Densità dell'alluminio: perché è leggero?

Redazione di EstrusiAlluminio.it

L'alluminio è un metallo leggero e duttile. Appartiene al gruppo III della tavola periodica, è denominato Al, ha un numero atomico di 13 e una massa atomica di 26,98154.

L'importanza dell'alluminio

L'alluminio ha proprietà straordinarie che spiegano la sua gamma di applicazioni. In termini di popolarità, è secondo solo al ferro. L'alluminio malleabile assume facilmente qualsiasi forma e lo strato di ossido lo rende resistente alla corrosione, il che significa che la durata dei prodotti in alluminio è maggiore. Inoltre, all'elenco dei vantaggi vanno aggiunti l'elevata conducibilità elettrica, l'atossicità e la facilità di lavorazione.

Queste proprietà fisiche dell'alluminio ne determinano la popolarità. L'alluminio è indispensabile nella produzione di automobili, vagoni ferroviari e navi. Un'ampia gamma di prodotti in alluminio è utilizzata nell'edilizia moderna. L'alluminio è il materiale principale per la costruzione di linee elettriche ad alta tensione. Circa la metà degli utensili da cucina venduti ogni anno nel mondo sono fatti di questo metallo. È impossibile immaginare la nostra vita senza le lattine per bevande in alluminio e le farmacie senza i medicinali confezionati in fogli di alluminio. L'importanza dell'alluminio per l'economia moderna non può essere sopravvalutata. Il consumo di alluminio e delle sue leghe caratterizza indirettamente il livello di sviluppo tecnologico e di innovazione dell'economia nel suo complesso.

Qual è la densità dell'alluminio?

La bassa densità dell'alluminio è uno dei suoi principali vantaggi. Per quanto riguarda l'alluminio rispetto agli altri metalli, le proporzioni sono le seguenti:

- Alluminio: 2,70 g/cm3.

- Titanio: 4,51 g/cm3.

- Magnesio: 1,74 g/cm3.

- Berillio: 1,85 g/cm3.

La densità dell'alluminio e di altri materiali è una grandezza fisica che descrive il rapporto tra la massa del materiale e il volume occupato. L'unità di misura SI per la densità è kg/m3. Tuttavia, per la densità dell'alluminio viene spesso utilizzata la misura più descrittiva g/cm3.

La densità di un materiale dipende dalla temperatura. Di solito diminuisce all'aumentare della temperatura. D'altra parte, il volume specifico - volume per unità di massa - aumenta con l'aumentare della temperatura. Questo fenomeno è chiamato espansione termica. Di solito viene espresso come coefficiente di espansione termica, che indica la variazione di lunghezza in funzione del passo di temperatura, ad esempio mm/mm/°C.

Densità teorica dell'alluminio

Per quanto riguarda l'alluminio rispetto ad altri metalli, la densità teorica di questo metallo a temperatura ambiente (20 "C) è di 2698,72 kg/m3. Quando l'alluminio passa dallo stato solido a quello liquido, la sua densità scende bruscamente da 2,55 a 2,34 g/cm 3 .

Quando si analizza la resistenza dell'alluminio, è importante considerare la differenza tra le sue diverse leghe. Le differenze di densità delle diverse leghe di alluminio sono dovute al fatto che contengono elementi di lega diversi e in quantità diverse. D'altra parte, alcuni elementi di lega sono più leggeri dell'alluminio, mentre altri sono più pesanti. Gli elementi di lega più leggeri dell'alluminio sono:

- Silicio (2,33 g/cm3).

- Magnesio (1,74 g/cm3).

- Litio (0,533 g/cm3).

Gli elementi di lega più pesanti dell'alluminio sono:

- Ferro (7,87 g/cm3).

- Manganese (7,40 g/cm3).

- Rame (8,96 g/cm3).

- Zinco (7,13 g/cm3).

Le leghe di alluminio più leggere e più pesanti

Come abbiamo detto, la resistenza e la densità dell'alluminio dipendono dalla lega. Una delle leghe di alluminio più leggere è la lega per colata 518.0 (7,5-8,5% di magnesio) - 2,53 g per centimetro cubo. Le leghe di alluminio più pesanti sono le leghe da colata 222.0 e 238.0 con un contenuto nominale di rame del 10%. La loro densità nominale è di 2,95 g per centimetro cubo. La lega più leggera per la formatura è la lega alluminio-litio 8090 con un contenuto nominale di litio del 2,0%. La sua densità nominale è di 2,55 g per centimetro cubo. La lega di alluminio più pesante per la formatura è la lega 7175: 2,85 g per centimetro cubo. Le proprietà fisiche dell'alluminio determinano l'uso dei diversi tipi di lega. Dei dieci settori chiave, cinque sono quelli dei trasporti, un'area importante per lo sviluppo di applicazioni leggere che richiedono un elevato contenuto di alluminio. Le altre cinque sono la tecnologia dell'informazione, la robotica, la generazione di energia, le macchine agricole e la medicina, che sono anch'esse applicazioni importanti per l'alluminio.