ایلومینیم دنیا کی سب سے زیادہ پائی جانے والی دھات ہے اور تیسرا سب سے عام عنصر ہے جو زمین کی کرسٹ کا 8% پر مشتمل ہے۔ ایلومینیم کی استعداد اسے سٹیل کے بعد سب سے زیادہ استعمال ہونے والی دھات بناتی ہے۔

ایلومینیم کی پیداوار

ایلومینیم معدنی باکسائٹ سے ماخوذ ہے۔ باکسائٹ کو Bayer Process کے ذریعے ایلومینیم آکسائیڈ (ایلومینا) میں تبدیل کیا جاتا ہے۔ پھر ایلومینا کو الیکٹرولائٹک سیلز اور ہال ہیرولٹ پروسیس کا استعمال کرتے ہوئے ایلومینیم دھات میں تبدیل کیا جاتا ہے۔

ایلومینیم کی سالانہ مانگ

عالمی سطح پر ایلومینیم کی طلب تقریباً 29 ملین ٹن سالانہ ہے۔ تقریباً 22 ملین ٹن نیا ایلومینیم ہے اور 7 ملین ٹن ری سائیکل شدہ ایلومینیم سکریپ ہے۔ ری سائیکل شدہ ایلومینیم کا استعمال اقتصادی اور ماحولیاتی طور پر مجبور ہے۔ 1 ٹن نیا ایلومینیم تیار کرنے میں 14,000 kWh کا وقت لگتا ہے۔ اس کے برعکس ایک ٹن ایلومینیم کو دوبارہ پگھلانے اور ری سائیکل کرنے میں اس کا صرف 5 فیصد لگتا ہے۔ کنواری اور ری سائیکل شدہ ایلومینیم مرکب کے درمیان معیار میں کوئی فرق نہیں ہے۔

ایلومینیم کی ایپلی کیشنز

خالصایلومینیمنرم، نرم، سنکنرن مزاحم ہے اور اعلی برقی چالکتا ہے. یہ بڑے پیمانے پر ورق اور کنڈکٹر کیبلز کے لیے استعمال ہوتا ہے، لیکن دیگر ایپلی کیشنز کے لیے درکار اعلی طاقت فراہم کرنے کے لیے دیگر عناصر کے ساتھ ملاوٹ ضروری ہے۔ ایلومینیم سب سے ہلکی انجینئرنگ دھاتوں میں سے ایک ہے، جس میں اسٹیل سے زیادہ وزن کے تناسب کی طاقت ہوتی ہے۔

طاقت، ہلکا پن، سنکنرن مزاحمت، ری سائیکلیبلٹی اور فارمیبلٹی جیسی فائدہ مند خصوصیات کے مختلف مجموعوں کو استعمال کرتے ہوئے، ایلومینیم کو ایپلی کیشنز کی مسلسل بڑھتی ہوئی تعداد میں استعمال کیا جا رہا ہے۔ مصنوعات کی یہ صف ساختی مواد سے لے کر پتلی پیکیجنگ ورق تک ہوتی ہے۔

کھوٹ کے عہدہ

ایلومینیم کو عام طور پر تانبے، زنک، میگنیشیم، سلکان، مینگنیج اور لتیم کے ساتھ ملایا جاتا ہے۔ کرومیم، ٹائٹینیم، زرکونیم، سیسہ، بسمتھ اور نکل کے چھوٹے چھوٹے اضافے بھی کیے جاتے ہیں اور لوہا ہمیشہ کم مقدار میں موجود ہوتا ہے۔

عام استعمال میں 50 کے ساتھ 300 سے زیادہ گھڑے ہوئے مرکب ہیں۔ ان کی شناخت عام طور پر چار اعداد و شمار کے نظام سے ہوتی ہے جس کی ابتدا امریکہ میں ہوئی تھی اور اب اسے عالمی سطح پر قبول کیا جاتا ہے۔ جدول 1 گھڑے ہوئے مرکب کے نظام کی وضاحت کرتا ہے۔ کاسٹ الائے میں ایک جیسے عہدہ ہوتے ہیں اور پانچ ہندسوں کا نظام استعمال کرتے ہیں۔

ٹیبل 1۔تیار کردہ ایلومینیم مرکب کے لیے عہدہ۔

1XXX کے نام سے تیار شدہ ایلومینیم مرکب کے لیے، آخری دو ہندسے دھات کی پاکیزگی کو ظاہر کرتے ہیں۔ وہ اعشاریہ کے بعد آخری دو ہندسوں کے مساوی ہیں جب ایلومینیم کی پاکیزگی کو قریب ترین 0.01 فیصد پر ظاہر کیا جاتا ہے۔ دوسرا ہندسہ ناپاکی کی حدود میں ترمیم کی نشاندہی کرتا ہے۔ اگر دوسرا ہندسہ صفر ہے، تو یہ غیر ملاوٹ شدہ ایلومینیم کو ظاہر کرتا ہے جس میں قدرتی ناپاکی کی حد ہوتی ہے اور 1 سے 9 تک، انفرادی نجاست یا مرکب عناصر کی نشاندہی کرتا ہے۔

