آلومینیوم و کاربردهای آن در صنعت های برق و الکترونیک

صنایع برق و الکترونیک جزء صنایعی هستند که فلزات نقش بسیار مهمی در آنان ایفا می کنند. فلز آلومینیوم نیز یکی از این فلزات می باشد که طور چندین دهه اخیر توانسته کاربرد بسیار مهمی در این صنایع از خود نشان دهد. فلز آلومینیم که به اختصار AL نوشته می شود، بعد از آهن دومین فلز پرکاربرد در صنایع مختلف است. همچنین این فلز بعد از اکسیژن و سیلیسیم جزء فراوان ترین عناصر موجود در پوسته زمین می باشد. بنابراین استفاده از این فلز و کاربردهای متنوع آن اصلا دور از انتظار نیست. در این مقاله می خواهیم به معرفی کاربرد آلومینیوم در صنعت برق و الکترونیک و دلیل استفاده از این فلز در این صنایع بپردازیم.

کاربرد آلومینیوم در صنعت برق و الکترونیک به چه زمانی برمی گردد؟

در صنعت برق و الکترونیک برای اولین بار از آلومینیوم جهت تولید جعبه های الکترونیکی و همچنین بدنه تجهیزات مربوط به برق استفاده می کردند. در واقع امروزه نیز این فلز توانسته این کاربرد خود را در صنعت برق به خوبی حفظ کند. زیرا فلز آلومینیم به رسانای عالی برای حرارت است. در نتیجه این فلز از گرم شدن و داغ کردن بیش از حد این تجهیزات جلوگیری می کند.

بعد از پی بردن متخصصان به ویژگی های و خواص این فلز استفاده از آن در صنعت برق روز به روز افزایش یافت. تا جایی که امروزه تجارت فلز آلومینیم در صنعت برق از فلز مس و آهن نیز با محبوبیت بیشتری همراه است. در واقع این فلز با ویژگی های خود توانسته بسیاری از کمبودهای مربوط به فلز مس را در این صنعت جبران نماید.

چرا آلومینیوم جزء پرکاربردترین فلزها در صنعت برق است؟

فلز آلومینیوم به واسطه خواص خود توانسته کاربرد بسیار از سایر فلزات در صنعت برق و الکترونیک از خود نشان دهد. آلومینیم یک رسانای عالی برای برق و گرما است. البته میزان رسانایی فلز آلومینیم نسبت به فلز مس ۶۳ درصد است. اما با این وجود فلز آلومینیم در وزن یکسان قدرت رسانای الکتریکی بسیار بیشتری دارد. زیرا وزن و چگالی فلز آلومینیم بسیار کمتر از فلز مس است. بنابراین این استفاده از آلومینیم به جای مس بسیار کاربردی تر خواهد بود. دلیل دیگر استفاده فراوان آلومینیم، مقاومت فیزیکی و شیمیایی بالای این فلز است. در نتیجه فلز آلومینیم به مراتب می تواند موجب دوام و افزایش طول عمر در صنعت برق و الکترونیک شود.

کدام ویژگی های آلومینیوم موجب کاربرد فراوان آن در صنعت الکترونیک شده اند؟

از مشخصات و خواص کلی فلز آلومینیوم که بگذریم، برخی از ویژگی های این فلز موجب کاربرد فراوان آن در صنایع برق و الکترونیک شده اند. در واقع می توان گفت این ویژگی ها دلیل اصلی افزایش کارایی این فلز در صنعت برق می باشند. در ادامه به برخی از این ویژگی ها می پردازیم.

• فلز آلومینیم بار مغناطیسی ندارد و ایجاد جرقه نمی کند. بنابراین سطح امنیت این فلز بالا می باشد.
• این فلز جزء رساناهای الکتریکی و حرارتی بسیار عالی است.
• وزن و چگالی آن نسبت به فلزاتی مانند مس و فولاد بسیار کم می باشد.
• استحکام و مقاومت فیزیکی و شیمیایی بسیار بالایی دارد.
• دسترسی به آن آسان بوده و قابل بازیافت می باشد.
• مقاومت کششی بالایی داشته و انعطاف پذیری و شکل پذیری بالایی دارد.

