رقائق الألومنيوم

لفة من ورق الألومنيوم

رقائق الألومنيوم (أو رقائق الألومنيوم في الإنجليزية الأمريكية ؛ وتُسمى أيضًا رقائق القصدير ) هي رقائق معدنية رقيقة مصنوعة من الألومنيوم . تتميز هذه الرقائق بمرونتها وسهولة ثنيها أو لفها حول الأشياء. ونظرًا لحساسية هذه الرقائق، تُغلّف أحيانًا بمواد أخرى كالبلاستيك أو الورق لزيادة متانتها وفائدتها.

بلغ الإنتاج السنوي لرقائق الألومنيوم حوالي 850 ألف طن (940 ألف طن) في أوروبا عام 2014، [ 1 ] و 600 ألف طن (660 ألف طن) في الولايات المتحدة عام 2003. [ 2 ] يُستخدم ما يقارب 75% من رقائق الألومنيوم في تغليف المواد الغذائية ومستحضرات التجميل والمنتجات الكيميائية، بينما يُستخدم 25% منها في التطبيقات الصناعية (مثل العزل الحراري والكابلات الكهربائية والإلكترونيات). [ 2 ] ويمكن إعادة تدويرها بسهولة .

حلّت رقائق الألومنيوم محل رقائق القصدير في منتصف القرن العشرين. في المملكة المتحدة والولايات المتحدة، يُطلق عليها أحيانًا اسم "رقائق القصدير"، تمامًا كما تُسمى علب الصلب " علب القصدير ". يُخلط أحيانًا بين الأغشية المعدنية ورقائق الألومنيوم، ولكنها في الواقع أغشية بوليمرية مطلية بطبقة رقيقة من الألومنيوم.

تاريخ

مقدمات

كان ورق القصدير الرقيق متوفرًا تجاريًا قبل ورق الألومنيوم. وقد سُوِّق ورق القصدير تجاريًا من أواخر القرن التاسع عشر إلى أوائل القرن العشرين. ولا يزال مصطلح "ورق القصدير" مستخدمًا في اللغة الإنجليزية للإشارة إلى ورق الألومنيوم الأحدث. ورق القصدير أقل مرونة من ورق الألومنيوم، ويميل إلى إضفاء نكهة خفيفة من القصدير على الطعام المغلف به. وقد حل الألومنيوم ومواد أخرى محل ورق القصدير في تغليف الطعام. [ 3 ] أُجريت أولى التسجيلات الصوتية على أسطوانات الفونوغراف باستخدام ورق القصدير. [ 4 ]

اختراع

استُبدل القصدير بالألومنيوم لأول مرة عام 1910، عندما افتُتح أول مصنع لدرفلة رقائق الألومنيوم، وهو مصنع دكتور لاوبر، نيهر وشركاه، في إميشوفن ، سويسرا . تأسس المصنع، المملوك لشركة جي جي نيهر وأولاده ، مصنّعي الألومنيوم، عام 1886 في شافهاوزن ، سويسرا، عند سفح شلالات الراين ، التي كانت طاقتها تُشغّل عملية الدرفلة. في ديسمبر 1907، اخترع أبناء نيهر، بالتعاون مع الدكتور  لاوبر، عملية الدرفلة المستمرة، والتي اكتشفوا من خلالها إمكانية استخدام رقائق الألومنيوم كحاجز واقٍ. [ 5 ] بدأت شركة توبلر، ومقرها برن ، بتغليف ألواح الشوكولاتة الخاصة بها برقائق الألومنيوم عام 1911، بما في ذلك لوح الشوكولاتة المثلث الفريد ، توبليرون . [ 6 ]

ملكيات

صورة مجهرية مقرّبة لرقاقة ألومنيوم على ظهر شريط مطاطي قابل للتمدد

يبلغ سمك رقائق الألومنيوم أقل من 0.2 مم (7.9 ميل) ؛ كما تُستخدم سماكات أرق تصل إلى 6 ميكرومتر (0.24 ميل) بشكل شائع. [ 7 ] يبلغ سمك رقائق الألومنيوم المنزلية القياسية عادةً 0.016 مم (0.63 ميل) ، بينما يبلغ سمك رقائق الألومنيوم المنزلية شديدة التحمل عادةً 0.024 مم (0.94 ميل) . قد تحتوي الرقائق على طبقة مانعة للالتصاق على جانب واحد فقط. [ 8 ]    