2XXX سے 8XXX گروپس کے لیے، آخری دو ہندسے گروپ میں مختلف ایلومینیم مرکبات کی نشاندہی کرتے ہیں۔ دوسرا ہندسہ کھوٹ کی تبدیلیوں کی نشاندہی کرتا ہے۔ صفر کا دوسرا ہندسہ اصل کھوٹ کی نشاندہی کرتا ہے اور عدد 1 سے 9 مسلسل کھوٹ کی تبدیلیوں کی نشاندہی کرتا ہے۔

ایلومینیم کی جسمانی خصوصیات

ایلومینیم کی کثافت

ایلومینیم کی کثافت تقریباً ایک تہائی سٹیل یا تانبے کی ہے جو اسے تجارتی طور پر دستیاب سب سے ہلکی دھاتوں میں سے ایک بناتی ہے۔ نتیجے میں اعلی طاقت اور وزن کا تناسب اسے ایک اہم ساختی مواد بناتا ہے جو خاص طور پر نقل و حمل کی صنعتوں کے لیے پے لوڈ یا ایندھن کی بچت میں اضافہ کرتا ہے۔

ایلومینیم کی طاقت

خالص ایلومینیم میں زیادہ تناؤ کی طاقت نہیں ہوتی ہے۔ تاہم، مینگنیز، سلکان، کاپر اور میگنیشیم جیسے مرکب عناصر کا اضافہ ایلومینیم کی طاقت کی خصوصیات کو بڑھا سکتا ہے اور خاص ایپلی کیشنز کے مطابق خصوصیات کے ساتھ ایک مرکب پیدا کر سکتا ہے۔

ایلومینیمٹھنڈے ماحول کے لیے موزوں ہے۔ اس کا سٹیل پر یہ فائدہ ہے کہ اس کی سختی کو برقرار رکھتے ہوئے درجہ حرارت میں کمی کے ساتھ اس کی تناؤ کی طاقت بڑھ جاتی ہے۔ دوسری طرف اسٹیل کم درجہ حرارت پر ٹوٹنے والا ہو جاتا ہے۔

ایلومینیم کی سنکنرن مزاحمت

ہوا کے سامنے آنے پر، ایلومینیم کی سطح پر تقریباً فوری طور پر ایلومینیم آکسائیڈ کی ایک تہہ بن جاتی ہے۔ اس پرت میں سنکنرن کے خلاف بہترین مزاحمت ہے۔ یہ زیادہ تر تیزابوں کے خلاف کافی مزاحم ہے لیکن الکلیس سے کم مزاحم ہے۔

ایلومینیم کی تھرمل چالکتا

ایلومینیم کی تھرمل چالکتا سٹیل کے مقابلے میں تقریباً تین گنا زیادہ ہے۔ یہ ایلومینیم کو کولنگ اور ہیٹنگ ایپلی کیشنز جیسے ہیٹ ایکسچینجرز دونوں کے لیے ایک اہم مواد بناتا ہے۔ اس کے غیر زہریلے ہونے کے ساتھ اس خاصیت کا مطلب ہے کہ ایلومینیم کو کھانا پکانے کے برتنوں اور کچن کے سامان میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے۔

ایلومینیم کی برقی چالکتا

تانبے کے ساتھ ساتھ، ایلومینیم میں ایک برقی چالکتا کافی زیادہ ہوتی ہے جو برقی موصل کے طور پر استعمال ہوتی ہے۔ اگرچہ عام طور پر استعمال ہونے والے کنڈکٹنگ الائے (1350) کی چالکتا اینیلڈ تانبے کا صرف 62 فیصد ہے، لیکن یہ وزن کا صرف ایک تہائی ہے اور اسی وزن کے تانبے کے مقابلے میں دوگنا بجلی چلا سکتا ہے۔

ایلومینیم کی عکاسی

یووی سے لے کر انفرا ریڈ تک، ایلومینیم دیپتمان توانائی کا بہترین عکاس ہے۔ تقریباً 80٪ کی مرئی روشنی کی عکاسی کا مطلب ہے کہ یہ روشنی کے فکسچر میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ عکاسی کی وہی خصوصیات جو بناتی ہیں۔ایلومینیمموسم گرما میں سورج کی شعاعوں سے بچانے کے لیے ایک موصل مواد کے طور پر مثالی، جبکہ سردیوں میں گرمی کے نقصان سے موصلیت۔

جدول 2۔ایلومینیم کے لیے پراپرٹیز۔

ایلومینیم کی مکینیکل پراپرٹیز

ایلومینیم کو ناکامی کے بغیر شدید طور پر درست شکل دی جا سکتی ہے۔ یہ ایلومینیم کو رولنگ، ایکسٹروڈنگ، ڈرائنگ، مشینی اور دیگر مکینیکل عمل سے بننے کی اجازت دیتا ہے۔ یہ ایک اعلی رواداری پر بھی ڈالا جا سکتا ہے.

