الألومنيوم فلز خفيف الوزن، لونه فضي ويمكن تشكيله بسهولة في أي شكل. ويمكن أن يدلفن أو يطرق إلى ألواح سميكة لاستخدامه في الدبابات المصفحة، أو إلى رقائق رهيفة تستخدم في لف بعض أنواع الحلوى. ويمكن سحبه على شكل أسلاك أو تصنيعه في شكل علب. والألومنيوم لا يصدأ، ويقاوم التآكل بفعل الظروف الجوية أو المواد الكيميائية. والألومنيوم النقي لين وصلابته محدودة. ولهذا السبب فإن منتجي الألومنيوم عادة ما يكونون سبائك من الألومنيوم، التي تتكون من الألومنيوم المضاف إليه كميات قليلة من النحاس والمغنيسيوم والزنك وعناصر أخرى. وتضيف هذه العناصر قوة وصفات أخرى إلى الألومنيوم لتجعله فلزاً نافعاً جداً. وفي الحقيقة فإن العالم
يستخدم الألومنيوم أكثر من أي فلز آخر، عدا الحديد والصلب. ويستخدم الجزء الأكبر من سبائك الألومنيوم في صناعة مواد التعبئة لمنتجات مختلفة مثل علب المشروبات وأغطية الأواني الزجاجية والأكياس ورقائق التغليف، وفي تعليب الأغذية. وتستخدم صناعة الإنشاءات المعمارية سبائك الألومنيوم، لصناعة مواسير المجاري المنزلية، والقطاعات المختلفة في المساكن والأسقف والجدران للمباني، وكذلك مواسير الأسلاك الكهربائية والإطارات الخارجية للنوافذ. وتُستخدم كميات كبيرة من الألومنيوم في تصنيع وسائل النقل، مثل الطائرات والسيارات والسفن وعربات السكك الحديدية. كما يستخدم الألومنيوم في العديد من المنتجات
الكهربائية، وأسلاك الهاتف. وتحتوي العديد من المنتجات الأخرى على الألومنيوم. ومن هذه المنتجات أواني المطبخ ومضارب الجولف، وإبر الخياطة وعلب الدهان والثلاجات الكهربائية ووقود الصواريخ وسحابات الملابس.
والألومنيوم أكثر العناصر الفلزية الموجودة في القشرة الأرضية وثالث العناصر وفرة بصفة عامة بعد الأكسجين والسليكون. ويكون الألومنيوم حوالي ٨٪ من القشرة الأرضية. وهو يعكس الفلزات الأخرى مثل الذهب والفضة فإنه لا يوجد مطلقاً بحالة نقية (غير متحدة) في الطبيعة، لكنه يوجد دائماً متحداً مع عناصر أخرى. ولم يتوفر للإنسان وسيلة لفصل الألومنيوم عن العناصر المتحدة حتى القرن التاسع عشر. وفي هذا الوقت طور العلماء طرقاً لفصل الألومنيوم وإنتاجه في حالة نقية. ومنذ ذلك الحين تم استخدام هذه الطرق لإنتاج الألومنيوم.
صفات سبائك الألومنيوم
تُستخدم كميات قليلة فقط من الألومنيوم في صناعة بعض المواد مثل الموصلات الكهربائية والمجوهرات ولوازم زخرفة المعدات والسيارات.
ويتم إنتاج معظم الألومنيوم في صورة سبائك تحتوي على 15% من واحد أو أكثر من العناصر الأخرى. وأكثر العناصر المستخدمة لتكوين سبائك الألومنيوم هي النحاس والمغنيسيوم والمنجنيز والسليكون والقصدير والزنك. ويزيد النحاس والمغنيسيوم من صلابة الألومنيوم وقوته. كما يساعد المغنيسيوم على سهولة استخدام الألومنيوم كملحام.
ويساعد المنجنيز على مقاومة الألومنيوم للتآكل ويوفر له القوة. ويخفض السليكون درجة انصهار الألومنيوم ويجعل من السهل سكه أو صبه في قوالب.
يزيد القصدير من سهولة تشكيل الألومنيوم بالتشكيل. أما الزنك ـ خاصة عند مزجه بالمغنيسيوم - فيعطي قوة إضافية للألومنيوم. ومن الممكن عمل سبائك من الألومنيوم وعناصر أخرى لإنتاج سبائك لها استخدامات خاصة. تشمل هذه العناصر البيريوميت واليوريوم والكادميوم والكروم والكوبالت والحديد والرصاص والليثيوم والنيكل والصوديوم والتيتانيوم والفاناديوم والزركونيوم.
