Nhôm định hình từ đâu mà có

Nhôm định hình từ đâu mà có: Bài viết cung cấp sơ lược thông tin về nhôm và nhôm định hình

Ngày nay có rất nhiều nguyên liệu được sử dụng để làm cho cuộc sống chúng ta tốt hơn. Một trong những số đó là nhôm. Nhôm là kim loại gồm nhiều thành phần nhất và chúng ta không thể tìm thấy nhôm tinh khiết trong tự nhiên, chỉ có thể  tìm thấy nhôm kết hợp với Oxygen và những nguyên tố khác. Bên cạnh đó nhôm còn chiếm 1/12 trong vỏ trái đất. Nhôm được ứng dụng rất nhiều trong đời sống và thường được gọi là hợp kim nhôm và được phân loại đúng như hình dáng của nó như nhôm tấm, nhôm ống, nhôm định hình…

Sự hình thành của nhôm 

Từ xa xưa, những người Hy lạp và la mã cổ đại đã sử dụng các loại muối của kim loại nhôm như là thuốc cẩn màu và như chất làm se vết thương, và phèn chua vẫn được sử dụng như chất làm se. Năm 1827 nhôm được phân lập bởi Friedrich Wöhler. Tuy nhiên, kim loại này đã được sản xuất lần đầu tiên trong dạng không nguyên chất hai năm trước bởi nhà vật lý và hoá học Đan Mạch Hans Christian Ørsted. Sau một thời gian nghiên cứu đã có nhiều nhà hoá học và vật lý học thử sức trên nhôm. Charles Martin Hall đã nhận được bằng sáng chế năm 1886 nhờ vào quy trình điện phân để sản xuất nhôm, Henri Saint-Claire Deville đã hoàn thiện phương pháp của Wöhler và thể hiện một cách rõ rệt trong cuốn sách năm 1859 với hai cải tiến trong quy trình là thay thế kali thành natri và hai thay vì một. Năm 1886, đã có một sự đổi mới, phát minh quy trình của Hall-Héroult đã làm cho việc sản xuất nhôm từ khoáng chất trở thành không đắt tiền và ngày nay nó được sử dụng rộng rãi trên thế giới. 

Nước Đức khi Adolf Hittler lên nắm quyền đã trở thành nhà sản xuất nhôm lớn nhất thế giới. Nhưng tới năm 1942, những nhà máy thuỷ điện mới như Grand Coulee Dam đã cho phép Mỹ những thứ mà nước Đức quốc xã không thể hy vọng cạnh tranh: khả năng sản xuất đủ nhôm giúp Mỹ có thể tạo ra 60.000 máy bay chiến đấu trong bốn năm. Ngoài ra nhôm còn được chọn làm chóp cho đài kỷ niệm Washington.

Ứng dụng cao dù ra đời muộn 

Nhôm đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế thế giới. Nhôm nguyên chất có sức chịu kéo thấp, nhưng khi kết hợp với các loại hợp kim với nhiều nguyên tố khác như đồng, kẽm, magie, … 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. Xây dựng và chế tạo máy móc.

Mặc dù nhôm là nguyên tố phổ biến trong vỏ Trái Đất, nó lại hiếm trong dạng tự do và đã từng được cho là kim loại quý có giá trị hơn vàng. Vì thế nhôm là kim loại tương đối mới trong công nghiệp và được sản xuất với số lượng công nghiệp chỉ khoảng trên 100 năm.

Nhôm khi mới được phát hiện là cực kỳ khó tách ra khỏi các loại đá có chứa nó. Vì toàn bộ nhôm của Trái Đất tồn tại dưới dạng các hợp chất nên nó là kim loại khó nhận được nhất. Lý do là nhôm bị ôxi hóa rất nhanh và ô-xít nhôm là một hợp chất cực kỳ bền vững, không giống như gỉ sắt, nó không bị bong ra.

Sự tái chế nhôm từ các phế thải đã trở thành một trong những thành phần quan trọng của công nghiệp luyện nhôm. Việc tái chế đơn giản là nấu chảy kim loại, nó rẻ hơn rất nhiều so với sản xuất từ quặng. Việc tinh chế nhôm tiêu hao nhiều điện năng; việc tái chế chỉ tiêu hao khoảng 5% năng lượng để sản xuất ra nó trên cùng một khối lượng sản phẩm. Mặc dù cho đến đầu thập niên 1900, việc tái chế nhôm không còn là một lĩnh vực mới. Tuy nhiên, nó là lĩnh vực hoạt động trầm lắng cho đến tận những năm cuối thập niên 1960 khi sự bùng nổ của việc sử dụng nhôm để làm vỏ của các loại đồ uống, kể từ đó việc tái chế nhôm được đưa vào trong tầm chú ý của cộng đồng. Các nguồn tái chế nhôm bao gồm ô tô cũ, cửa và cửa sổ nhôm cũ, các thiết bị gia đình cũ, container và các sản phẩm khác. 

Tính chất vật lý của nhôm

Đặc điểm của nhôm là có cấu trúc mạng lập phương tâm diện. Ngoài ra, khi nhắc tới tính chất của nhôm, và cụ thể là tính chất vật lý, ta không thể không nhắc tới tính dẫn điện của nhôm hay dẫn nhiệt tốt của hợp chất này. Nhôm nóng chảy ở nhiệt độ 660oC.

Bằng mắt thường, ta có thể thấy nhôm có màu trắng bạc, cứng, bền và dai. Người ta có thể dễ dàng kéo sợi hay dát mỏng nhôm. Khối lượng riêng của nhôm là 2,7g/cm3

Ứng dụng và điều chế nhôm

Điều chế nhôm

Hiện nay, cách điều chế nhôm chủ yếu là tách nhôm trong quặng boxit nhôm có lẫn SiO2 và Fe2O3

Trước tiên, người ta sẽ làm sạch nguyên liệu bằng cách cho phản ứng với dung dịch kiềm để tách riêng Al2O3. Sau đó dùng bình điện phân, điện phân nóng chảy Al2O3 có mặt criolit Na3AlF6. Để thực hiện việc này, ta cần hạ nhiệt độ nóng chảy từ 2050 xuống 900oC để tạo thành nhiều ion ngăn không cho oxi phản ứng lại với nhôm để tạo ra lớp oxi bảo vệ.

Ứng dụng của nhôm

Nhôm có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống, kim loại này được các thương hiệu tại Việt Nam dùng để tạo thành vỏ máy bay do độ bền chắc và mỏng nhẹ của nó. Nhôm cũng được dùng để sản xuất các thiết bị và dụng cụ sinh hoạt như nồi, chảo, các đường dây tải điện, các loại cửa,...

Chúng ta dễ dàng thấy rằng nhôm được phổ biến và ứng dụng rất nhiều trong đời sống chẳng hạn như:

Trong ngành xây dựng

• Cửa đi chính
• Cửa sổ
• Khung sườn nhôm
• Vách ngăn
• Mặt đựng
• Mái hiên 
• ....

Trong ngành công nghiệp

• Khung máy
• Thùng xê tải
• Thanh tản nhiệt
• ....

Xem thêm: Nhôm định hình từ đâu mà có