ایلومینیم کی خصوصیات کو تیار کرنے کے لیے ایلوائینگ، کولڈ ورکنگ اور ہیٹ ٹریٹنگ سبھی کا استعمال کیا جا سکتا ہے۔

خالص ایلومینیم کی تناؤ کی طاقت تقریباً 90 ایم پی اے ہے لیکن اسے کچھ گرمی کے علاج کے قابل مرکب دھاتوں کے لیے 690 ایم پی اے تک بڑھایا جا سکتا ہے۔

ایلومینیم کے معیارات

پرانے BS1470 معیار کو نو EN معیاروں سے بدل دیا گیا ہے۔ EN معیارات جدول 4 میں دیے گئے ہیں۔

جدول 4۔ایلومینیم کے لیے EN معیارات

درج ذیل علاقوں میں EN معیارات پرانے معیار، BS1470 سے مختلف ہیں:

• کیمیائی مرکبات - غیر تبدیل شدہ۔
• الائے نمبرنگ سسٹم – کوئی تبدیلی نہیں ہوئی۔
• گرمی کے علاج کے قابل مرکب مرکبات کے لیے غصہ کے عہدوں میں اب خصوصی غصے کی ایک وسیع رینج کا احاطہ کیا گیا ہے۔ غیر معیاری ایپلی کیشنز (جیسے T6151) کے لیے T متعارف کرائے جانے کے بعد چار ہندسوں تک۔
• غیر گرمی کے قابل علاج مرکب دھاتوں کے لیے مزاج کے عہدہ – موجودہ غصے میں کوئی تبدیلی نہیں کی گئی ہے لیکن غصے کی اب اس لحاظ سے زیادہ جامع وضاحت کی گئی ہے کہ وہ کیسے بنائے جاتے ہیں۔ نرم (O) مزاج اب H111 ہے اور ایک درمیانی مزاج H112 متعارف کرایا گیا ہے۔ الائے 5251 کے لیے اب H32/H34/H36/H38 (H22/H24، وغیرہ کے برابر) کے طور پر دکھایا گیا ہے۔ H19/H22 اور H24 اب الگ الگ دکھائے گئے ہیں۔
• مکینیکل خصوصیات - پچھلے اعداد و شمار کی طرح رہیں۔ 0.2% پروف اسٹریس اب ٹیسٹ سرٹیفکیٹس پر درج کرنا ضروری ہے۔
• رواداری کو مختلف ڈگریوں تک سخت کر دیا گیا ہے۔
  

  ایلومینیم کی گرمی کا علاج

  گرمی کے علاج کی ایک رینج ایلومینیم مرکب پر لاگو کیا جا سکتا ہے:

  • Homogenisation - کاسٹنگ کے بعد گرم کرکے علیحدگی کو ہٹانا۔
  • اینیلنگ - کام کو سخت کرنے والے مرکب کو نرم کرنے کے لیے ٹھنڈے کام کے بعد استعمال کیا جاتا ہے (1XXX، 3XXX اور 5XXX)۔
  • بارش یا عمر کی سختی (اللویز 2XXX، 6XXX اور 7XXX)۔
  • ورن سخت مرکب دھاتوں کی عمر بڑھنے سے پہلے حل گرمی کا علاج۔
  • کوٹنگز کو ٹھیک کرنے کے لیے چولہا۔
  • گرمی کے علاج کے بعد عہدہ نمبروں میں ایک لاحقہ شامل کیا جاتا ہے۔
  • لاحقہ F کا مطلب ہے "جیسے من گھڑت"۔
  • O کا مطلب ہے "اینیلڈ تیار شدہ مصنوعات"۔
  • T کا مطلب ہے کہ اسے "گرمی کا علاج" کیا گیا ہے۔
  • ڈبلیو کا مطلب ہے کہ مواد کو گرمی کا علاج کیا گیا ہے۔
  • H سے مراد غیر گرمی کے علاج کے قابل مرکب دھاتیں ہیں جو "ٹھنڈے کام" یا "تناؤ سخت" ہیں۔
  • غیر گرمی کے قابل علاج مرکب وہ ہیں جو 3XXX، 4XXX اور 5XXX گروپوں میں ہیں۔