Cómo fabricar aleaciones de aluminio

La abundancia natural del aluminio y su baja densidad inspiran a los diseñadores para encontrarle muchos usos. Si se le añaden pequeñas cantidades de otros metales, adquiere la dureza suficiente para ser un material estructural.

Durante muchos años, los fabricantes de aviones han utilizado el aluminio. Además de ser ligeros, los materiales deben ser rígidos y capaces de soportar temperaturas extremas. El litio, el elemento metálico más ligero, puede actuar como impureza sustitutiva en un cristal de aluminio. Se ha descubierto que el cobre aumenta la resistencia de las aleaciones de aluminio-litio. El magnesio también puede utilizarse como elemento de aleación en lugar del litio. Las aleaciones no son tan resistentes a la corrosión. El óxido de aluminio se forma en la superficie del aluminio puro, formando una capa protectora, pero su formación se ve interrumpida por la presencia de impurezas.
La simple mezcla de litio o magnesio con aluminio no basta para obtener un metal resistente. En el bronce, los grandes átomos de estaño dificultan el deslizamiento de los átomos de cobre por sus planos de deslizamiento. En el acero, los pequeños átomos de carbono rellenan los intersticios de la red de hierro, impidiendo que los planos de hierro se deslicen. El litio y el magnesio no son más grandes que el aluminio, y si están en lugares de la red no impedirán que los átomos se deslicen.
Un proceso llamado endurecimiento por precipitación reduce la maleabilidad de una aleación de aluminio. El material se calienta a una temperatura inferior al punto de fusión. Esto aumenta la cantidad de impureza que se disolverá en el aluminio. La aleación se deja enfriar a una velocidad determinada y se deja envejecer durante varios días.

Aunque un átomo de litio o magnesio encaja en la red de aluminio, no está tan fuertemente unido a los átomos de aluminio circundantes como lo estaría un átomo de aluminio correspondiente. Se produce cierta tensión en la red, distorsionándola. El calor permite que los átomos de impureza se desplacen por el cristal. Cuando unos pocos átomos de litio se encuentran, se unen y forman un precipitado, un grupo de átomos con un patrón de red diferente (más pequeño). Los precipitados bloquean los planos de deslizamiento de la red de aluminio. El material con precipitados es significativamente más duro.
Las aleaciones de aluminio también pueden trabajarse en frío. El laminado y el prensado deforman los granos y reducen su tamaño.