L’Alluminio e <strong>le</strong> <strong>sue</strong> <strong>le</strong>ghe – stato dell’arte e prospettiveConducibilità termica:è la proprietà dei materiali di trasmettere il calore.Analiticamente è il coefficiente tra il flusso termico egradiente termico.Conducibilità e<strong>le</strong>ttrica:Temperatura di fusione:è la proprietà dei materiali metallici di trasmettere lacorrente e<strong>le</strong>ttrica. Analiticamente è il coefficiente tra il flussodi carica e il campo e<strong>le</strong>ttrico. E’ il reciproco della resistivitàe<strong>le</strong>ttricatemperatura alla qua<strong>le</strong> avviene il passaggio dallo statosolido a quello liquidoResistenza alla corrosione: è la proprietà di resistere al deterioramento superficia<strong>le</strong>causato da reazioni chimiche.Le proprietà dell’alluminio- L'alluminio ha densità bassa 2,7 g/cm3, (la sua densita' e' un terzo di quella dell'acciaio);- Cristallizza nel reticolo CFC e quindi presenta un comportamento dutti<strong>le</strong> (profilati diogni forma) e non infragilisce al<strong>le</strong> basse temperature;- La conducibilità e<strong>le</strong>ttrica e' buona (37,7 m/Ω mm2). E' pari al 65% di quella del Cu aparità di volume.- La conducibilità termica e' ottima (242 W/m K), superata solo da Ag, Au e Cu(Fe=79 W/m K).- Il coefficiente di dilatazione, (23x10-6 /K) due volte quello del ferro, dà inconvenientidurante la fusione e <strong>le</strong> saldature.- Il punto di fusione e' di 660° C il che rende l'alluminio e ancora di più <strong>le</strong> <strong>sue</strong> <strong>le</strong>ghelavorabili per fusione.- E' molto resistente alla corrosione dovuta ai normali agenti perché si ricopre di unostrato di ossido aderente e non poroso (protettivo). L'Al2O3 e' chimicamente stabi<strong>le</strong>tra pH = 4 – 8;- L'e<strong>le</strong>vata resistenza alla corrosione fa si che la sua riciclabilità sia molto alta;- Non e' magnetico (sopporta e<strong>le</strong>vati voltaggi ed è ottimo quindi in e<strong>le</strong>ttronica);16
L’Alluminio e <strong>le</strong> <strong>sue</strong> <strong>le</strong>ghe – stato dell’arte e prospettive- Il rapporto σ/ρ e' superiore a quello dell' acciaio.- La durezza e' bassa;- Non presenta limite di fatica (quindi da questo punto di vista e' peggio dell'acciaio);- E' aspinterogeno, quindi se urtato non provoca scintil<strong>le</strong>;- La resistenza all'abrasione e all'usura è bassa;- Non e' combustibi<strong>le</strong> e non produce fumi tossici;Pochi e<strong>le</strong>menti in natura si prestano a costituire un numero così e<strong>le</strong>vato di <strong>le</strong>ghe comel'Alluminio. Per migliorare <strong>le</strong> caratteristiche meccaniche si aggiungono all’Alluminiodeterminati quantitativi di e<strong>le</strong>menti <strong>le</strong>ganti. Quando si combina con altri e<strong>le</strong>menti, <strong>le</strong>caratteristiche di questo metallo, che allo stato puro è tenero e dutti<strong>le</strong>, cambianoradicalmente. Basta un solo esempio: l'ossido di Alluminio (Al2O3) o corindone (i cristallitrasparenti della migliore qualità sono più conosciuti come zaffiri e rubini), è la sostanzanatura<strong>le</strong> più dura dopo il diamante, con durezza relativa 9 nella scala Mohs. Per quantoriguarda <strong>le</strong> <strong>le</strong>ghe metalliche formate dall’Alluminio, <strong>le</strong> peculiarità in comune per tutte sono:Bassa temperatura di fusione compresa tra i 510 ed i 650°CBasso peso specifico, compreso tra 2,66 e 2,85 gr/cm3E<strong>le</strong>vatissima conducibilità e<strong>le</strong>ttrica e termicaContenuto di Alluminio maggiore del 90%Gran parte degli e<strong>le</strong>menti metallici sono solubili nell’alluminio, tuttavia Rame (Cu), Silicio(Si), Magnesio (Mg), Zinco (Zn), Manganese (Mn) sono i <strong>le</strong>ganti utilizzati per l’alluminio acostituire <strong>le</strong> <strong>le</strong>ghe madri; accanto ad essi si possono impiegare e<strong>le</strong>menti che migliorano <strong>le</strong>prestazioni per alcune proprietà tecnologiche o strutturali, conosciuti come correttivi (peresempio l’affinazione del grano, l’innalzamento della temperatura critica diricristallizzazione, l’incremento di resistenza ad e<strong>le</strong>vata temperatura, la neutralizzazione dialcune impurità nocive) Si trovano aggiunte, per scopi particolari, picco<strong>le</strong> percentuali dinichel, titanio, zirconio, cromo, bismuto, piombo, cadmio scandio ed anche stagno e ferro.Il Ferro comunque generalmente è sempre presente come impurezza. Quando glie<strong>le</strong>menti sopra menzionati vengono aggiunti all'alluminio di base da soli si hanno <strong>le</strong>ghebinarie, quando aggiunti a due a due o a tre a tre si hanno rispettivamente <strong>le</strong>ghe ternarie o<strong>le</strong>ghe quaternarie.I modi con cui vengono aggiunti sono:17