على الرغم من أن الألومنيوم غير مغناطيسي، إلا أنه موصل جيد ، لذا حتى الصفيحة الرقيقة منه تعكس معظم الموجة الكهربائية الساقطة. عند ترددات أعلى من 100  ميجاهرتز، يتضاءل المجال الكهربائي المنقول بأكثر من 80 ديسيبل (dB)، أي أن أقل من 10⁻⁸ = 0.00000001 من الطاقة التي تمر عبره. [ 9 ] لا تُعد الصفائح الرقيقة من الألومنيوم فعالة جدًا في إضعاف المجالات المغناطيسية منخفضة التردد. تعتمد فعالية الحماية على عمق الاختراق . يفقد المجال الذي يمر عبر عمق اختراق واحد حوالي 63% من طاقته (يتضاءل إلى 1/ e = 1/2.718... من طاقته الأصلية). كما أن للدروع الرقيقة انعكاسات داخلية تقلل من فعالية الحماية. [ 10 ] 

التصنيع

لفة من رقائق الألومنيوم، مع ميكرومتر يُظهر سمكًا قدره 13 ميكرومتر (0.5 ميل ) 

تُعدّ طريقة الصبّ المستمر أقل استهلاكًا للطاقة بكثير، وقد أصبحت العملية المُفضّلة. [ 11 ] من الصعب إنتاج أسطوانات ذات فجوة دقيقة بما يكفي للتعامل مع سُمك الرقاقة، ولتجنب ذلك، بالإضافة إلى تقليل التمزّق، وزيادة معدلات الإنتاج، والتحكّم في السُمك، [ 12 ] في المرحلة النهائية عند إنتاج سُمك أقل من 0.025 مم (1 ميل ) ، تُدحرج صفيحتان في الوقت نفسه، مما يُضاعف سُمك الرقاقة عند دخولها الأسطوانات. بعد الأسطوانات، تُفصل الصفيحتان، مما يُنتج رقاقة ذات جانب لامع وآخر غير لامع. 

يكون السطحان المتلامسان غير لامعين، بينما يصبح السطحان الخارجيان لامعين. ولا يمكن ملاحظة الفرق في الخصائص الحرارية بين السطحين إلا باستخدام أجهزة قياس. وبحسب قانون كيرشوف للإشعاع ، فإن زيادة الانعكاسية تقلل من امتصاص الإشعاع وانبعاثه .

الاستخدامات

حلوى مغلفة بورق الألمنيوم

تُباع رقائق الألومنيوم على نطاق واسع في السوق الاستهلاكية ، [ 13 ] مثلاً لتغليف بقايا الطعام لحفظها في الثلاجة أو لشواء الأطعمة الحساسة. [ 14 ]

كما هو الحال مع جميع المواد المعدنية، يتفاعل هذا المعدن عند وضعه في فرن الميكروويف . ويعود ذلك إلى أن المجالات الكهرومغناطيسية للميكروويف تحث تيارات كهربائية في الرقاقة المعدنية، مما يؤدي إلى ارتفاع الجهد الكهربائي عند نقاطها الحادة. وإذا كان الجهد مرتفعًا بدرجة كافية، فإنه سيتسبب في حدوث شرارة كهربائية في المناطق ذات الجهد المنخفض، حتى في الهواء المحيط بالرقاقة. وقد صُممت أفران الميكروويف الحديثة لمنع تلف أنبوب المغنطرون الداخلي نتيجة انعكاس طاقة الميكروويف، وتتوفر عبوات ألومنيوم مصممة خصيصًا للتسخين بالميكروويف. [ 15 ]

عند غمره في محلول بيكربونات الصوديوم ، يمكن استخدامه لتلميع المعادن مثل الفضة والذهب عبر التنظيف الإلكتروليتي ، كونه معدنًا أكثر تفاعلًا من كليهما. [ 16 ] ويمكن استخدام طريقة مماثلة لإنتاج ركائز فضية لتحليل طيف رامان . [ 17 ]

