شاخت و کاربرد متریال آلومینیوم در نما ساختمان های امروزی
- مواد و مصالح
- مهندسین معمار بادگیر
شناخت متریال هایی که امروزه در نمای ساختمان ها استفاده می شود از مواردی است که در معماری بسیار کمک کننده می باشد . در نظر داشته باشید که متریال ها دارای حس متفاوت و دیدگاه های مختلف می باشد زیرا در با در نظر گرفتن جنس متریال ها می توان حس متفاوت در نمای ساختمان ایجاد کرد .. در این بخش به معرفی متریال مختلف و به روز در زمینه طراحی نما می پردازیم :
شناخت متریال آلومینیوم. :
آلومینیوم سومین عنصر فراوان در این سیاره است که حدود ۸ درصد از ترکیبات از سطح زمین را تشکیل می دهد فقط اکسیژن و سیلیکون بیشتر از آلومینیوم رخ می دهد. در حال حاضر هیچ فلز دیگری وجود ندارد.که توسط انسان به اندازه آلومینیوم مورد استفاده قرار می گیردمعدن که از آن آلومینیوم استخراج می شود بوکسیت نامیده می شود. این در سال ۱۸۲۱ در نزدیکی روستای لس کشف شددر جنوب فرانسه و از آن زمان در هر قاره یافت شده است. ذخایر شناخته شده جهان مواد معدنیبیش از ۴۰ میلیارد تن تخمین زده می شود آلومینیوم به طور طبیعی به عنوان یک فلزدر طبیعت وجود ندارد ، بلکه به عنوان یک اکسید بوکسیت که دارای بافت خاکستری است رنگ زرد، حاوی بیش از ۴۰٪ آلومینا (اکسید آلومینیوم) است که با سایر اکسید های معدنی خلوط شده است به عنوان سیلیکا، اکسید آهن، تیتانیوم …
فرایند به دست آوردن فلز از بوکسیت به دو مرحله تقسیم می شود:
- استخراج آلومینا از بوکسیت با استفاده از روش Bayer.
- الکترولیز آلومینا برای به دست آوردن آلومینیوم.
آلومینا و سپرده باید به راحتی قابل دسترسی باشد.تولید آلومینیوم از بوکسیت نیازمند مقدار زیادی انرژی نیازمند است مقادیرانرژی به عنوان یکی از المان های مهم در هزینه تولید آلومینیوم می باشد ، اکثرا ازریخته گری ها در کشورهایی که هزینه های انرژی پایینی دارند تولید می شوند .علاوه بر این، به دلایل زیست محیطی، استفاده ازانرژی هیدروالکتریکی به علت تجدید پذیر بودن آن ترجیح داده می شود
طبیعت
استخراج آلومینا
روش برای جداسازی آلومینا از سایر اجزای بوکسیت متشکل از سنگ زنی دوم استسنگ زنی دوم مرحله ای است از یک پودر خوب استفاده می شود تا با سود سوزی مخلوط می شود و در نهایت در فشار کم حرارت می یابد.
و نهایتاکلسیم آلومینا به دست آمده توسط هیدرولیز و انجماد انجام می شود. در نهایت، مخلوط حاصل شده است فیلتر برای حذف ناخالصی های آلومینا با رسوب،استفاده می شود . کریستالها با هم ترکیب می شوند و رطوبت در دمای بسیار بالا استخراج می شود و یک پودر سفید تولید می کند ،اینآلومینا کالسیست شده است.
الکترولیز
الکترولیز یک روشی است که آلومینا را به اجزای عنصر شیمیایی آن تجزیه می کند.یعنی آلومینیوم و اکسیژن .این واکنش در بطری های خاص انجام می شود، جایی که درجه حرارت بسیار بالا (۹۰۰ تا ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد) می رسد.
نقطه ذوب آلومینیوم، با این حال، حتی بالاتر (۱۸۰۰ درجه سانتیگراد)، اما با مخلوط کردن آلومینا با سدیم فلوراید (کریولیت)، که به عنوان عامل فلوئور عمل می کند، می تواند این را کاهش دهد.
