Aluminium
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Propriétés

Propriétés physiques

L’aluminium est un métal mou, léger, mais résistant avec un aspect argent-gris mat, dû à une mince couche d’oxydation de cinq à dix nanomètres qui se forme rapidement quand on l’expose à l’air et qui empêche la corrosion de progresser dans des conditions normales d’exposition chimiques. Ce film composé d'alumine se forme spontanément très rapidement quand l’aluminium est mis en contact avec un milieu oxydant comme l’oxygène de l’air. À la différence de la plupart des métaux, il est utilisable même s’il est oxydé en surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière...). On peut même dire que sans cette couche d’oxyde, il serait impropre à la plupart de ses applications. Il est possible d’augmenter artificiellement l’épaisseur de cette couche d’oxydation par anodisation, ce qui permet d’augmenter la protection et de décorer les pièces en colorant (Un colorant est une substance utilisée pour apporter une couleur à un objet à teinter.) la couche d’oxyde. Contrairement à l’aluminium qui est un très bon conducteur, l’oxyde d’aluminium est un excellent isolant (Un isolant est un matériau qui permet d'empêcher les échanges d'énergie entre deux systèmes. On distingue : les isolants électriques, les isolants thermiques, les isolants phoniques et les isolants mécaniques. Le contraire d'un...).

L’aluminium a une densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme...) (2,7) environ trois fois plus faible que celle de l’acier ou du cuivre ; il est malléable, ductile et facilement usiné et moulé. Il possède une excellente résistance à la corrosion et une grande longévité (La longévité d'un être vivant est la durée de vie pour laquelle il est biologiquement programmé, dans des conditions idéales et en...). Il est également paramagnétique et ne provoque pas d’étincelles. C’est le deuxième métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que...) le plus malléable et le sixième le plus ductile.

Bombardé par un laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique) amplifiée par émission stimulée. Le terme laser provient de l'acronyme anglo-américain...) à électrons libres, l’aluminium devient transparent dans les ultraviolets extrêmes.

Propriétés chimiques

En solution, l’aluminium se trouve le plus généralement sous la forme d’ions Al3+. Il s’oxyde lentement à froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) et rapidement à chaud pour former l’alumine Al2O3. L’action des acides sur l’aluminium produit l’ion cité (La cité (latin civitas) est un mot désignant, dans l’Antiquité avant la création des États, un groupe d’hommes...) plus haut.

La réaction de l'aluminium (L'aluminium est un élément chimique, de symbole Al et de numéro atomique 13. C’est un élément important sur la Terre avec 1,5 % de la masse totale.) avec une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium (Le sodium est un élément chimique, de symbole Na et de numéro atomique 11. C'est un métal mou et argenté, qui appartient aux métaux alcalins. On ne le trouve pas...) (soude) produit de l’aluminate de sodium et du dihydrogène gazeux, selon une réaction exothermique d’équation :

\mathrm{2\, Al + 2\, (Na^+,OH^-) + 6\, H_2O \longrightarrow 2\, [Na^+,Al(OH)_4^-] + 3\, H_2}

Les hydroxydes d’aluminium s’obtiennent en général en précipitant une solution contenant des cations Al3+ à l’aide d’une base. Cette méthode permet de former selon les conditions de précipitation (En météorologie, le terme précipitation désigne des cristaux de glace ou des gouttelettes d'eau qui, ayant été soumis à des processus de...) différentes phases cristallographiques tel que la bayerite, la boehmite, la gibbsite.

L’aluminium est aussi utilisé en tant que réducteur fort, notamment pour l’aluminothermie et en pyrotechnie dans les feux d'artifice, où il joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement à ouvrir et fermer la bouche et à mastiquer.) un rôle similaire au magnésium, à moindre coût et avec une puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) plus grande.

Alliages remarquables et utilisations

En tonnage et en valeur, l’aluminium est le métal le plus utilisé après le fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau...), grâce à sa légèreté et sa bonne conductivité électrique (La conductivité électrique est l'aptitude d'un matériau à laisser les charges électriques se déplacer librement, autrement dit à permettre le passage du courant électrique.) et thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de chaleur suivant différents phénomènes physiques,...). L’aluminium pur est mou et fragile, mais avec des petites quantités de cuivre (Le cuivre est un élément chimique de symbole Cu et de numéro atomique 29. Le cuivre pur est plutôt mou, malléable, et présente sur...), magnésium, manganèse, silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si et de numéro atomique 14.) et d’autres éléments, il peut former des alliages aux propriétés variées.

Parmi les secteurs utilisant l’aluminium, on peut citer :

  • les transports (Le transport, du latin trans, au-delà, et portare, porter, est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre.) (automobiles, avions, camions (Le camion est un véhicule automobile à roues destiné à transporter des marchandises. Le routier (routière) ou camionneur (camionneuse) a pour profession la...), trains, bateaux, vélos etc.) ;
  • l’emballage (boîtes de conserve, papier (Le papier (du latin papyrus) est une matière fabriquée à partir de fibres cellulosiques végétales et animales. Il se présente...) aluminium, canettes, barquettes, aérosols, etc.) et notamment les emballages alimentaires ;
  • la construction (fenêtres, portes, gouttières, etc.) ;
  • les biens de consommation (appareils, ustensiles de cuisine (La cuisine est l'ensemble des techniques de préparation des aliments en vue de leur consommation par les êtres humains (voir cuisinerie). La cuisine est diverse à travers le monde, fruit des ressources naturelles locales,...) etc.) ;
  • les fils électriques (la conductivité de l’aluminium ne représente que 60 % de celle du cuivre, mais l’aluminium est plus léger et moins cher) ;
  • de l’aluminium très pur (99,980 à 99,999 %) est employé en électronique et pour les CD.
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