অ্যালুমিনিয়াম বিশ্বের সবচেয়ে প্রাচুর্যপূর্ণ ধাতু এবং তৃতীয় সর্বাধিক সাধারণ মৌল, যা ভূত্বকের ৮% জুড়ে রয়েছে। অ্যালুমিনিয়ামের বহুমুখী ব্যবহারের কারণে এটি ইস্পাতের পর সর্বাধিক ব্যবহৃত ধাতু।

অ্যালুমিনিয়াম উৎপাদন

অ্যালুমিনিয়াম বক্সাইট খনিজ থেকে আহরিত হয়। বেয়ার প্রক্রিয়ার মাধ্যমে বক্সাইটকে অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড (অ্যালুমিনা)-তে রূপান্তরিত করা হয়। এরপর ইলেকট্রোলাইটিক সেল এবং হল-হেরোল্ট প্রক্রিয়া ব্যবহার করে অ্যালুমিনাকে অ্যালুমিনিয়াম ধাতুতে রূপান্তরিত করা হয়।

অ্যালুমিনিয়ামের বার্ষিক চাহিদা

বিশ্বব্যাপী অ্যালুমিনিয়ামের চাহিদা বছরে প্রায় ২৯ মিলিয়ন টন। এর মধ্যে প্রায় ২২ মিলিয়ন টন হলো নতুন অ্যালুমিনিয়াম এবং ৭ মিলিয়ন টন হলো পুনর্ব্যবহৃত অ্যালুমিনিয়াম স্ক্র্যাপ। পুনর্ব্যবহৃত অ্যালুমিনিয়ামের ব্যবহার অর্থনৈতিক ও পরিবেশগতভাবে অত্যন্ত যুক্তিযুক্ত। ১ টন নতুন অ্যালুমিনিয়াম উৎপাদন করতে ১৪,০০০ kWh শক্তি প্রয়োজন হয়। অন্যদিকে, এক টন অ্যালুমিনিয়াম পুনরায় গলিয়ে পুনর্ব্যবহার করতে এর মাত্র ৫% শক্তি লাগে। ভার্জিন এবং পুনর্ব্যবহৃত অ্যালুমিনিয়াম সংকর ধাতুর গুণগত মানের মধ্যে কোনো পার্থক্য নেই।

অ্যালুমিনিয়ামের প্রয়োগ

বিশুদ্ধঅ্যালুমিনিয়ামএটি নরম, নমনীয়, ক্ষয়রোধী এবং এর বিদ্যুৎ পরিবাহিতা অনেক বেশি। এটি ফয়েল এবং কন্ডাক্টর কেবলের জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, তবে অন্যান্য প্রয়োগের জন্য প্রয়োজনীয় উচ্চতর শক্তি প্রদানের জন্য অন্যান্য উপাদানের সাথে এর সংকরীকরণ প্রয়োজন। অ্যালুমিনিয়াম সবচেয়ে হালকা প্রকৌশল ধাতুগুলির মধ্যে একটি, যার শক্তি-ওজন অনুপাত ইস্পাতের চেয়েও উন্নত।

শক্তি, হালকা ওজন, ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা, পুনর্ব্যবহারযোগ্যতা এবং গঠনযোগ্যতার মতো সুবিধাজনক বৈশিষ্ট্যগুলোর বিভিন্ন সংমিশ্রণ কাজে লাগিয়ে অ্যালুমিনিয়াম ক্রমবর্ধমান সংখ্যক ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হচ্ছে। এই পণ্য সম্ভার কাঠামোগত উপকরণ থেকে শুরু করে পাতলা প্যাকেজিং ফয়েল পর্যন্ত বিস্তৃত।

সংকর ধাতুর পদবি

অ্যালুমিনিয়ামকে সাধারণত তামা, দস্তা, ম্যাগনেসিয়াম, সিলিকন, ম্যাঙ্গানিজ এবং লিথিয়ামের সাথে সংকর করা হয়। এছাড়াও অল্প পরিমাণে ক্রোমিয়াম, টাইটানিয়াম, জিরকোনিয়াম, সীসা, বিসমাথ এবং নিকেল যোগ করা হয় এবং লোহা সর্বদা অল্প পরিমাণে উপস্থিত থাকে।

