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

210310-Content-อะลูมิเนียม-มีกี่ชนิด-มีประโยชน์อย่างไรบ้าง02
  • 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

210310-Content-อะลูมิเนียม-มีกี่ชนิด-มีประโยชน์อย่างไรบ้าง03

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<<