تعتبر المعادن بصفةٍ عامة قوام الحضارات، سواء القديمة منها، أم الحديثة، ولكن معدن الألومنيوم يستأثر بحظٍ وافرٍ، من بين المعادن التي قامت عليها الحضارة الحديثة؛ لما يمتع به ذلك المعدن من خصائص فيزيائيّة فريدة لم تتوفر لغيره، كذلك يتمتع معدن الألومنيوم بخصائص اقتصادية أيضًا، تنحسر عن غيره من المعادن؛ مما جعله في المقدمة من حيث غزارة وتنوع الاستخدام.
وتعتبر الكثافة من أهم الخصائص الفزيائيّة، التي تميز أي عنصر من العناصر، وخاصة المعادن، وسوف نتناول من خلال مقالنا هذا كثافة الألومنيوم، فتابعونا.
وجود الألومنيوم في الطبيعة
كثير من الفلزات لا توجد في الطبيعة بهيئتها النقيّة، أو المألوفة والمتداولة بين الناس، وحتى المتداولة بين الناس أيضًا لا توجد بصورتها النقيّة الصرفة فيزيائيًا، ويرجع وجود المعدن في الطبيعة على هيئة مركب فلزيّ للمعدن ذاته، إلى النشاط الكيميائيّ لتلك الفلزات، أو المعادن، فهي عناصر في الطبيعة نشطة غالبًا؛ ولذلك توجد في الطبيعة على هيئة أكسيد الفلز.
ويوجد معدن الألومنيوم في الطبيعة على هيئة سليكات الألومنيوم، وهي عبارة عن عنصر الألومنيوم، والسليليكا، والأكسجين، وهو من أكثر الفلزات انتشارًا في الكرة الأرضية، ويشكّل حوالي 8% من القشرة الأرضية، ونادرًا ما يوجد شبه نقيّ، إلا في الأماكن منخفضة الأكسجين، ويرمز له كيميائيًا بالرمز Al، ووزنه الذري 13.
خصائص الألومنيوم
يتمتع معدن الألومنيوم بخصائص فيزيائيّة عديدة، تجعل منه عنصرًا متميّزًا، يمكن تناولها في الآتي:
- قابل للتشكيل: يعتبر الألومنيوم من أكثر المعادن قابلية للطرق والسحب؛ ولذا فهو يستخدم في العديد من الصناعات التشكيليّة، كالأسلاك الكهربائية، والهياكل الدقيقة متعددة التضاريس.
- خفيف الوزن: معدن الألومنيوم من المعادن خفيفة الوزن نسبيًّا؛ ولذا فإنه تصنع منه محركات السيارات، وكذلك يدخل في صناعة هياكل الطائرات بنسبة كبيرة، مضافًا إليه بعض المعادن الأخرى؛ لرفع مقاومته لتحمل الضغط، أو درجات الحرارة المرتفعة، ولكن يظل هو متربّعًا على تلك المعادن.
- جيد التوصيل للحرارة: معدن الألومنيون جيد التوصيل للحرارة؛ ولذلك تصنع منه أواني الطهي، والمكونات الداخلية للأفران، ويدخل في صناعة السخانات، وكذلك يضاف إلى سبائك صناعة ريداتيرات السيارات.
- جيد التوصيل للكهرباء: يعدّ معدن الألومنيوم من أجود المعادن توصيلًا للكهرباء؛ ولذلك تصع منه الأسلاك الكهربائية، وأيضا كثيرًا من الدوائر الإلكترونية الدقيقة.
- ذو بريق ولمعان: يتميز معدن الألومنيوم بأنه ذو لون فضيّ لامع؛ ولذلك فهو يتميز بقدرته الفائقة على عكس الأشعة الساقطة عليه؛ ولهذا فإنه يستخدم في صناعة المرايا العاكسة، وشبات اللمبات الكهربائية.
- قابل للانصهار: ينصهر الألومنيوم عند درجة حرارة 660°م تقريبًا، ويغلى عند درجة حرارة 2520°م، ويتواجد دائمًا في الحالة الصلبة عند درجة حرارة الغرفة.
كثافة الألومنيوم
من أهم الخصائص الفيزيائيّة للعناصر هي الكثافة، لأنها تتوقف عليها كثير من التطبيقات العمليّة، وقبل أن نتناول كثافة الألومنوم، سوف نتطرق إلى ماهيّة الكثافة، ثم نتناول كثافة الألومنيوم، على النحو الآتي:
أولاً: ماهيّة الكثافة
تعني كثافة المادة، مقدار ما تحتويه وحدة الحجوم من تلك المادة، بالنسبة لحجمها، أو بمعنى آخر، عبارة كتلة وحدة الحجوم من المادة موزّعًا، أو مقسومًا على حجمها، وتعتبر كثافة أي مادة هي ثابتًا فيزيائيًّ بالنسبة إليها؛ فهي لا يتغير بتغير العوامل الأخرى، من الزمان، أو المكان.
ثانيًا: كثافة الألومنيوم
تعني كثافة الألومنيوم، مقدار ما تحتوية وحدة الحجوم من مادة الألومنيوم، أو عبارة عن كتلة الألومنيوم بالنسبة إلى وحدة الحجوم، حيث تبلغ كثافة الألومنيوم 2.7 جم/ سم3، أي أن كل حجم سنتيمتر مكعب ألومنيوم، يحتوي على ذرات من الألومنيوم تبلغ كتلتها 2.7 جم، وهي تعتبر كثافة منخفضة جدًا بالنسبة للمعادن الأخرى.
ويعدّ اكتشاف الألومنيوم من قبل العالم الفيزيائيّ هانز أورستد، سنة 1825م، حدثًا علميًّا كبيرًا؛ لما ترتب على اكتشافه من صناعات ضخمة وواسعة الانتشار، ومازال يستخدم عنصر الألومنيوم في صناعات تعدينيّة كبيرة، وأيضًا صناعات هندسيّة متعددة، منقطعة النظير.