৩০০-র বেশি পেটা সংকর ধাতু রয়েছে, যার মধ্যে ৫০টি বহুল ব্যবহৃত। এগুলিকে সাধারণত একটি চার-সংখ্যার পদ্ধতি দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যার উদ্ভব মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে এবং যা এখন সর্বজনীনভাবে স্বীকৃত। সারণি ১-এ পেটা সংকর ধাতুগুলির জন্য ব্যবহৃত পদ্ধতিটি বর্ণনা করা হয়েছে। ঢালাই সংকর ধাতুগুলিরও অনুরূপ নামকরণ রয়েছে এবং এগুলি একটি পাঁচ-সংখ্যার পদ্ধতি ব্যবহার করে।

সারণি ১।ঢালাই অ্যালুমিনিয়াম সংকর ধাতুর পদবিসমূহ।

1XXX চিহ্নিত অমিশ্রিত পেটা অ্যালুমিনিয়াম সংকর ধাতুগুলির ক্ষেত্রে, শেষ দুটি অঙ্ক ধাতুটির বিশুদ্ধতা নির্দেশ করে। অ্যালুমিনিয়ামের বিশুদ্ধতা নিকটতম ০.০১ শতাংশ পর্যন্ত প্রকাশ করার সময়, এই অঙ্ক দুটি দশমিক বিন্দুর পরের শেষ দুটি অঙ্কের সমতুল্য। দ্বিতীয় অঙ্কটি অশুদ্ধতার সীমার পরিবর্তন নির্দেশ করে। যদি দ্বিতীয় অঙ্কটি শূন্য হয়, তবে তা স্বাভাবিক অশুদ্ধতার সীমাযুক্ত অমিশ্রিত অ্যালুমিনিয়ামকে বোঝায় এবং ১ থেকে ৯ পর্যন্ত সংখ্যাগুলি স্বতন্ত্র অশুদ্ধতা বা সংকর উপাদান নির্দেশ করে।

2XXX থেকে 8XXX গ্রুপগুলোর ক্ষেত্রে, শেষ দুটি অঙ্ক ঐ গ্রুপের বিভিন্ন অ্যালুমিনিয়াম সংকর ধাতুকে চিহ্নিত করে। দ্বিতীয় অঙ্কটি সংকর ধাতুর পরিবর্তনসমূহ নির্দেশ করে। দ্বিতীয় অঙ্ক শূন্য হলে তা মূল সংকর ধাতুকে এবং ১ থেকে ৯ পর্যন্ত পূর্ণসংখ্যাগুলো ধারাবাহিক পরিবর্তনসমূহকে নির্দেশ করে।

অ্যালুমিনিয়ামের ভৌত বৈশিষ্ট্য

অ্যালুমিনিয়ামের ঘনত্ব

অ্যালুমিনিয়ামের ঘনত্ব ইস্পাত বা তামার ঘনত্বের প্রায় এক-তৃতীয়াংশ, যা এটিকে বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ সবচেয়ে হালকা ধাতুগুলির মধ্যে একটি করে তুলেছে। এর ফলে প্রাপ্ত উচ্চ শক্তি-ওজন অনুপাত এটিকে একটি গুরুত্বপূর্ণ কাঠামোগত উপাদানে পরিণত করে, যা বিশেষত পরিবহন শিল্পের জন্য বর্ধিত পেলোড বা জ্বালানি সাশ্রয়ের সুযোগ করে দেয়।

অ্যালুমিনিয়ামের শক্তি

বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়ামের প্রসার্য শক্তি বেশি নয়। তবে, ম্যাঙ্গানিজ, সিলিকন, তামা এবং ম্যাগনেসিয়ামের মতো সংকর উপাদান যোগ করে অ্যালুমিনিয়ামের শক্তিগত বৈশিষ্ট্য বৃদ্ধি করা যায় এবং নির্দিষ্ট প্রয়োগের জন্য উপযোগী বৈশিষ্ট্যসম্পন্ন সংকর ধাতু তৈরি করা যায়।

অ্যালুমিনিয়ামএটি ঠান্ডা পরিবেশের জন্য বেশ উপযুক্ত। স্টিলের তুলনায় এর একটি সুবিধা হলো, তাপমাত্রা কমার সাথে সাথে এর টান শক্তি বৃদ্ধি পায় এবং এর দৃঢ়তাও বজায় থাকে। অপরদিকে, স্টিল কম তাপমাত্রায় ভঙ্গুর হয়ে যায়।

