตสาหกรรมไฟฟ้า
มักใช้อะลูมิเนียมเป็นส่วนประกอบของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ สายไฟฟ้า เนื่องจากเป็นสื่อนำไฟฟ้าได้ดี มีน้ำหนักเบา มีความคงทน และไม่เกิดสนิม

บทความนี้คงทำให้หลาย ๆ คนเข้าใจถึงชนิดและประโยชน์ของอะลูมิเนียมกันมากขึ้นแล้ว อย่าลืมนำข้อมูลข้างต้นไปประกอบการเลือกซื้อวัสดุอะลูมิเนียมกันด้วย เพื่อให้ได้วัสดุที่มีคุณภาพและเหมาะสมต่อการใช้งานในแต่ละประเภทนั่นเอง 😘👍

>>สามารถติดตามบทความต่าง ๆ ของ KACHA ได้ตามนี้เลย<< 

ที่มา : Kacha