3. El coure, l'alumini i altres metalls d'aplicació industrial

3.1 El coure:

El coure com a metall i les seves utilitzacions:

El coure és un metall, la utilització del qual, es va iniciar abans que cap altre, cap a l’any 4500 aC. S’obté a partir de minerals com la calcocita, la calcopirita o la malaquita.

No és gaire abundant, però es pot trobar concentrat en zones com Xile, els Estats Units, l’antiga URSS o el Canadà. Xile n’és el major productor, amb un 35% del total mundial. Aquesta explotació minera proporciona la major part dels ingressos del país, un 47% del seu total.

La Unió Europea i Xina són els majors compradors d’aquest metall, utilitzen unes 4 milions de tones per any.

En l’obtenció del coure s’utilitzen diferents mètodes segons el tipus de mineral i la seva riquesa. Normalment requereix l’ús de diferents forns i l’aplicació d’un procés d’afinament electrònic per obtenir-lo amb una gran puresa.

Les característiques d’aquest metall són molt variades: és dens, tou, plàstic, i es pot treballar en fred tot i que presenta acritud (fenomen que consisteix en l’augment de la duresa i de la resistència mecànica que experimenta un metall quan és deformat en fred). També té una gran conductivitat, tant elèctrica com tèrmica, i resisteix molt bé la corrosió.

Les aplicacions més usuals del coure són els cables elèctrics, les calderes, els bescanviadors de calor i les canonades d’aigua i gas, entre d’altres.

Els aliatges del coure:

D’aliatges d’aquest tipus en trobem dos: els llautons i els bronzes.

Els llautons són aliatges de coure i zinc. El zinc millora les propietats mecàniques del coure, en baixa el punt de fusió i el fa més apte per a l’obtenció d’objectes per fusió i emmotllament. D’altra banda redueix la conductivitat del coure.

Els llautons que només contenen coure i zinc s’anomenen llautons ordinaris, tot i que si superen el 50% de zinc no tenen aplicacions industrials. Quan s’incorporen altres elements a l’aliatge s’obtenen llautons especials. Els llautons s’utilitzen per a decoració, molles, beines de cartutxos, instruments musicals, vàlvules, coixinets, bombes, engranatges, maquinària marina, etc.

Els bronzes són aliatges de coure i qualsevol altre metall diferent del zinc, tradicionalment és l’estany. L’estany millora les propietats de fusió i emmotllament del coure i augmenta la seva duresa i resistència al desgast per fregament. També aconsegueix millorar-ne la resistència a la corrosió. L’efecte negatiu és la reducció de la conductivitat respecte al coure pur.

Els bronzes s’utilitzen en la fabricació dels coixinets i les vàlvules, la maquinària naval, els àleps de turbines, les campanes, la decoració, etc.

http://www.youtube.com/watch?v=IptwsKre3iQ&feature=related

3.2 L’alumini:

L’alumini com a metall i les seves utilitzacions:

L’alumini és un dels metalls més utilitzats avui dia, només després de l’acer. És el metall més abundós a l’escorça terrestre tot i que la industria de l’alumini està en mans de països com Australià, Canadà, Noruega, Rússia, els Estats Units.

La bauxita (mineral que conté 60% d’alumini, 20% de diòxid de ferro, 13% d’aigua, 4% de sílice i un 3% d’altres compostos) és el mineral del qual s’obté l’alumini. El procediment d’obtenció requereix la utilització requereix la utilització de grans quantitats d’energia elèctrica, ja que hi ha una forta tendència de l’alumini a combinar-se amb altres elements químics.

Primer cal separar l’alúmina de la resta de compostos i després cal separa l’alumini de l’alúmina utilitzant electròlisis en un bany de criolita fosa.

L’alumini és un material lleuger, bon conductor, dúctil, mal·leable i tou en estat pur tot i que presenta acritud. És resistent a la corrosió provocada per la humitat . Fon a baixa temperatura i és adient per a la fabricació de peces per fusió i emmotllament.

L’alumini s’utilitza principalment per a cables elèctrics, bescanviadors de calor, estris de cuina, envasos i embolcalls en la indústria alimentària, etc.

Els aliatges del alumini:

Els aliatges d’aquest tipus es coneixen com a aliatges lleugers i es poden dividir en dos grans grups: els aliatges lleugers per a fusió i emmotllament i els aliatges lleugers per a forja o laminatge. Les primers s’utilitzen per a blocs de motors, pistons de motors d’explosió, estris de cuina, perfils per a marcs de finestres i portes, etc. Els segons s’utilitzen per a la construcció aeronàutica i naval, o els perfils laminats per a estructures metàl·liques.

http://www.youtube.com/watch?v=CGDV_v-aiRU

A continuació una taula amb alguns aliatges que pot formar l’alumini:

Elements d’aliatge:	Proporció:	Característiques:
Coure	<15%	Augmenta la duresa i la resistència mecànica.
Silici	5% a 20%	Augmenta la duresa i la resistència a la corrosió.
Zinc	<20%	Baixa la resistència a la corrosió i augmenta la densitat.
Magnesi	<10%	Augmenta la resistència mecànica i facilita el mecanitzat.
Manganès	<2%	Augmenta la duresa, la resistència mecànica i la resistència a la corrosió.
Niquel, Corm, Cobalt...	<1%	Augmenta la duresa, la resistència mecànica i la resistència a la corrosió.

3.3 Altres metalls d’aplicació industrial:

A continuació alguns dels metalls més utilitzats en la indústria:

Metalls:	Propietats:	Aplicacions:	Aliatges:
Magnesi	Molt lleuger Resistent a l’aire sec però no a la humitat. Baixa plasticitat a tempe-ratura ambient.	Indústria química i pirotècnia La creació d’aliat-ges ultralleugers.	S’utilitzen per a peces estructurals a la indústria aero-nàutica Peces de maquinà-ria que requereixen baixa inèrcia.
Titani	Resistent als esforços. Lleuger. Resistent a la corrosió.	Aliatges de titani. En forma d’òxid s’utilitza com a un potent pigment blanc.	Resistents i dúctils, forjables, admeten tractaments tèrmics. S’utilitzen a les in-dústries aeronau-tica, aeroespacial, naval, petrolera i química.
Plom	Molt dens. Molt poca resistència mecànica. Tou. Dúctil. Mal·leable. No presenta acritud. Resistent a la corrosió.	Revestiments interiors de dipòsits en la indústria química. Barrera de protecció de so-rolls, vibracions, raigs X i raigs Y.	Acumuladors elèctrics, material de soldadura, reves-timents antifricció en coixinets.
Estany	Molt mal·leable. Resistent a la corrosió. Dúctil. Tou. Poc resistent als esforços	Revestiment antioxidant de làmines d’acer.	Fusibles elèctrics, materials antifricció per a coixinets.
Zinc	Resistent a la corrosió. Poc resistent als esforços	Galvanització de l’acer (zincatge) per protegir-lo de l’oxidació.	Fabricació de tota mena de peces per a fusió i emmot-llament. Obtenció de llau-tons.
Níquel	Resistent a la corrosió. Molt mal·leable. Magnètic. Resistent a la tracció. Resistent al desgast.	Fabricació d’instrumental quirúrgic i de laboratori. Revestiment antioxidant de peces metàl·liques.	Resistències elèctriques de precisió.