অ্যালুমিনিয়ামের ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা

বাতাসের সংস্পর্শে এলে অ্যালুমিনিয়ামের পৃষ্ঠে প্রায় সঙ্গে সঙ্গেই অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইডের একটি স্তর তৈরি হয়। এই স্তরটির ক্ষয়রোধী ক্ষমতা চমৎকার। এটি অধিকাংশ অ্যাসিডের বিরুদ্ধে মোটামুটি প্রতিরোধী, কিন্তু ক্ষারের বিরুদ্ধে এর প্রতিরোধ ক্ষমতা কম।

অ্যালুমিনিয়ামের তাপ পরিবাহিতা

অ্যালুমিনিয়ামের তাপ পরিবাহিতা স্টিলের চেয়ে প্রায় তিনগুণ বেশি। এই কারণে অ্যালুমিনিয়াম তাপ-বিনিময়কারীর মতো শীতলীকরণ এবং উত্তাপন উভয় ক্ষেত্রেই একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান। এর অবিষাক্ততার সাথে এই বৈশিষ্ট্যটি যুক্ত হওয়ায়, অ্যালুমিনিয়াম রান্নার পাত্র এবং বাসনপত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

অ্যালুমিনিয়ামের বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা

তামার পাশাপাশি, অ্যালুমিনিয়ামেরও বিদ্যুৎ পরিবাহী হিসেবে ব্যবহারের জন্য যথেষ্ট উচ্চ পরিবাহিতা রয়েছে। যদিও সাধারণভাবে ব্যবহৃত পরিবাহী সংকর ধাতু (1350)-এর পরিবাহিতা তাপ-প্রক্রিয়াজাত তামার মাত্র প্রায় 62%, এটি ওজনে মাত্র এক-তৃতীয়াংশ এবং তাই একই ওজনের তামার তুলনায় দ্বিগুণ বিদ্যুৎ পরিবহন করতে পারে।

অ্যালুমিনিয়ামের প্রতিফলন ক্ষমতা

অতিবেগুনি রশ্মি থেকে শুরু করে অবলোহিত রশ্মি পর্যন্ত, অ্যালুমিনিয়াম বিকিরণ শক্তির একটি চমৎকার প্রতিফলক। এর প্রায় ৮০% দৃশ্যমান আলো প্রতিফলনের ক্ষমতার কারণে এটি আলোকসজ্জার সরঞ্জামগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। প্রতিফলনের এই একই বৈশিষ্ট্যের কারণেঅ্যালুমিনিয়ামগ্রীষ্মকালে সূর্যের রশ্মি থেকে সুরক্ষা দেওয়ার জন্য এবং শীতকালে তাপের অপচয় রোধ করার জন্য এটি একটি আদর্শ অন্তরক উপাদান।

সারণি ২।অ্যালুমিনিয়ামের বৈশিষ্ট্য।

অ্যালুমিনিয়ামের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য

অ্যালুমিনিয়ামকে কোনো রকম ক্ষতি ছাড়াই মারাত্মকভাবে বিকৃত করা যায়। এর ফলে রোলিং, এক্সট্রুশন, ড্রয়িং, মেশিনিং এবং অন্যান্য যান্ত্রিক প্রক্রিয়ার মাধ্যমে অ্যালুমিনিয়ামকে বিভিন্ন আকার দেওয়া যায়। এটিকে উচ্চ সহনশীলতার সাথে ঢালাইও করা যায়।

অ্যালুমিনিয়ামের বৈশিষ্ট্যগুলোকে প্রয়োজনমতো পরিবর্তন করার জন্য সংকরীকরণ, শীতল প্রক্রিয়াকরণ এবং তাপ-প্রক্রিয়াকরণ—এই সব পদ্ধতিই ব্যবহার করা যেতে পারে।

বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়ামের প্রসার্য শক্তি প্রায় ৯০ মেগাপ্যাসকেল, কিন্তু কিছু তাপ-প্রক্রিয়াজাতযোগ্য সংকর ধাতুর ক্ষেত্রে এটিকে ৬৯০ মেগাপ্যাসকেলেরও বেশি পর্যন্ত বাড়ানো যেতে পারে।

অ্যালুমিনিয়াম মান

পুরানো BS1470 স্ট্যান্ডার্ডটি নয়টি EN স্ট্যান্ডার্ড দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়েছে। EN স্ট্যান্ডার্ডগুলো সারণি ৪-এ দেওয়া হলো।

