Aluminio:
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Este metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil en ingeniería de materiales, tales como su baja densidad(2.700 kg/m3) y su alta resistencia a la corrosión. Mediante aleaciones adecuadas se puede aumentar sensiblemente su resistencia mecánica(hasta los 690 MPa). Es buen conductor de la electricidad y del calor, se mecaniza con facilidad y es muy barato. Por todo ello es desde mediados del siglo XX el metal que más se utiliza después del acero.
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Características
El aluminio es un elemento muy abundante en la naturaleza, sólo aventajado por el silicio y el oxígeno. Se trata de un metal ligero, con una densidad de 2700 kg/m3, y con un bajo punto de fusión (660 °C). Su color es blanco y refleja bien la radiación electromagnética del espectro visible y el térmico. Es buen conductor eléctrico (entre 35 y 38 m/(Ω mm2)) y térmico (80 a 230 W/(m•K)).
Características mecánicas
Mecánicamente es un material blando (Escala de Mohs: 2-3-4) y maleable. En estado puro tiene un límite de resistencia en tracción de 160-200N/mm2 (160-200 MPa).
Todo ello le hace adecuado para la fabricación de cables eléctricos y láminas delgadas, pero no como elemento estructural. Para mejorar estas propiedades se alea con otros metales, lo que permite realizar sobre él operaciones de fundición y forja, así como la extrusión del material. También de esta forma se utiliza como soldadura.
Características químicas
La capa de valencia del aluminio está poblada por tres electrones, por lo que su estado normal de oxidación es III. Esto hace que reaccione con el Oxígeno de la atmósfera formando con rapidez una fina capa gris mate de alúmina Al2O3, que recubre el material, aislándolo de ulteriores corrosiones.
Esta capa puede disolverse con ácido cítrico. A pesar de ello es tan estable que se usa con frecuencia para extraer otros metales de sus óxidos. Por lo demás, el aluminio se disuelve en ácidos y bases.
Reacciona con facilidad con el ácido clorhídrico y el hidróxido sódico.
Producción del aluminio
Toda la producción de aluminio se basa en el proceso Hall-Herout. La alúmina se refina a partir de la bauxita y se disuelve en un baño con sales fluorhídricas. Se establece entonces una corriente eléctrica en el baño para electrolizar la alúmina disuelta con oxígeno. El aluminio es entonces recogido en el cátodo y periódicamente extraído del baño.
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Las principales impurezas que se mezclan con el aluminio son el hierro y el silicio, aunque también puede encontrarse cinc, titanio, vanadio y galio.
La producción mundial de aluminio es de unas 17.300.000 Toneladas métricas.
Series de aluminios según sus aleantes
Las aleaciones de aluminio se clasifican en función del elemento aleante usado. Los elementos aleantes más usados son:
• cobre
• manganeso
• silicio
• magnesio
• zinc
Aportaciones de los elementos aleantes
Los principales elementos aleantes del aluminio son los siguientes y se enumeran las ventajas que proporcionan.
• Cromo (Cr) Aumenta la resistencia mecánica cuando está combinado con otros elementos Cu, Mn, Mg.
• Cobre (Cu) Incrementa las propiedades mecánicas pero reduce la resistencia a la corrosión.
• Hierro (Fe). Aumenta la resistencia mecánica.
• Magnesio (Mg) Tiene una gran resistencia tras el conformado en frío.
• Manganeso (Mn) Incrementa las propiedades mecánicas y reduce la calidad de embutición.
• Silicio (Si) Combinado con magnesio (Mg), tiene mayor resistencia mecánica.
• Titanio (Ti) Aumenta la resistencia mecánica.
• Zinc (Zn) Aumenta la resistencia a la corrosión.
• Escandio (Sc) Mejora la soldadura.
BIBLIOGRAFIA:
• VERLAG DUSSELDORF (2004), MANUAL DEL ALUMINIO VOLUMEN II, EDITORIAL REVERETÉ,S.A., BARCELONA ESPAÑA, PAG 114-167
• DITRICH G. ALTENPOHL, (1999), ALIMINUM; TECHNOLOGY, APPLICATIONS AND ANVIRONMENT.
• L.F.MONDOLFO, ALUMINUM ALLOYS, STRUCTURE AND PROPERTIES
• http://www.lenntech.es/periodica/elementos/al.htm