1. الألومنيوم هو العنصر المعدني الأكثر وفرة في القشرة الأرضية
الألومنيوم هو العنصر الثالث الأكثر وفرة في القشرة الأرضية، بعد الأكسجين والسيليكون، وهو أيضًا العنصر المعدني الأكثر وفرة في القشرة الأرضية، حيث يمثل 8.23% من إجمالي كتلة القشرة الأرضية. ويوجد الألومنيوم عادة في شكل مركب (الألومينوسيليكات وأكاسيد الألومنيوم) في البوكسيت، وهو المادة الخام الرئيسية لإنتاج الألومنيوم، والذي يتم إنتاجه عالميًا بمعدل حوالي 57 مليون طن سنويًا.
2. الدول التي تمتلك أغنى احتياطيات البوكسيت
الدولة التي تمتلك أغنى احتياطي من البوكسيت هي دولة غينيا الأفريقية، حيث يصل احتياطيها إلى 7.4 مليار طن، وهو ما يمثل حوالي ربع إجمالي الاحتياطيات العالمية. وتليها مباشرة فيتنام وأستراليا والبرازيل باحتياطيات تبلغ 5.8 مليار طن و3.5 مليار طن و2.7 مليار طن على التوالي. وغينيا ليست غنية باحتياطيات البوكسيت فحسب، بل إن إنتاجها من البوكسيت يعد أيضا من بين أعلى المعدلات في العالم، حيث يصل إلى 97 مليون طن في عام 2023.
3. كان الألمنيوم أغلى من الذهب
في القرن التاسع عشر، كان الألمنيوم أغلى من الذهب. وفي عام 1852، كان سعر كيلوغرام الألومنيوم يصل إلى 1200 دولار أمريكي، في حين كان سعر كيلوغرام الذهب 600 دولار أمريكي فقط. ونظرًا لأن عملية استخراج الألومنيوم كانت معقدة للغاية ومكلفة، فقد كان الألومنيوم يعتبر نوعًا من المعادن الثمينة في ذلك الوقت. على سبيل المثال، قام نابليون الثالث، ملك فرنسا آنذاك، بإعداد أدوات المائدة المصنوعة من الألومنيوم لكبار الشخصيات في المآدب، بينما استخدم الضيوف العاديون أدوات المائدة الذهبية.
4. طريقة التحليل الكهربائي تجعل تكلفة تصنيع الألمنيوم تنخفض.
الألومنيوم أغلى من الذهب في عام 1886 تغير الوضع بشكل جذري، ثم قام المخترع تشارلز مارتن هول وبول آير على التوالي في الولايات المتحدة وفرنسا بتطوير طريقة التحليل الكهربائي للألمنيوم بشكل مستقل، مما قلل بشكل كبير من تكلفة إنتاج الألومنيوم. بحلول بداية القرن العشرين، انخفض سعر الألومنيوم بشكل كبير، مما جعله معدنًا شائعًا وبأسعار معقولة.
يعتمد إنتاج الألومنيوم التحليلي على استخدام تيار كهربائي لتحليل الألومينا المذابة في الكريوليت (Na₃AlF₆) عند درجات حرارة عالية (950 درجة إلى 980 درجة) لإنتاج الألومنيوم النقي وثاني أكسيد الكربون. يلزم ما يقرب من 13,000 إلى 15,000 كيلوواط ساعة من الكهرباء لإنتاج طن واحد من الألومنيوم.
5. الألومنيوم لا يصدأ أبدًا
عندما يتعرض الألومنيوم للهواء، فإنه يتفاعل بسرعة مع الأكسجين لتكوين طبقة رقيقة من أكسيد الألومنيوم (Al₂O₃). يبلغ سمك طبقة أكسيد الألومنيوم هذه بضعة نانومترات فقط، لكن صلابتها قريبة من قوة الماس، مما يحمي المعدن الأساسي بشكل فعال من المزيد من التآكل. وبعبارة أخرى، فإن عملية أكسدة الألومنيوم تمنع حدوث المزيد من التفاعلات بدلاً من ذلك. هذه الخاصية تجعل الألومنيوم يستخدم على نطاق واسع في البناء والفضاء والهندسة البحرية بسبب قدرته على البقاء مستقرًا في البيئات القاسية.
