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El aluminio es un metal cuyas características, cualidades y sus propiedades lo hacen muy funcional y adecuado para diferentes usos. Es por ello que adquiere una gran importancia, y se busca tener un máximo aprovechamiento del aluminio y sus propiedades.
En la actualidad el aluminio es el metal cuya producción es la mayor después del acero. Sin embargo, dentro de los metales no-ferrosos, el tamaño de producción del aluminio es más grande que todos los otros metales no-ferrosos juntos.
Aluminio
El aluminio (Al) es un elemento metálico ubicado en la posición 13 (número atómico 13) de la tabla periódica. Tiene un comportamiento tanto reactivo como pasivo. Forma compuestos estables. Reacciona fácilmente con el oxígeno (Al2O3), lo que conduce a que no se encuentre en forma libre en la naturaleza.
- El aluminio es el tercer elemento más abundante en la corteza terrestre7.96%).
- Se puede encontrar aluminio en las rocas, vegetales y en animales. Y en estado natural está presente en silicatos.
- El aluminio es un elemento altamente reactivo, especialmente con el oxígeno.
- La principal fuente de obtención del aluminio es la bauxita, que es una roca formado por otros minerales ricos en aluminio.
- Para la obtención del aluminio, primero pasa por el proceso Bayer y luego por electrolisis.
- El aluminio es un buen conductor de la electricidad, gracias a sus 3 electrones de valencia.
Aluminio Y Su Estructura Atómica
El numero atómico del aluminio es 13. Este elemento consta de 13 protones en el núcleo y se encuentra rodeado por 13 electrones en la nube electrónica.
La valencia del aluminio es de 3 de acuerdo a su distribución electrónica.
¿Qué es la Bauxita?
La bauxita es una roca que se encuentra formado por minerales de aluminio. Cuya composición no es especifica. Esta mezcla contiene óxidos de aluminio hidratados, hidróxido de aluminio, minerales arcillosos. También tiene cuarzo, hematita, magnetita, siderita, goethita. Y muchas veces contiene gibbsita(Al(OH)3), boehmita(AlO(OH)), diáspora(AlO(OH)).
Características Del Aluminio
Características Físicas
- El aluminio es el elemento mas abundante en la naturaleza después del oxígeno y el silicio.
- La densidad del aluminio es de 2.7 gr/cm3, esto indica que se trata de un metal ligero.
- El aluminio posee un punto de fusión de 660° C (Celsius) o 933 K (Kelvin).
- Posee color es blanco plateado algo azulado, un color grisáceo.
- Posee una buena conductividad eléctrica.
Características Mecánicas Del Aluminio
- Se trata de un material blando, su dureza en la escala de Mohs es de 2-3.
- Es un material maleable.
- Al estar en estado puro, el aluminio presenta un limite de resistencia a la tracción entre 160-200 N/mm2 (Mpa).
- Es un material que tiene la facilidad para formar aleaciones.
Todas estas características del aluminio, lo hacen un material adecuado para ser aprovechado en la fabricación de cables eléctricos y para laminas delgadas, no obstante, no es adecuado como elemento de estructuras.
Sin embargo, se pueden conseguir mejoras en las características y propiedades del aluminio, cuando se crea aleaciones, lo que le permite ser ideal para otras operaciones.
Características Químicas Del Aluminio
El aluminio presenta un estado de oxidación de III debido a su capa de valencia. Esto hace que el aluminio sea reactivo principalmente con el oxígeno formando la alúmina Al2O3.
Esta propiedad reactiva del aluminio le permite cubrirse del oxido, que le puede servir como aislante de la corrosión. El óxido formado por el aluminio es muy estable.
El aluminio tiene la capacidad de disolverse en ácidos y bases.
Reacciona fácilmente con el ácido clorhídrico y el hidróxido sódico.
Altamente reactivo con ácidos calientes.
También tiene alta reactividad con el agua caliente.
Forma gran variedad de compuestos, que se encuentran en la naturaleza. Como la roca bauxita, que está formada por otros minerales. Como vimos en la parte superior.
Tiene gran capacidad de aleación. Y sobre todo con el cobre, silicio y magnesio donde la aleación adquiere gran resistencia.
Aluminio Y Sus Propiedades
La Dureza del Aluminio
El aluminio es relativamente blando. En la escala de Mohs el aluminio tiene una dureza de 2.9. En Vickers (167Mpa) y en Brinell(245Mpa).
Aun así, la dureza del aluminio se puede ver aumentado al estar aleado con otros metales.
Resistencia a la Corrosión
Debido a la gran reactividad del aluminio con el oxígeno. Al exponer al medio al aluminio, se forma una capa de óxido de aluminio en la superficie. Lo que se vuelve una capa bastante resistente a la corrosión. Aun así, el aluminio puede sufrir corrosión y puede terminar afectando a sus propiedades.
Densidad del Aluminio
La densidad del aluminio es relativamente baja, 2,7 g/cm³. Lo que lo vuelve ligero y de gran importancia. Ya que, al ser un material ligero y de gran resistencia, es adecuado para determinadas operaciones.
