एल्युमीनियम बनाम अन्य धातुएँ: चालकता, वजन, शक्ति और संक्षारण की तुलना

मुख्य भौतिक गुणों पर एल्युमीनियम की तुलना कैसे की जाती है

एल्युमीनियम इंजीनियरिंग धातुओं के हल्के सिरे पर बैठता है। इसका घनत्व 2.70 ग्राम/सेमी³ है जो तांबे और स्टील का लगभग एक तिहाई है, इसकी तापीय चालकता लगभग 235 डब्लू/एम·के है जो सामान्य संरचनात्मक धातुओं में तांबे के बाद दूसरे स्थान पर है, और इसकी प्राकृतिक ऑक्साइड फिल्म बिना अतिरिक्त कोटिंग के अधिकांश वायुमंडल में इसे स्थिर रखती है। यह उच्च निरपेक्ष शक्ति या उच्च तापमान क्षमता प्रदान नहीं करता है: शुद्ध एल्युमीनियम लगभग 660 डिग्री पर पिघलता है और इसका लगभग 69 जीपीए का लोचदार मापांक स्टील का लगभग एक तिहाई है, इसलिए कठोरता ज्यामिति से आनी चाहिए।

एल्युमीनियम बनाम स्टील: स्टेनलेस, कार्बन और कच्चा लोहा

स्टेनलेस स्टील 304 के मुकाबले, एल्यूमीनियम लगभग पंद्रह गुना तेजी से गर्मी का संचालन करता है और इसका वजन लगभग एक तिहाई होता है, यही कारण है कि इसके चारों ओर पैन, हीट सिंक और एचवीएसी कॉइल बनाए जाते हैं। स्टेनलेस स्टील कठोरता, पहनने के प्रतिरोध और एक ऐसी सतह के साथ जवाब देता है जो अम्लीय अवयवों के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, और यह उन तापमानों पर उपयोगी ताकत रखता है जहां एल्यूमीनियम पहले से ही अपनी अधिकांश भार क्षमता खो चुका है। कार्बन स्टील अभी भी सस्ता और सख्त है और वेल्ड करना आसान है, इसलिए यह फ्रेम, दबाव वाहिकाओं और भारी संरचनाओं को ले जाता है, जबकि एल्यूमीनियम प्रतिस्पर्धा करता है जहां भी वजन का भुगतान करना उचित होता है। कच्चा लोहा फिर से अलग तरह से व्यवहार करता है: इसकी उच्च ताप क्षमता और कम चालकता इसे लगातार गर्मी जमा करने और छोड़ने देती है, जो पकाने और धीमी गति से पकाने के लिए उपयुक्त है, जबकि एल्युमीनियम तुरंत प्रतिक्रिया करता है और समान रूप से गर्मी फैलाता है।

नम और गर्म वातावरण में एल्युमीनियम के सीधे संपर्क से बचना चाहिए, क्योंकि गैल्वेनिक संक्षारण एल्युमीनियम पर तब तक हमला करता है जब तक कि दोनों धातुओं को एक इन्सुलेटर द्वारा अलग नहीं किया जाता है।

एल्युमीनियम बनाम कॉपर और टाइटेनियम

तांबा 100 प्रतिशत IACS पर संदर्भ कंडक्टर बना रहता है जबकि एल्यूमीनियम का विद्युत ग्रेड लगभग 61 प्रतिशत तक पहुंच जाता है, इसलिए समान प्रतिरोध के एक केबल को लगभग 60 प्रतिशत अधिक क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र की आवश्यकता होती है, फिर भी इसका वजन लगभग आधा होता है। यही कारण है कि ट्रांसमिशन लाइनें, बसबार और बड़े पावर केबल आमतौर पर एल्यूमीनियम होते हैं, जबकि तांबा छोटे वाइंडिंग, संपर्क और सटीक कनेक्टर पर हावी होता है। इंजीनियरिंग का काम समाप्ति पर है, क्योंकि एल्युमीनियम एक्सपोज़र के कुछ मिनटों के भीतर एक इन्सुलेटिंग ऑक्साइड बनाता है, इसलिए जोड़ कसने के दौरान घर्षण पर निर्भर करते हैं, एक ऑक्साइड {{6}अवरोधक यौगिक और एल्यूमीनियम कंडक्टर के लिए रेटेड कनेक्टर।

टाइटेनियम एल्यूमीनियम से लगभग दो तिहाई भारी है और कई गुना अधिक महंगा है, लेकिन यह कहीं अधिक मजबूत है और उच्च तापमान और आक्रामक क्लोराइड को सहन करता है। एल्यूमीनियम चालकता में स्पष्ट रूप से जीतता है, टाइटेनियम की थर्मल चालकता से दस गुना से अधिक और फैब्रिकेबिलिटी पर। इसलिए एयरोस्पेस डिज़ाइन गर्म या अत्यधिक भरी हुई फिटिंग में टाइटेनियम का उपयोग करता है और जहां एक हिस्सा कार्बन फाइबर कंपोजिट और खाल, फ्रेम, स्ट्रिंगर और ईंधन टैंक के लिए एल्यूमीनियम से जुड़ा होता है।

