LEDフィラメントとアルミナ

LEDフィラメントも5Vの電流をUSBケーブルから流している間は、光だけでなく熱も発する。本来はここに自転車用の、金属でなくセラミックで電気を通さないで熱を通すアルミナ棒を取り付けた。アルミナはボーキサイトという原料からアルミニウムを精製する過程で生み出される。酸化アルミニウムのことで、アルミニウム自体は錆びたり酸化することがないので、酸化アルミニウムは金属でなく、そのうち熱を通しやすい性質だけをもったセラミックになる。アルミナは画材として、amazonで揃えることができた。

アルミナの棒はクロネコヤマトが配送時間の指定が無く、平時の7時くらいまで待っていが入れ違いで、マンションの管理人に小包が届いたようだった。その間に東急ハンズにチューブを見繕いに行き、ついでにシールでゴムのカバーをリチウムポリマーのモバイルバッテリーに付けた。ブロックのゴムでプラスチックのままより手触りが良くなり、衝撃にも耐性ができた。それによってバッテリーを自転車のカゴに載せても、振動を予防する。またホームセンターで工具を入れる筒状の入れ物を自転車のカゴにカラビナで括り付ける。工具入れは作業用ズボンのベルトに付けるためか、鋲で取付けてあり、自転車のハンドルにつけるタイプがなかなか見つからない。筒状のタイプであれば、カゴの上に、ドリンク入れのように付けられて、カゴの中身も空けられる。筒にはビニールの蓋が付いており、雨の時には完全には防水でないけれど、多少は雨露を防げそうだ。とはいえ、USBケーブルの金属の部分やマグネットは濡れっぱなしにならないように手入れが必要になる。またヨドバシカメラの自転車売り場でカゴにゴムの網を付けて、カゴの中身を固定するためのオプションが付いていた。これによってカゴにバックを入れていても、蓋を抑えながら乗らずに済む。とはいえ折り畳み自転車で、カゴのサイズが平たく、網が多少たわむ、金具も上手く引っかからない、そこでホームセンターのカラビナに付け替えてカゴと網を固定することにした。筒状の道具入れにあらかじめ付いていたカラビナは、どういうわけか逆方向に曲がって故障してしまった。カラビナの金具はめったに壊れないので、珍らしい不具合だった。ともあれカラビナの材質は軽くて丈夫なアルミニウムで、カラビナに内蔵されたバネだけでなく、ネジで固定するタイプにすることで、軽くて丈夫な金具を揃えることになった。アクシデントではあったが、それに対して対策を立てることで、工夫のアイデアになった。

続きを読む LEDフィラメントとアルミナ

アルミニウム元素と熱

金属の銅やアルミニウムだけでなく、金属でなくて熱を伝えやすいものを探したところ、酸化アルミニウムがあった。酸化アルミニウムはアルミナとも呼ばれ、道路の舗装などにも使われているという。電気を通さずに、熱を通すので、放熱板や冷房にも使えるという。理科の元素を扱った章で、アルミナから電気精製しいてアルミニウムを作るとある、アルミナは土の塊のようにも見えた。アルミナの結晶は宝石のサファイアになり、六角柱の分子構造をしている。四角錘の炭素結晶はダイヤモンドになるという。青色発光ダイオードには、サファイアの分子構造が使われている。アルミニウムはmacBookやiPadのボディに使われている。小銭では一円玉の金属になっているが、いずれも濡れても錆びないので、軽くて丈夫で耐久性が高い。アルミには熱伝導性では銅に及ばないが、それでも金属のなかでは熱を伝えやすい。それだけでなく、熱を放射する特性があり、アルミ拍で包むと温まることができる。不思議なことに、冬の時期にアルミ拍の敷物をすると、体温が伝わってわずかながらに温かくなるが、夏には、同じアルミ拍の敷物が体温の熱を逃がすのでわずかながらに涼しくなるという。断熱用の二重タンブラーは隙間を作らないように密閉することで少ない熱でお湯が沸くように図らったけれど、例えば韓国の床暖房は、遠赤外線によるもので、石焼き芋と仕組みが似ている。ペルチェ素子を水冷ブロックと扇風機で冷やすと、ステンレスにも冷気が伝わって霜が付いていた。ステンレスは熱を通しにくいけれど、熱しやすく冷めやすいという性質を持っているようだ。数字では測れない温度があるかもしれない、とはいえ、酸化した金属でセラミックになると、材質は変わってくる。磁石にもくっつかず、電気も通さないが、アルミニウム元素に熱を司る性質があるのか、酸化アルミニウムでも熱を通しやすいようだ。銅の場合は、熱の通しやすさでは群を抜いており、例えばノートパソコンでも、回路の隙間に銅板を通して熱を逃がすためだけに加工を施すこともある。青色発光ダイオードではサファイアの結晶をアルミニウムから人工精製して、窒化ガリウムとウエハースのようにくっ付けたものだという。青色発光ダイオードが赤や緑に加わって、光の三原色がそろったことで、液晶ディスプレイが省エネルギーで薄型になった。青色にサファイアの分子構造が下地にあったことは意外だった。まるで鉱物から削って、顔料絵具に色分けするようでもある。電気回路には精製された金属が電気や熱を通すうえで必要になる。電池では酸性の水溶液に2つの異なる金属のイオン化傾向を使ったものだ。

続きを読む アルミニウム元素と熱