القضايا البيئية

يمكن إعادة تدوير بعض منتجات رقائق الألومنيوم بنحو 5% من تكلفة الطاقة الأصلية . [ 18 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. "الإحصائيات" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 24-03-2016 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 مارس 2016 .
  2. 1 2 "الرقائق والتغليف" . مؤرشف بتاريخ 27-12-2007 في Wayback Machine . جمعية الألومنيوم (الولايات المتحدة الأمريكية).
  3. بيرغر، كينيث ر. (ديسمبر 2002). "تاريخ موجز للتغليف" . جامعة فلوريدا. مؤرشف من الأصل في 9 سبتمبر 2014. تم الاطلاع عليه في 24 سبتمبر 2014 .
  4. مشروع حفظ الأسطوانات ورقمنتها، جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا (16 نوفمبر 2005). "تسجيلات القصدير" (صفحة ويب) . تسجيلات الأسطوانات: مدخل تمهيدي . جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا. مؤرشف من الأصل في 16 أكتوبر 2011. تم الاطلاع عليه في 17 أكتوبر 2011 .
  5. ماري بيليس (9 أبريل 2012). "تشارلز مارتن هول: تاريخ الألومنيوم" . Inventors.about.com . تاريخ الاسترجاع: 28 ديسمبر 2012 .{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  6. "التاريخ" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2015-05-12.
  7. "حقائق عن رقائق الألومنيوم" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 25 مارس 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 مايو 2020 .
  8. "الأسئلة الشائعة" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 21-10-2014 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24-08-2014 .
  9. أوت، هنري (1976)، تقنيات الحد من الضوضاء في الأنظمة الإلكترونية ، وايلي إنترساينس، رمز Bibcode : 1976nrte.book.....O ، ISBN 0-471-65726-3. قام أوت (1976 ، الشكل 6-13) برسم بياني لفقدان الانعكاس للنحاس ويظهر فقدان المجال الكهربائي والموجة المستوية عند أكثر من 90  ديسيبل.
  10. ^ أوت 1976 ، ص 155-156 . 
  11. روبرتسون، ج. (2006). الطبعة الثانية. تغليف المواد الغذائية، المبادئ والتطبيق، بوكا راتون، فلوريدا، مجموعة تايلور وفرانسيس: ISBN 0-8493-3775-5الفصل السابع: مواد التغليف المعدنية.
  12. ديغارمو، إي. بول؛ بلاك، جيه تي؛ كوهسر، رونالد أ. (2003). المواد والعمليات في التصنيع ( الطبعة التاسعة). وايلي. ص 386. ISBN   0-471-65653-4.
  13. أمثلة على المنتجات المؤرشفة بتاريخ 18-12-2008 في أرشيف الإنترنت
  14. سعيد، أوليفييه؛ مايك سي، طاهٍ (22-11-2011). المطبخ على النار!: إتقان فن الطبخ في 12 أسبوعًا (أو أقل) . دار نشر دا كابو. رقم ISBN 9780738214535تمت أرشفة النسخة الأصلية بتاريخ 22-10-2017 .
  15. هوس، ج. (1997) التغليف القابل للتسخين في الميكروويف والمواد القابلة للتسخين في فرن مزدوج، في موسوعة وايلي لتكنولوجيا التغليف، الطبعة الثانية، تحرير برودي، أ. ومارش، ك. نيويورك، جون وايلي وأولاده.
  16. "كيفية تنظيف الفضة المتسخة في 15 دقيقة" . MEL Science . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18-06-2025 .
  17. غوتيس، ألبرت؛ كارارو، كارلو؛ مابوديان، رويا (10 فبراير 2010). "تشعبات فضية من الإزاحة الجلفانية على رقائق ألومنيوم تجارية كركيزة فعالة لتقنية SERS" . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 132 (5): 1476-1477 . doi : 10.1021/ja909806t . ISSN 0002-7863 . 
  18. الشراكة الآسيوية الباسيفيكية للتنمية النظيفة والمناخ . "خطة العمل، الصفحة 5، الجدول 2: 4.2 مقابل 0.19" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 6 أبريل 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 أبريل 2009 .