कुकवेयर, वाहन बॉडी और सामग्री चयन

कुकवेयर में दो धातुएं विपरीत समस्याओं का समाधान करती हैं: कच्चा लोहा गर्मी को संग्रहीत करता है और इसे धीरे-धीरे छोड़ता है, जबकि एल्यूमीनियम बर्नर में बदलाव पर लगभग तुरंत प्रतिक्रिया करता है और गर्मी को समान रूप से फैलाता है। अनुभवी कच्चा लोहा एक प्राकृतिक गैर-छड़ी सतह प्रदान करता है, जबकि एल्यूमीनियम कुकवेयर आमतौर पर नंगे धातु और अम्लीय भोजन के बीच प्रतिक्रिया को सीमित करने के लिए एनोडाइज्ड या लेपित होता है। कई पेशेवर पैन एक साथ दोनों व्यवहार प्राप्त करने के लिए एक एल्यूमीनियम बॉडी को स्टेनलेस स्टील संपर्क सतह के साथ जोड़ते हैं।

औद्योगिक पैमाने पर कार बॉडी समान संतुलन दिखाती है। स्टील डिफ़ॉल्ट बना हुआ है क्योंकि यह सस्ता, निर्माण योग्य, वेल्ड करने में आसान और मरम्मत में आसान है, और क्योंकि क्रैश संरचनाएं इसकी कठोरता और तनाव व्यवहार पर निर्भर करती हैं। एल्युमीनियम का उपयोग वहां किया जाता है जहां बड़े पैमाने पर कटौती से लाभ होता है, विशेष रूप से इलेक्ट्रिक वाहनों के क्लोजर और बॉडी में -, जहां प्रत्येक किलोग्राम की बचत सीमा का विस्तार करती है; उन संरचनाओं को स्पॉट वेल्डिंग के बजाय सेल्फ{{4}पियर्सिंग रिवेट्स, स्ट्रक्चरल एडहेसिव्स, फ्लो-ड्रिल स्क्रू और इंसुलेटेड फास्टनरों की आवश्यकता होती है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

प्रश्न: रसोई के उपकरणों के लिए एल्यूमीनियम या स्टेनलेस स्टील?
एल्युमीनियम तेजी से गर्म होता है और हल्का होता है लेकिन आसानी से टूट जाता है और अम्लीय भोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है, जबकि स्टेनलेस स्टील भारी होता है और उसे कम देखभाल की आवश्यकता होती है, यही कारण है कि कई उपकरण एल्यूमीनियम कोर को स्टेनलेस संपर्क सतह के साथ जोड़ते हैं।

प्रश्न: वायरिंग के लिए तांबे की जगह एल्युमीनियम का चयन क्यों करें?
एल्यूमिनियम कंडक्टर ग्रेड लगभग 61 प्रतिशत आईएसीएस तक पहुंचते हैं, इसलिए एक केबल को समान प्रतिरोध के लिए लगभग 60 प्रतिशत अधिक क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र की आवश्यकता होती है, लेकिन इसका वजन लगभग आधा होता है।

प्रश्न: एल्यूमीनियम की तुलना टाइटेनियम से कैसे की जाती है?
टाइटेनियम लगभग दो तिहाई भारी और कई गुना अधिक महंगा है, लेकिन काफी मजबूत और अधिक गर्मी सहन करने वाला है, जबकि एल्यूमीनियम दस गुना से अधिक तेजी से गर्मी का संचालन करता है और इसे बनाना बहुत आसान है।

प्रश्न: एल्युमिनियम के स्थान पर कच्चा लोहा कब प्रयोग करना चाहिए?
जब स्थिर ताप प्रतिधारण और थर्मल द्रव्यमान मायने रखता है तो कच्चा लोहा चुनें, और जब तेज प्रतिक्रिया, कम वजन और यहां तक ​​कि गर्मी वितरण प्राथमिकता हो तो एल्युमीनियम चुनें; पेशेवर रसोईघर आम तौर पर दोनों रखते हैं।

प्रश्न: कार की बॉडी शुद्ध एल्यूमीनियम से क्यों नहीं बनी होती?
स्टील सस्ता, सख्त और मरम्मत में आसान है, और एल्यूमीनियम संरचनाओं को रिवेट्स, चिपकने वाले और गैल्वेनिक अलगाव की आवश्यकता होती है, इसलिए एल्यूमीनियम का उपयोग किया जाता है जहां वजन की बचत अतिरिक्त प्रक्रिया लागत को उचित ठहराती है।