Ductilidad Y Maleabilidad
Es un material bastante suave y no ofrece fricción en la superficie. Es capaz de formar varios productos, debido a su ductilidad y maleabilidad.
Punto De Fusión Y Ebullición
El aluminio presenta un punto de fusión de 660° C y su punto de fusión es de 2519°C.
Entalpia De Vaporización
Esta propiedad alcanza los 293,4 KJ/mol.
Estructura Cristalina Del Aluminio
La estructura cristalina determina el ordenamiento de los átomos del metal. El aluminio presenta una estructura cristalina cubica centrada en las caras.
Calor Especifico
Esta propiedad alcanza los 900 J/(K-Kg).
Conductividad Eléctrica Del Aluminio
El aluminio es uno de los materiales con mejor conductividad eléctrica. La conductividad del aluminio es de 3,6×107 S/m.
Conductividad Térmica Del Aluminio
El aluminio presenta una buena conductividad térmica que alcanza los 237 W/(K- m).
Modulo Elástico
Su capacidad de elasticidad del aluminio es relativamente buena. Alcanza los 70 GPa.
Tipos de Aluminio
Debido a los diferentes requerimientos de la industria y a la versatilidad del aluminio. Se han producido diferentes tipos de aluminio y a la vez sus propiedades varían.
Esto también porque el aluminio es capaz de formar compuestos estables y también es capaz de ser aleado. Es decir, que puede formar aleaciones junto a otros metales, lo que podría hacer que el aluminio y sus propiedades se vean mejoradas o en consecuencia se consiga una aleación mucho mejor.
Entonces existen diferentes tipos de aluminio dependiendo del uso que se le vaya a dar.
Los tipos de aluminio se clasifican en diferentes grados de aluminio. Estos diferentes grados de aluminio se denotan por el primer dígito de sus nombres. Los siguientes dígitos de sus nombres indican información adicional. Como aleantes, procesos de endurecimiento, etc.
A su vez los tipos de aluminio se pueden separar en dos categorías.
Aleaciones de fundición, que contienen más del 22% de aluminio en la composición de la aleación.
Aleaciones forjadas, que contienen una cantidad menor o igual a 4% de aluminio.
Estos tipos de aluminio, van a tener diferentes propiedades. Lo que hace al aluminio muy versátil.
Aleaciones De Fundición De Aluminio
Esta serie de aluminios se nombra con cuatro dígitos. Donde el cuarto dígito es decimal 4XX.X. La aleación con silicio es la más utilizada, debido a que se puede colar con facilidad.
Aleaciones Forjadas De Aluminio
Las aleaciones forjadas de aluminio se nombran al igual que las fundiciones de aluminio. Pero el nombre de las aleaciones forjadas no tiene decimales. De esa manera se puede diferenciar el tipo de aluminio.
Estos tipos de aluminio tienden a tener sus propiedades mejoradas. Por lo que son más versátiles que las fundiciones de aluminio.
Usos Y Aplicaciones Del Aluminio Y Sus Propiedades
En el sector industrial el aluminio es de gran importancia, ya que brinda una buena calidad y es versátil en usos. En la actualidad el aluminio es viene compitiendo con el hierro/ acero.
El aluminio tiene muchas aplicaciones, este metal puede ser usado en estado puro, en forma de aleaciones y también en materiales compuestos.
Usos Del Aluminio En Estado Puro
Se aprovecha sus propiedades opticas para obtener espejos tanto domesticos como industriales.
El uso mas popular en estado puro del aluminio es como papel aluminio, que se caracteriza por ser ligero, delgado y maleable, lo que lo hace de fácil manipulación para cubrir alimentos.
Es muy usado en latas. Las mismas que posteriormente pueden ser recicladas.
Se aprovechan sus propiedades eléctricas, al ser el aluminio es un buen conductor eléctrico, es capaz de competir con el cobre. Su principal ventaja esta en lo ligero que resulta ser el aluminio.
Es usado en la industria aeronáutica.
Usos Del Aluminio Como Aleación
Aprovechan su capacidad de formar aleaciones para poder obtener nuevas o mejores propiedades, los cuales dan paso a materiales adecuados para diferentes áreas.
Existen aleaciones de aluminio que se usan en estructuras de arquitectura y de transporte.
Se usa para la fabricación de enseres domésticos como utensilios de cocina y herramientas.
Es usado en la soldadura aluminotérmica.
Gracias a su reactividad es usado como explosivo y también es usado como combustible químico.
Es usado en la aeronáutica por ser liviano y por tener buena resistencia gracias al oxigeno que lo compone.
Usos Del Aluminio En Materiales Compuestos
La alúmina es un ejemplo de material compuesto, este es el oxido de aluminio. Este material se obtiene de la bauxita y se usa en forma cristalina y en forma amorfa.
Debido a su alta reactividad lo haluros, sulfatos, hidruros de aluminio y su forma hidróxido, el aluminio será utilizado en diversos procesos industriales.
También hay compuestos de aluminio que son utilizados como explosivos.