6. الألومنيوم معدن عاكس للغاية
وفقا للمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST)، فإن أسطح الألومنيوم فعالة في عكس الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء والموجات الكهرومغناطيسية. يمكن أن تتراوح انعكاسية الألومنيوم من 80% إلى 95% في ظل ظروف مختلفة، والألمنيوم النقي في حالة مصقولة للغاية يمكن أن يكون له انعكاس بنسبة 87%. إن انعكاسية الألومنيوم العالية تجعله مادة شائعة الاستخدام في الأنظمة البصرية، مثل مرايا التلسكوبات والمجاهر.
7. يستخدم الألمنيوم بشكل رئيسي في شكل سبائك
على الرغم من أن الألومنيوم النقي يتمتع بموصلية كهربائية وحرارة ممتازة، إلا أن قوته الميكانيكية منخفضة. ومن خلال مزجها مع معادن أخرى مثل النحاس والمغنيسيوم والسيليكون والزنك، يمكن لسبائك الألومنيوم تحسين القوة ومقاومة التآكل بشكل كبير. على سبيل المثال، سبائك الألومنيوم 2024، التي تحتوي على 4.5% من النحاس، أقوى بنسبة تزيد عن 50% من الألومنيوم النقي. وفقًا لجمعية الألومنيوم الأمريكية، تمثل سبائك الألومنيوم أكثر من 85% من استهلاك الألومنيوم العالمي.
8. سبائك الألومنيوم هي المادة الرئيسية المستخدمة في صناعة الطائرات
تستخدم سبائك الألومنيوم على نطاق واسع في صناعة الطيران بسبب وزنها الخفيف وقوتها العالية ومقاومتها للتآكل. ووفقاً لأبحاث MDPI، تمثل سبائك الألومنيوم أكثر من 80% من الوزن الهيكلي للطائرات التجارية الحديثة. النوعان الأكثر استخدامًا هما سبائك الألومنيوم 2024 وسبائك الألومنيوم 7075. تحتوي سبائك الألومنيوم 2024 على 4.5% من النحاس وتتميز بقوة ممتازة للتعب ومقاومة للتشقق، وتستخدم بشكل شائع في هياكل أجنحة الطائرات وجسم الطائرة. في حين أن سبائك الألومنيوم 7075 تحتوي على 5.6% زنك و2.5% مغنيسيوم، فإن قوتها العالية ومقاومتها للتآكل تجعلها مادة مثالية لإطارات الطائرات ومعدات الهبوط.
9. يستخدم مسحوق الألومنيوم على نطاق واسع في المتفجرات والألعاب النارية.
وذلك لأن مسحوق الألومنيوم يمكن أن يحسن بشكل كبير من تأثير الانفجار والاحتراق. في الألعاب النارية، يتم خلط مسحوق الألومنيوم مع عوامل مؤكسدة مثل كلورات البوتاسيوم لتشكيل مسحوق فلاش، وهو خليط ينتج ضوءًا وصوتًا مكثفين خلال 2 مللي ثانية. وفي المتفجرات فإن إضافة مسحوق الألومنيوم يمكن أن يزيد من درجة حرارة الانفجار وقوة موجة الصدمة. وفقا للأبحاث، فإن إضافة مسحوق الألومنيوم يمكن أن يزيد من سرعة انفجار المتفجرات بنسبة تزيد عن 20%.
10. ما يقرب من 75% من جميع الألومنيوم الذي أنتجه الإنسان على الإطلاق لا يزال قيد الاستخدام.
منذ أن تم إنتاج الألومنيوم لأول مرة في عام 1888، تم إنتاج أكثر من 160 مليون طن من الألومنيوم الأولي في جميع أنحاء العالم. ووفقا للجمعية الدولية للألمنيوم، فإن حوالي 120 مليون طن (74.5 في المائة) من هذا لا يزال قيد الاستخدام. وفي العديد من الأسواق الصناعية، مثل السيارات والبناء، تتجاوز معدلات إعادة تدوير الألومنيوم 90%. يتم إعادة تدوير أكثر من 30 مليون طن من خردة الألومنيوم على مستوى العالم كل عام، مما يضمن أن الألومنيوم هو أحد أكثر المواد القابلة لإعادة التدوير على هذا الكوكب.