سری آلیاژهای پرکاربرد فلز آلومینیوم در صنعت برق و الکترونیک

فلز آلومینیوم را در آلیاژهای مختلفی می سازند. هر کدام از این سری آلیاژها در صنعت خاصی کاربرد دارند. زیرا هر یک از این سری آلیاژها با توجه به ترکیبات و میزان خلوص خود دارای ویژگی های خاص خود می باشند. در صنایع برق و الکتریک سری آلیاژهای ۱۰۰۰ و ۶۰۰۰ بیشترین کاربرد را دارند. زیرا مشخصات و ویژگی های فلزات این سری استفاده از آنان را در صنعت برق کارآمد کرده است. به صورت کلی قدرت رسانای الکتریکی و حرارتی فلزات این دو سری از دیگر سری آلیاژهای آلومینیم بیشتر می باشد.

آلیاژهای سری ۶۰۰۰

آلیاژهای آلومینیوم سری ۶۰۰۰ نسبت به فلزات سری ۱۰۰۰ در صنایع برق و الکترونیک بسیار کارآمدتر می باشند. سیلیسیم و منیزیم جزء ترکیبات اصلی آلیاژهای سری ۶۰۰۰ هستند. مقاومت این فلزات در برابر خوردگی باعث شده تا خطوط انتقال برق دوام و طول عمر بسیار بیشتری داشته باشند. از این آلیاژهای برای انجام فرایندهای اکستروژن بیشترین استفاده را می کنند. زیرا قابلیت جوش پذیری و ماشین کاری آن ها بسیار بالا است.

انعطاف پذیری و شکل پذیری بالا یکی دیگر از ویژگی های آلیاژهای این سری می باشد. آلیاژهای سری ۶۰۰۰ دارای وزن و چگالی بسیار پایین تری نسبت به آلیاژهای سری های دیگر آلومینیم هستند. درنتیجه حمل و نقل آن ها بسیار آسان است.

شرکت آلیاژ ساز اسپادانا یک شرکت معتبر در زمینه تولید و فرآوری محصولات آلومینیومی با آلیاژ‌های متنوع است. این شرکت تخصص در تولید انواع شمش‌های آلومینیومی با ترکیبات و آلیاژهای متنوع دارد که در صنایع مختلف، به ویژه در صنایع نیروگاهی، برق و الکترونیک مورد استفاده قرار می‌گیرند.جهت سفارش و استعلام قیمت انواع شمش آلیاژی آلومینیوم می توانید با شماره های شرکت تماس حاصل نمایید.

ساخت کابل های انتقال برق

بیش از یک قرن است که از فلز آلومینیوم برای تولید کابل های خطوط انتقال برق استفاده می کنند. در گذشته از سیم های مسی برای ساخت کابل ها استفاده می کردند. سیم های مسی دارای مقاومت فیزیکی و مقاومت شیمیایی بسیار پایینی هستند. به همین دلیل این سیم ها دوام و طول عمر نخواهند داشت. در عوض سیم های آلومینیم دارای یک لایه اکسید آلومینیوم هستند که این لایه موجب محافظت از لایه های زیرین سیم می گردد. درنتیجه کابل های آلومینیومی مقاومت بسیار زیادی در برابر فشار، ضربه، رطوبت و مواد شیمیایی خورنده دارند.

موضوع دیگری که بسیار مهم می باشد بحث وزن و چگالی کم این کابل ها است. در خطوط انتقال برق برای نگهداری وزن سیم های مسی لازم است دکل های برق فراوانی نصب شوند. اما کابل های آلومینیومی به دلیل وزن کم خود به تعداد بسیار کمتری از این دکل ها برای هدایت و انتقال برق نیاز دارند. در نتیجه فلز آلومینیم می تواند در صنعت برق بسیار مقرون به صرفه عمل کند.

سیم کشی و برق کشی ساختمان ها، کشتی ها، هواپیماها

در سیم کشی و برق کشی ساختمان های اداری، مسکونی، تجاری و تجهیزات مربوط به حمل و نقل از سیم های آلومینیوم استفاده می کنند. فلز آلومینیم یک هادی الکتریکی بسیار مناسب می باشد. در عین حال این فلز وزن کمی داشته و بسیار ایمن تر و مطمئن تر از فلز مس است. بنابراین در سیم کشی ساختمان ها و تجهیزات مهم دیگر از این فلز بهره می برند. امروزه از آلومینیوم برای سیم کشی و برق کشی کشتی ها، هواپیماها، تجهیزات فضانوردی و… استفاده می کنند.

