Acerca del Aluminio
El aluminio es un metal dúctil, blando, no magnético y de color blanco plateado del grupo del boro. En masa, el aluminio constituye aproximadamente el 8% de la corteza terrestre; es el tercer elemento más abundante después del oxígeno y el silicio y el metal más abundante en la corteza, aunque es menos común en el manto de abajo.
Resumen
| Elemento | Aluminio |
| Número atómico | 13 |
| Categoría de elemento | Pobre metal |
| Fase en STP | Sólido |
| Densidad | 2,7 g / cm3 |
| Resistencia a la tracción | 90 MPa (puro), 600 MPa (aleaciones) |
| Límite de elastacidad | 11 MPa (puro), 400 MPa (aleaciones) |
| Módulo de Young | 70 GPa |
| Escala de Mohs | 2,8 |
| Dureza Brinell | 240 MPa |
| Dureza Vickers | 167 MPa |
| Punto de fusion | 660 ° C |
| Punto de ebullición | 2467 ° C |
| Conductividad térmica | 237 W / mK |
| Coeficiente de expansión térmica | 23,1 µm / mK |
| Calor especifico | 0,9 J / g K |
| Calor de fusión | 10,79 kJ / mol |
| Calor de vaporización | 293,4 kJ / mol |
| Resistividad eléctrica [medidor de nanoOhmios] | 26,5 |
| Susceptibilidad magnética | + 16,5e-6 cm ^ 3 / mol |
Aplicaciones del Aluminio
El aluminio y sus aleaciones se utilizan ampliamente en aplicaciones aeroespaciales, automotrices, arquitectónicas, litográficas, de embalaje, eléctricas y electrónicas. Es el principal material de construcción para la industria aeronáutica a lo largo de la mayor parte de su historia. Aproximadamente el 70% de las estructuras de las aeronaves civiles comerciales están hechas de aleaciones de aluminio, y sin el aluminio la aviación civil no sería económicamente viable. La industria automotriz ahora incluye el aluminio como piezas de fundición de motores, ruedas, radiadores y cada vez más como partes de la carrocería. El aluminio 6111 y la aleación de aluminio 2008 se utilizan ampliamente para paneles externos de carrocería de automóviles. Los bloques de cilindros y los cárteres suelen estar hechos de aleaciones de aluminio.
Producción y precio del Aluminio
Los precios de las materias primas cambian a diario. Están impulsados principalmente por la oferta, la demanda y los precios de la energía. En 2019, los precios del Aluminio puro rondaron los 18 $ / kg.
El aluminio se extrae del mineral principal, la bauxita. Se encuentran importantes depósitos de bauxita en Australia, el Caribe, África, China y América del Sur. Las técnicas de corte abierto se utilizan comúnmente para extraer la bauxita. La bauxita se purifica mediante el proceso Bayer. La producción de aluminio consume mucha energía, por lo que los productores tienden a ubicar las fundiciones en lugares donde la energía eléctrica es abundante y barata. A partir de 2012, las fundiciones de aluminio más grandes del mundo se encuentran en China, Rusia, Bahrein, Emiratos Árabes Unidos y Sudáfrica.
Fuente: www.luciteria.com
Propiedades mecánicas del Aluminio
Resistencia del Aluminio
En mecánica de materiales, la resistencia de un material es su capacidad para soportar una carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. La resistencia de los materiales básicamente considera la relación entre las cargas externas aplicadas a un material y la deformación resultante o cambio en las dimensiones del material. Al diseñar estructuras y máquinas, es importante considerar estos factores, a fin de que el material seleccionado tenga la resistencia adecuada para resistir las cargas o fuerzas aplicadas y conservar su forma original. La resistencia de un material es su capacidad para soportar esta carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas.
Para la tensión de tracción, la capacidad de un material o estructura para soportar cargas que tienden a alargarse se conoce como resistencia máxima a la tracción (UTS). El límite elástico o límite elástico es la propiedad del material definida como el esfuerzo en el que un material comienza a deformarse plásticamente, mientras que el límite elástico es el punto donde comienza la deformación no lineal (elástica + plástica).
Ver también: Resistencia de los materiales
Máxima resistencia a la tracción del Aluminio
La resistencia máxima a la tracción del aluminio es de 90 MPa (puro), 600 MPa (aleaciones).
Límite de elastacidad del Aluminio
El límite elástico del aluminio es de 11 MPa (puro), 400 MPa (aleaciones).
Módulo de Young del Aluminio
El módulo de Young del aluminio es 70 GPa.
Dureza del Aluminio
En la ciencia de los materiales, la dureza es la capacidad de resistir la hendidura de la superficie ( deformación plástica localizada ) y el rayado . La prueba de dureza Brinell es una de las pruebas de dureza por indentación, que se ha desarrollado para pruebas de dureza. En las pruebas Brinell, se fuerza un penetrador esférico duro bajo una carga específica en la superficie del metal que se va a probar.
La dureza Brinell del aluminio es de aproximadamente 240 MPa.
El método de prueba de dureza Vickers fue desarrollado por Robert L. Smith y George E. Sandland en Vickers Ltd como una alternativa al método Brinell para medir la dureza de materiales. El método de prueba de dureza Vickers también se puede utilizar como método de prueba de microdureza , que se utiliza principalmente para piezas pequeñas, secciones delgadas o trabajos de profundidad de caja.