সারণি ৪।অ্যালুমিনিয়ামের জন্য EN মান

EN স্ট্যান্ডার্ডগুলো পুরোনো স্ট্যান্ডার্ড BS1470 থেকে নিম্নলিখিত ক্ষেত্রগুলিতে ভিন্ন:

• রাসায়নিক গঠন – অপরিবর্তিত।
• সংকর ধাতুর সংখ্যায়ন পদ্ধতি – অপরিবর্তিত।
• তাপ-প্রক্রিয়াজাতযোগ্য সংকর ধাতুগুলির টেম্পার পদবি এখন আরও বিস্তৃত পরিসরের বিশেষ টেম্পারকে অন্তর্ভুক্ত করে। অ-প্রমিত প্রয়োগের জন্য T-এর পরে চার অঙ্ক পর্যন্ত যোগ করার নিয়ম চালু করা হয়েছে (যেমন T6151)।
• তাপ-প্রক্রিয়াজাত করা যায় না এমন সংকর ধাতুগুলির জন্য টেম্পার পদবি – বিদ্যমান টেম্পারগুলি অপরিবর্তিত রয়েছে, তবে সেগুলি কীভাবে তৈরি করা হয় তার ভিত্তিতে এখন টেম্পারগুলিকে আরও বিশদভাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে। নরম (O) টেম্পার এখন H111 এবং একটি মধ্যবর্তী টেম্পার H112 চালু করা হয়েছে। ৫২৫১ সংকর ধাতুর জন্য টেম্পারগুলি এখন H32/H34/H36/H38 (যা H22/H24 ইত্যাদির সমতুল্য) হিসাবে দেখানো হয়েছে। H19/H22 এবং H24 এখন আলাদাভাবে দেখানো হয়েছে।
• যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য – পূর্ববর্তী পরিসংখ্যানের মতোই থাকবে। এখন থেকে পরীক্ষার সনদপত্রে অবশ্যই ০.২% প্রুফ স্ট্রেস উল্লেখ করতে হবে।
• বিভিন্ন মাত্রায় সহনশীলতা কঠোর করা হয়েছে।
  

  অ্যালুমিনিয়ামের তাপীয় প্রক্রিয়াকরণ

  অ্যালুমিনিয়াম সংকর ধাতুর উপর বিভিন্ন ধরণের তাপীয় প্রক্রিয়াকরণ প্রয়োগ করা যেতে পারে:

  • সমজাতকরণ – ঢালাইয়ের পর তাপ প্রয়োগের মাধ্যমে পৃথকীকরণ দূর করা।
  • অ্যানিলিং – কোল্ড ওয়ার্কিং-এর পরে ওয়ার্ক-হার্ডেনিং অ্যালয় (1XXX, 3XXX এবং 5XXX)-কে নরম করার জন্য ব্যবহৃত হয়।
  • অধঃক্ষেপণ বা বয়সজনিত দৃঢ়ীকরণ (সংকর ধাতু 2XXX, 6XXX এবং 7XXX)।
  • প্রেসিপিটেশন হার্ডেনিং অ্যালয়গুলির এজিং-এর পূর্বে সলিউশন হিট ট্রিটমেন্ট।
  • আবরণ শুকানোর জন্য চুলা ব্যবহার করা
  • তাপ প্রক্রিয়াকরণের পর পদবি নম্বরগুলোর সাথে একটি প্রত্যয় যুক্ত করা হয়।
  • F প্রত্যয়টির অর্থ হলো “যেমন নির্মিত”।
  • O মানে “তাপ-প্রক্রিয়াজাত ঢালাই পণ্য”।
  • T মানে হলো এটিকে “তাপ প্রক্রিয়াজাত” করা হয়েছে।
  • W মানে হলো উপাদানটিকে সলিউশন হিট ট্রিটমেন্ট করা হয়েছে।
  • H বলতে এমন অ-তাপীয় সংকর ধাতুকে বোঝায় যা “কোল্ড ওয়ার্কড” বা “স্ট্রেইন হার্ডেনড” করা হয়।
  • যেসব সংকর ধাতু তাপ-প্রক্রিয়াজাত করা যায় না, সেগুলো হলো 3XXX, 4XXX এবং 5XXX গ্রুপের অন্তর্ভুক্ত।