کاربرد آلومینیوم در خطوط برق فشار قوی

فلز آلومینیوم بار مغناطیسی ایجاد نمی کند و در خطوط انتقال برق فشار قوی می تواند بدون جرقه عمل کند. کابل های فلزی دیگر احتمال جرقه و آتش سوزی را در سیستم های پیچیده خطوط برق افزایش می دهند. بنابراین بروز خسارت های مختلف در استفاده از این فلزات اجتناب ناپذیر است. خوشبختانه آلومینیم با خاصیت ضد جرقه بودن و نداشتن بار مغناطیسی توانسته به صورت کاملا ایمن در خطوط برق با ولتاژ بسیار قوی به کار رود.

در سیستم هایی که سیم کشی تراکم بالایی دارد، حرارت به مراتب زیاد است. فلز آلومینیم در حرارت های بالا نمی سوزد. درنتیجه هیچ گونه بخار سمی از این فلز آزاد نمی شود. همچنین آلومینیم در برابر اشعه های مادون قرمز، فرابنفش و انواع امواج رادیویی بسیار مقاوم است. در نتیجه در صنعت برق به عنوان یک فلز ایمن شناخته می شود.

پوشش دهی سیم های مسی با فلز آلومینیوم

یکی از کاربردهای مهم آلومینیوم در صنعت برق، پوشش دهی سیم های مسی خطوط جریان برق است. سیم های مسی مقاومت فیزیکی و شیمیایی بسیار پایینی دارند. این سیم ها در صورت وارد شدن ضربه و یا قرار گرفتن در معرض رطوبت و اکسیژن در مدت زمان کمی خراب می شوند. به همین جهت روی سیم های مسی را با پوششی از فلز آلومینیوم می پوشانند. این کار باعث حفظ قدرت بالا رسانای الکتریکی سیم مسی و همچنین بالا بردن مقاومت فیزیکی و شیمیایی آن می شود.

در برخی از موارد مغزی سیم ها را از فلز آلومینیم و لایه های سطحی آن را از مس می سازند. زیرا الکتریسیته بیشتر در لایه های بیرونی شارش می کند. در این صورت هم وزن کم کابل حفظ می شود و هم میزان شارش الکتریسیته پایین نمی آید.

سیستم برق کشی آلومینیومی در لوازم خانگی برقی

در صنعت برق برای سیم کشی انواع لوازم خانگی برقی از سیم های آلومینیوم بهره می برند. دلیل آن نیز مقاومت بالای این سیم ها در برابر رطوبت و مواد شیمیایی خورنده است. سیم کشی لوازم خانگی های برقی مانند یخچال، ماشین لباسشویی، ماشین ظرفشویی و کولر آبی از اهمیت زیادی برخوردار است. زیرا هر گونه رطوبت و یا جرقه در این سیم کشی می تواند موجب از کار افتادن و سوختن دستگاه شود. بنابراین سازندگان این تجهیزات ترجیح می دهند از سیم های آلومینیومی برای سیم کشی لوازم خانگی برقی استفاده کنند.

تولید انواع تجهیزات الکترونیکی در صنعت برق با آلومینیوم

در صنایع برق و الکترونیک از فلز آلومینیوم علاوه بر سیم کشی برای ساخت بدنه تجهیزات الکترونیکی استفاده می کنند. آلومینیم نسبت به فولاد وزن بسیار کمتری داشته و استحکام آن نیز از پلاستیک بسیار بیشتر است. در ابتدا این فلز برای خنک کردن پردازنده های گرافیکی و کامپیوتری مورد استفاده قرار گرفت. اما امروزه این کاربرد بسیار گسترده تر شده است. به صورتی که برای ساخت بدنه گوشی های هوشمند، تبلت ها، لپ تاپ ها و … از این فلز بهره می برند. رسانای حرارتی بودن آلومینیم مانع از داغ کردن این تجهیزات الکترونیکی می شود.

استفاده از آلومینیوم جهت تولید هیت سینک در صنعت برق

هیت سینک آلومینیوم در ساخت انواع چراغ ها و سیستم های ال ای دی در صنعت برق کاربرد دارد. وظیفه اصلی هیت سینک، انتقال گرما و جلوگیری از داغ شدن بیش از حد چراغ ال ای دی است. فلز آلومینیم به دلیل این که یک انتقال دهنده عالی حرارت است می تواند به عنوان یک هیت سینک عالی جهت افزایش طول عمر سیستم های ال ای دی به کار رود.