خواص الألومنيوم النقي
الرمز الكيميائي العدد الذري الوزن الذري الكثافة (عند ٢٠م) درجة الانصهار درجة الغليان
Al ١٣ ٢٦.٩٨١٥ ٢.٧٠ جم/سم٣ ٦٦٠.٢م ٢٤٦٧م
وللألومنيوم وسبائكه العديد من المنتجات الخاصة والمهمة والمفيدة، ما يجعله فلزاً في غاية الأهمية. وتشمل هذه الصفات: ١- خفة الوزن ٢- القوة ٣- مقاومة الصدأ ٤- توصيل التيار الكهربائي ٥- توصيل الحرارة ٦- عكس الضوء والحرارة. ولذلك يستخدم الألومنيوم أخف الفلزات وزناً، في العديد من الاستخدامات. على سبيل المثال، تصنع بعض أجزاء الطائرات والسيارات الآن من الألومنيوم بدلاً من الصلب؛ نظراً لأن المركبات الخفيفة الوزن تستهلك وقوداً أقل. وكذلك فإن المنتجات التي تتم تعبئتها في عبوات من الألومنيوم تكون تكاليف شحنها أقل من غيرها؛ لأن العبوات المصنوعة من هذا الفلز يكون وزنها أخف من العبوات المصنعة من فلزات أخرى. ويضاف فلز الليثيوم الخفيف الوزن إلى الألومنيوم لجعل سبائك الألومنيوم أخف وزناً من غيرها. القوة. على الرغم من أن الألومنيوم النقي ضعيف، فإن بعض سبائك الألومنيوم لها قوة الصلب. وتستخدم هذه السبائك في صناعة أجسام الطائرات وسيارات النقل وفي الحواجز الأمنية على الطرق، وفي بعض المنتجات الأخرى التي تحتاج إلى قوة كبيرة. وتفقد سبائك الألومنيوم جزءاً من قوتها تحت تأثير درجات الحرارة العالية إلا أنها على عكس العديد من الفلزات الأخرى تزداد قوتها تحت ضغط درجات الحرارة المنخفضة جداً. وتُستخدم سبائك الألومنيوم بكثرة في أجهزة معالجة الغاز الطبيعي السائل الذي تصل درجة حرارته إلى -١٦٢م، ونقله وتخزينه. مقاومة الصدأ. بعض الفلزات تتآكل إذا ما تعرضت للأكسجين والماء وبعض المواد الكيميائية. وفي هذه الحالة يحدث تفاعل كيميائي يسبب صدأ الفلز أو تغير لونه. ولكن عندما يتفاعل الألومنيوم مع الأكسجين فإن الفلز يكون طبقة غير مرئية من مركب كيميائي يسمى أكسيد الألومنيوم (O₃ Al₂). تحمي هذه الطبقة الألومنيوم من التآكل بفعل الأكسجين والماء والعديد من الكيميائيات. وهذه الصفة تجعل الألومنيوم مادة مهمة وقيمة للاستخدام خارج المنازل، ذلك لأن الفلز يقاوم فعل الرياح والصدأ والتلوث. توصيل التيار الكهربائي. الألومنيوم والنحاس هما الفلزان الوحيدان اللذان يشيع استخدامهما كموصلات كهربائية. والألومنيوم أكثر قابلية للسحب والطرق من النحاس، مما يعني أنه أسهل في سحبه إلى أسلاك رفيعة. ونتيجة لذلك فإن أسلاك الألومنيوم المقولبة بالصلب،
تُستخدم في جميع الكوابل الكهربائية الموجودة في محطات القوى الكهربائية الجهد. توصيل الحرارة. كان أول استخدام تجاري للألومنيوم هو استخدامه في صناعة أواني المطبخ. فأواني المطبخ المصنعة من الألومنيوم تسخن بسرعة وبطريقة متساوية. كما أنها تبرد أيضاً بسرعة مما يجعلها شائعة الاستخدام في بعض الوحدات مثل علب المشروبات وقوالب تصنيع الثلج. عكس الضوء والحرارة. يعكس الألومنيوم حوالي ٨٠٪ من الضوء الساقط عليه، ويستخدم بكثرة في وحدات الإضاءة. ويعكس الألومنيوم كذلك الحرارة. فالمباني التي يتم تصنيعها بأسقف من الألومنيوم تعكس جزءاً كبيراً من حرارة الشمس الساقطة عليها، وبالتالي تكون هذه المباني باردة نوعاً ما في الجو الحار. وحينما يضطر رجال الإطفاء للدخول والمرور خلال الحريق فإنهم يرتدون ملابس خاصة؛ مغطاة بطلاء من الألومنيوم لعكس الحرارة. صفات أخرى. الألومنيوم فلز لا مغناطيسي، مما يجعله مهماً ومفيداً لحماية الأجهزة الكهربائية من التداخل المغناطيسي. فلا ينتج عن ارتطام الألومنيوم بفلز آخر أي شرارة، وعلى ذلك يمكن استخدامه بالقرب من المواد القابلة للاشتعال أو المتفجرات. والألومنيوم فلز غير سام ولذا يمكن تغليف الأغذية غير الحمضية في أوعية من الألومنيوم. ولكن يجب تجنب تلوث الأغذية بكميات الألومنيوم، لأن العلماء لديهم بعض الشك في وجود علاقة بين تطور مرض الزهايمر وكمية الألومنيوم في جسم الإنسان. ويمكن تشكيل الألومنيوم بأي طريقة من طرق تشكيل الفلزات، كما يمكن ربط الألومنيوم بالمسامير أو برشامته أو لحامه أو ربطه بأي طريقة من الطرق المستخدمة مع الفلزات الأخرى. وأخيراً فإن الألومنيوم يمكن إعادة استخدامه مرة أخرى.