جریان الکتریکی قوی از طریق مخلوط مذاب منتقل می شود، آن را تجزیه می کند به اکسیژن وآلومینیوم فلز مذاب در قطب منفی (کاتد) در پایین ظرف قرار می گیرد، در حالی کهاکسیژن در الکترودهای کربن (آند) ایجاد می شود.بنابراین، با استفاده از الکترولیز، اکسیژن را می توان برای جدا کردن آلومینیوم به عنوان یک فلز، باسطح خلوص بین ۹۳٫۳٪ تا ۹۹٫۸٪ است. آلومینیوم خالص می تواند آلیاژهای دیگر را برای تولید فلزات تشکیل دهدآلیاژهای با طیف وسیعی از ویژگی های بهبود یافته، مانند مقاومت بیشتری نسبت به خوردگی و افزایش یافته استخواص مکانیکی. این آلیاژها می توانند به صورت تجاری به صورت های مختلف تولید شوند (شمش برای ذوب،بلبرینگ برای اکستروژن، و غیره)
خواص اصلی آلومینیوم
آلومینیوم دارای مزیت های قابل توجهی است که کمک می کند تا آلومینیوم را از سایر مواد ها بتوان تشخیص داد :
رنگ آلومینیوم روشن است. وزن آلومینیوم یک سوم حجم معادل فولاد است.آلومینیوم یک هادی الکتریکی خوب است
. خواص مکانیکی آلومینیوم خالص محدود است، اما آلیاژهای آن دارای ارزش افزوده هستندآنها را برای استفاده در ساخت و ساز مناسب می سازد.این به مواد جوی مقاوم است. آلومینیوم، و بیشتر آلیاژهای آن، سبب آسیب نمی شود. اتفاق می افتد، فقط به مقدار محدودی است، به عنوان فرآیند اکسیداسیون خود را فراهم می کند حفاظت از طریقلایه پایدار یا ورقه آلومینا که به عنوان یک نتیجه از اکسیداسیون تشکیل می شودآلومینیوم دارای ویژگی های خوبی از پلاستیک و قالب گیری است. نه تنها می تواند در معرض انواع مختلف باشدسازگاری فیزیکی، مانند خم شدن، اما همچنین می تواند توسط انواع مختلف ذوب تولید شود، ین یک هدایت حرارتی خوب است.
متالورژی آن در سال ۱۸۸۶ توسط فرانسوی هاروود و تالار آمریکایی به طور همزمان توسعه یافتبرای نمادهای سبک وزن، و به طور کلی در زمینه ساخت و ساز، فقط سری ۶۰۰۰ استفاده می شود و بیشتربه ویژه آلیاژ ۶۰۶۳، به عنوان ترکیبی از الزامات مناسب، نه تنها به عنوان مکانیکی استخواص، اما همچنین در مورد زیبایی شناسی سطح پایان. آلیاژ ۶۰۶۰ نیز استفاده می شود، اما به کمتراکستروژن آلومینیومفرایند صنعتی برای ساخت پروفایل برای بخش کار متال و مخصوصا برای.نمای ساختمان های سبک، به طور گسترده ای شامل دو مرحله می شود: ذوب و اکستروژنذوب شدناین ساخت مواد اولیه است.
ترکیب شیمیایی آلیاژی با توجه به کاربرد مورد نظر پروفیلهای تجاری، کمی متفاوت است.از این رو تولید مواد اولیه باید با الزامات ساخت و ساز بعدی سازگار باشدکاربردتفاوت بین آلیاژهای مختلف آلومینیوم در طول فرایند ذوب با همجوشی خالص به دست می آیدخوک های آلومینیوم، آلیاژهای Mg-Si و ضایعات آلومینیومی باقی مانده تولید شده در گیاهان اکستروژن.همانطور که در بالا ذکر شد، آلیاژهای سری ۶۰۰۰، به ویژه آلیاژهای ۶۰۶۰ و ۶۰۶۳، در زمینه ساخت و ساز استفاده می شود.
