តើអាលុយមីញ៉ូមត្រូវបានចម្រាញ់យ៉ាងដូចម្តេច ហើយវាមានធាតុផ្សំអ្វីខ្លះ?

អាលុយមីញ៉ូម (Al) គឺជាលោហៈស្រាល ពណ៌ប្រាក់ពណ៌ស ដែលជាប់ចំណាត់ថ្នាក់ជាធាតុមានច្រើនជាងគេទីបីនៅក្នុងសំបកផែនដី បន្ទាប់ពីអុកស៊ីសែន និងស៊ីលីកុន។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារតែប្រតិកម្មគីមីខ្ពស់របស់វា វាមិនដែលកើតឡើងដោយធម្មជាតិក្នុងទម្រង់ជាលោហៈសុទ្ធរបស់វាឡើយ។ ផ្ទុយទៅវិញ វាត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងសមាសធាតុ ជាចម្បងនៅក្នុងរ៉ែបុកស៊ីត ដែលជាល្បាយនៃអុកស៊ីដអាលុយមីញ៉ូមដែលមានជាតិទឹក រួមទាំង gibbsite (Al(OH)₃) boehmite (AlO(OH)) និង diaspore។

ដំណើរការចម្រាញ់ជាពីរដំណាក់កាល

ដំណើរពីបុកស៊ីតឆៅទៅអាលុយមីញ៉ូមភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ពាក់ព័ន្ធនឹងដំណើរការឧស្សាហកម្មពីរផ្សេងគ្នា។

ដំណាក់កាលទីមួយគឺដំណើរការ Bayer ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងឆ្នាំ 1888។ បុកស៊ីតកំទេចត្រូវបានលាយជាមួយនឹងដំណោះស្រាយសូដ្យូមអ៊ីដ្រូស៊ីតក្តៅក្រោមសម្ពាធ ដោយរំលាយសារធាតុរ៉ែដែលមានអាលុយមីញ៉ូម ខណៈពេលដែលបន្សល់ទុកនូវភាពមិនបរិសុទ្ធដូចជាអុកស៊ីដជាតិដែក និងស៊ីលីកា។ ដំណោះស្រាយសូដ្យូមអាលុយមីណាតលទ្ធផលត្រូវបានច្រោះដើម្បីយកសំណល់ភក់ក្រហមចេញ ដាក់ជាមួយគ្រីស្តាល់អាលុយមីញ៉ូមអ៊ីដ្រូស៊ីត ហើយដុតនៅសីតុណ្ហភាពប្រហែល 1,100°C ដើម្បីផលិតអាលុយមីណាពណ៌សសុទ្ធ ឬអុកស៊ីដអាលុយមីញ៉ូម (Al₂O₃)។ ជាង 90% នៃអាលុយមីណារបស់ពិភពលោកឥឡូវនេះត្រូវបានផលិតតាមរយៈវិធីសាស្ត្រនេះ។

ដំណាក់កាលទីពីរគឺដំណើរការ Hall Héroult។ អាលុយមីញ៉ូមមានចំណុចរលាយលើសពី 2,000°C ដែលធ្វើឱ្យអេឡិចត្រូលីសដោយផ្ទាល់មិនអាចអនុវត្តបាន។ ដំណោះស្រាយស្ថិតនៅក្នុងការរំលាយ Al₂O₃ ក្នុងគ្រីយ៉ូលីតរលាយ (Na₃AlF₆) ដែលបន្ថយសីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការដល់ប្រហែល 950~1,000°C។ បន្ទាប់មកចរន្តអគ្គិសនីត្រូវបានឆ្លងកាត់ល្បាយ។ អាលុយមីញ៉ូមរលាយប្រមូលផ្តុំនៅខាងក្រោម (កាតូត) ខណៈពេលដែលអុកស៊ីសែនផ្សំជាមួយអាណូតកាបូនដើម្បីបង្កើតជា CO₂។ វិធីសាស្ត្រអេឡិចត្រូលីតនេះនៅតែជាដំណើរការឧស្សាហកម្មតែមួយគត់សម្រាប់ផលិតអាលុយមីញ៉ូមបឋម ដែលផ្តល់លោហៈដែលមានភាពបរិសុទ្ធ 99.5~99.8%។

តើអាលុយមីញ៉ូមមានធាតុអ្វីខ្លះ?

អាលុយមីញ៉ូមសុទ្ធខ្លួនវាផ្សំឡើងដោយធាតុ Al តែមួយគត់ ដែលមានចំនួនអាតូមិច 13 និងទម្ងន់អាតូមិចប្រហែល 26.98 ក្រាម/ម៉ូល។ អាលុយមីញ៉ូមសុទ្ធសម្រាប់ពាណិជ្ជកម្ម (98.8–99.7% Al) មានផ្ទុកជាតិដែក និងស៊ីលីកុនតិចតួចជាសារធាតុមិនបរិសុទ្ធធម្មជាតិ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ភាគច្រើនកម្មវិធីពឹងផ្អែកលើយ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូមដែលធាតុជាក់លាក់ត្រូវបានបន្ថែមដោយចេតនាដើម្បីកែសម្រួលលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិច។

សម្រាប់កម្មវិធីរចនាសម្ព័ន្ធ ស៊េរី 6000 (ឧទាហរណ៍ 6061) ប្រើម៉ាញ៉េស្យូម និងស៊ីលីកុនជាធាតុយ៉ាន់ស្ព័រចម្បងរបស់វា ជាធម្មតាមាន 0.8~1.2% Mg និង 0.400~0.8% Si។ យ៉ាន់ស្ព័រនេះផ្តល់នូវតុល្យភាពដ៏ល្អឥតខ្ចោះនៃកម្លាំងមធ្យម សមត្ថភាពផ្សារល្អ និងសមត្ថភាពកែច្នៃខ្ពស់។

សម្រាប់តម្រូវការកម្លាំងខ្ពស់ ស៊េរី 7000 (ឧទាហរណ៍ 7075) រួមបញ្ចូលស័ង្កសី និងទង់ដែងជាធាតុយ៉ាន់ស្ព័រសំខាន់ៗ ដែលមានប្រហែល 5.16~0.1% Zn និង 1.2~2.0% Cu។ សីតុណ្ហភាព T6 របស់ 7075 ផ្តល់នូវកម្លាំង tensile ជិតពីរដងនៃ 6061-T6 ដែលធ្វើឱ្យវាក្លាយជាសម្ភារៈដែលត្រូវបានជ្រើសរើសសម្រាប់អាកាសចរណ៍ និងសមាសធាតុរចនាសម្ព័ន្ធដំណើរការខ្ពស់។

បរិមាណតិចតួចនៃក្រូមីញ៉ូម ម៉ង់ហ្គាណែស និងទីតានីញ៉ូមក៏មានវត្តមានជាទូទៅនៅក្នុងយ៉ាន់ស្ព័រពាណិជ្ជកម្មផងដែរ ដែលយ៉ាន់ស្ព័រនីមួយៗដើរតួនាទីក្នុងការចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិ និងភាពធន់នឹងការច្រេះ។ ការយល់ដឹងអំពីសមាសធាតុធាតុពិតប្រាកដនៃយ៉ាន់ស្ព័រនីមួយៗគឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការជ្រើសរើសសម្ភារៈត្រឹមត្រូវសម្រាប់តម្រូវការកែច្នៃ ឬការផលិតជាក់លាក់។