La dureza Vickers del aluminio es de aproximadamente 167 MPa.
La dureza al rayado es la medida de la resistencia de una muestra a la deformación plástica permanente debido a la fricción de un objeto afilado. La escala más común para esta prueba cualitativa es la escala de Mohs , que se utiliza en mineralogía. La escala de Mohs de dureza mineral se basa en la capacidad de una muestra natural de mineral para rayar visiblemente otro mineral.
El aluminio tiene una dureza de aproximadamente 2,8.
Ver también: dureza de materiales
Aluminio – Estructura de cristal
Una posible estructura cristalina del aluminio es una estructura cúbica centrada en las caras .
En los metales, y en muchos otros sólidos, los átomos están dispuestos en matrices regulares llamadas cristales. Una red de cristal es un patrón repetitivo de puntos matemáticos que se extiende por todo el espacio. Las fuerzas de los enlaces químicos provocan esta repetición. Es este patrón repetido el que controla propiedades como resistencia, ductilidad, densidad, conductividad (propiedad de conducir o transmitir calor, electricidad, etc.) y forma. Hay 14 tipos generales de patrones conocidos como celosías de Bravais.
Ver también: Estructura cristalina de materiales
Estructura cristalina de Aluminio
Resistencia de los elementos
Elasticidad de los elementos
Dureza de los elementos
Propiedades térmicas del Aluminio
Aluminio: punto de fusión y punto de ebullición
Punto de fusión del aluminio es 660 ° C .
Punto de aluminio de ebullición es 2467 ° C .
Tenga en cuenta que estos puntos están asociados con la presión atmosférica estándar.
Aluminio – Conductividad térmica
La conductividad térmica del aluminio es 237 W / (m · K).
Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden mediante una propiedad llamada conductividad térmica , k (o λ), medida en W / mK . Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por conducción . Tenga en cuenta que la ley de Fourier se aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo tanto, también se define para líquidos y gases.
Coeficiente de expansión térmica del aluminio
El coeficiente de expansión térmica lineal del aluminio es de 23,1 µm / (m · K)
La expansión térmica es generalmente la tendencia de la materia a cambiar sus dimensiones en respuesta a un cambio de temperatura. Por lo general, se expresa como un cambio fraccional de longitud o volumen por cambio de temperatura unitario.
Aluminio: calor específico, calor latente de fusión, calor latente de vaporización
Calor específico del aluminio es de 0,9 J / g K .
La capacidad calorífica es una propiedad extensa de la materia, lo que significa que es proporcional al tamaño del sistema. La capacidad calorífica C tiene la unidad de energía por grado o energía por kelvin. Cuando se expresa el mismo fenómeno como una propiedad intensiva, la capacidad calorífica se divide por la cantidad de sustancia, masa o volumen, por lo que la cantidad es independiente del tamaño o extensión de la muestra.
El calor latente de fusión del aluminio es 10,79 kJ / mol .
El calor latente de vaporización del aluminio es 293,4 kJ / mol .
El calor latente es la cantidad de calor que se agrega o se elimina de una sustancia para producir un cambio de fase. Esta energía rompe las fuerzas de atracción intermoleculares y también debe proporcionar la energía necesaria para expandir el gas (el trabajo pΔV ). Cuando se agrega calor latente, no se produce ningún cambio de temperatura. La entalpía de vaporización es función de la presión a la que tiene lugar esa transformación.
Punto de fusión de los elementos
Conductividad térmica de elementos
Expansión térmica de elementos
Capacidad calorífica de los elementos
Calor de fusión de elementos
Calor de vaporización de elementos
Aluminio – Resistividad eléctrica – Susceptibilidad magnética
La propiedad eléctrica se refiere a la respuesta de un material a un campo eléctrico aplicado. Una de las principales características de los materiales es su capacidad (o falta de capacidad) para conducir corriente eléctrica. De hecho, los materiales se clasifican según esta propiedad, es decir, se dividen en conductores, semiconductores y no conductores.
Ver también: Propiedades eléctricas
La propiedad magnética se refiere a la respuesta de un material a un campo magnético aplicado . Las propiedades magnéticas macroscópicas de un material son una consecuencia de las interacciones entre un campo magnético externo y los momentos dipolares magnéticos de los átomos constituyentes . Diferentes materiales reaccionan a la aplicación de un campo magnético de manera diferente .
Ver también: Propiedades magnéticas
Resistividad eléctrica del Aluminio
La resistividad eléctrica del aluminio es 26,5 nΩ⋅m .
La conductividad eléctrica y su inversa, la resistividad eléctrica , es una propiedad fundamental de un material que cuantifica cómo el aluminio conduce el flujo de corriente eléctrica. La conductividad eléctrica o conductancia específica es el recíproco de la resistividad eléctrica.
Susceptibilidad magnética del Aluminio
La susceptibilidad magnética del aluminio es + 16,5e-6 cm ^ 3 / mol .
En electromagnetismo, la susceptibilidad magnética es la medida de la magnetización de una sustancia. La susceptibilidad magnética es un factor de proporcionalidad adimensional que indica el grado de magnetización del aluminio en respuesta a un campo magnético aplicado.
Resistividad eléctrica de elementos
Susceptibilidad magnética de elementos
Otras propiedades del Aluminio