برای تولید مواد اولیه از ذوب فرایند زیر انجام می شود:
– ترکیب مواد خام
– همگن سازی آلیاژ
– ضربه زدن یا خنثی کردن مواد
– تثبیت میله ها
– برش میله ها به طول
ترکیب شیمیایی یک آلیاژ توسط آن بررسی می شود
روش تجزیه و تحلیل طیفی آلومینیوم پس از تایید ماده اجازه می دهد تا به عنوان میله های استوانه ای جامد،بلوتوث نامیده می شود، که می تواند در قطر یا طول متفاوت باشدبا توجه به مطبوعات اکستروژن مورد استفاده قرار گیرد و مشخصاتاز مشخصات مورد نیاز برای اکسترود شده.به طور کلی طول بلات ها بین دو تا سه برابر است
مرگ جزء اصلی فرآیند اکستروژن است و در قالب ساده ترین آن، یک دیسک سخت را تشکیل می دهد
فولاد که در آن یک سوراخ به شکل مقطع پروفیل برای اکسترود ساخته شده است. تخت
قالبها برای تولید پروفیل های باز استفاده می شوند و قالب های پل برای پروفایل های بسته استفاده می شود. دومی شامل یک است
با شکل بیرونی پروفیل و یک قطعه پرانتز با شکل مشخصات داخلی میمیرد. قبل از اکستروژن، شمع در کوره های پیش گرم، تا زمانی که درجه حرارت حدود ۵۰۰ درجه سانتی گراد می رسد، گرم شود.
هنگامی که درجه حرارت در طول نوار تثبیت شده است، آن را از اجاق برداشته شده و به مطبوعات منتقل می شود،
جایی که آن را با استفاده از پیستون در برابر مرگ می کشد. فشار اعمال شده توسط پیستون و وضعیت نیمه پلاستیک آلومینیوم سبب جریان مواد می شود
از طریق قالب و شکل سوراخ سوراخ و به همین ترتیب مشخصات را تولید کنید. هنگامی که مشخصات خنک است آن است
به طور مکانیکی صاف و برش با توجه به طول سفارش شده برش داده شده است. خواص فیزیکی و مکانیکی پروفیل توسط درمان پیری مصنوعی مصنوعی بهبود می یابد
شامل:
– گرمایش پروفیل را به طور یکنواخت به دمای کنترل شده، معمولا بین ۱۶۰ و ۱۹۰ درجه سانتیگراد.
– حفظ این درجه حرارت برای یک دوره ۴ تا ۶ ساعت.
– هوای سرد بعد از آن مشخصات.
به این ترتیب پروفیل هایی با سطح T5 تولید می شوند که باعث می شود که سطح سطح خوبی از بین برود
خطوط، علائم یا نقص های دیگر.
- گرمایش شمش
- برش مشخصات داغ
- قرار دادن قالب در مطب اکستروژن همانطور که در بالا ذکر شد
- اکستروژن، همانطور که در بالا اشاره شد، توسط فشار پیستون بر روی شمع
- خنک سازی پروفیل در خروجی مطبوعات
- برش مواد
- کشش و صاف کردن مشخصات
- کنترل کیفیت ابعاد و سطح سطح
- برش پروفیل ها به طول مورد نیاز
- قرار دادن پروفیل در ظروف قرار داده شده در کوره حرارتی
آلومینیوم برای فلزکاری باید خاصیت فیزیکی و مکانیکی خاصی داشته باشد، به ویژه درجه از سختی سطح. یکی از روش های تعیین سختی این است که مقاومت یک بدن را اندازه گیری می کند نفوذ توسط یکی از قوام سخت تر اغلب آزمایشات صنعتی این نوع از این نوع عبارتند از: برینل،
آزمون سختی برینل مناسب برای مواد نرم و نیمه نرم است. این شامل فشار دادن یک فولاد سخت استتوپ، قطر ۱۰mm، بر روی سطح مواد مورد آزمایش برای یک مدت زمان خاص است.آزمون سختی ویکرز از یک مربع الماس مبتنی بر هرم استفاده می کند که چهره های جانبی آن شکل استیک زاویه ۱۳۶ درجه، به عنوان نفوذ کننده.آزمون سختی راکول برای اندازه گیری سختی سریعتر از Brinell وآزمون ویکرز این روش دقیق تر از دو اول است، اما سریع تر و راحت تر انجام می شود. میتونه باشهبرای مواد سخت و نرم مورد استفاده قرار می گیرد.یک گیاه اکستروژن باید یک کارگاه مرده را به آن متصل کند، همانطور که یک فرایند اکستروژن استکامل، مرده نیاز به مرمت دارد تا بتواند در فرایندهای اکستروژن بعد استفاده شود.
این بازسازی شامل عملیات زیر است:
– حذف مرگ از نگه دارنده
– حذف باقی مانده آلومینیوم جامد متصل به آن در حمام سدیم داغ
– تمیز کردن با دستگاه انفجار
– رتوش و پرداخت و همچنین بررسی شرایط آن (اندازه گیری، شکل، ترک خوردگی، و غیره)
– نیترید
– حفاظت
– ذخیره سازی
