Alluminio: come e perché

Impiegato con successo in numerosi settori, quasi completamente riciclabile, con interessanti caratteristiche tecnologiche come leggerezza, conducibilità elettrica e termica, ma anche resistenza a corrosione: è l’alluminio.

L’alluminio è l’elemento più abbondante sulla Terra e costituisce circa l’8.6% della crosta terrestre. In natura non lo si trova allo stato libero, ma sotto forma di silicati e ossidi: il caolino è fra i silicati più conosciuti, mentre il minerale che contiene l’ossido, per il 50%, è la bauxite.

A causa delle difficoltà sia estrattive che produttive, l’alluminio restò a lungo un “materiale da laboratorio” dato che i costi di processo, elevatissimi, superiori a quelli dell’oro, non ne permettevano la diffusione. Nel 1825 H. C. Oersted riuscì, per la prima volta, a produrre alcune gocce di alluminio, ma solamente a metà dell’800 si arrivò a produrre piccole lamine, che permisero di valutarne la malleabilità e la leggerezza. Con la fine dell’800, gli studi di Hall e di Herault portarono ad un processo in grado di produrre forti quantità a costi contenuti, complice anche il progresso nella produzione di energia elettrica. Il procedimento, noto oggi come Hall-Herault, con le dovute migliorie dovute all’evoluzione tecnologica, è ancora oggi ampiamente impiegato.

Fra i materiali, l’alluminio è secondo per importanza solo all’acciaio e trova impiego pressoché in ogni settore, grazie alle sue specifiche qualità tecnologiche, quali ad esempio la leggerezza e la conducibilità termica ed elettrica. E’ anche considerato un materiale infinito: essendo quasi completamente riciclabile, può essere rifuso all’infinito, contenendo il consumo energetico e salvaguardando l’ambiente. Il riciclo, oltre ad evitare l’estrazione di bauxite, permette allo stesso tempo di risparmiare il 95% dell’energia richiesta: per ricavare 1 Kg di alluminio, partendo da bauxite occorrono circa 14 kWh, mentre ne bastano circa 0,8 se si parte da rottame.

L’alluminio… al cuore

Nel linguaggio parlato si dice “alluminio“, ma in realtà si fa quasi sempre riferimento ad una lega, di cui l’alluminio rappresenta il componente principale: esistono veramente pochi elementi in grado di formare così tante leghe quante ne permette l’alluminio.

Tutte le leghe di Al hanno delle caratteristiche comuni: bassa temperatura di fusione, basso peso specifico, elevata conducibilità elettrica e termica e un alto contenuto di Al. Accanto a queste proprietà, altre variano in maniera significativa con gli elementi in lega. Rame, silicio, magnesio, zinco e manganese sono i leganti utilizzati per costituire le leghe madri ma possono essere aggiunti anche altri elementi, detti correttivi (nichel, titanio, zirconio, cromo…), in funzione delle prestazioni richieste.

Esistono, almeno formalmente, oltre mille leghe diverse, ma la produzione massiva si concentra su circa 20, anche se sono allo studio sempre nuove formule: è il caso delle leghe base litio, ora giunte alla seconda generazione, che hanno proprietà meccaniche più bilanciate, migliore formabilità e lavorabilità per asportazione di truciolo, oltre ad una eccellente resistenza a corrosione.

I criteri di suddivisione delle leghe di Al sono diversi, ma essenzialmente riconducibili a due macro famiglie:
• leghe da fonderia;
• leghe da lavorazione plastica, destinate a subire variazione di forma mediante lavorazione per asportazione di truciolo.

 

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