Aluminium - Définition
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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. 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 la couche d’oxyde. Contrairement à l’aluminium qui est un très bon conducteur, l’oxyde d’aluminium est un excellent isolant.
L’aluminium a une densité (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. Il est également paramagnétique et ne provoque pas d’étincelles. C’est le deuxième métal le plus malléable et le sixième le plus ductile.
Bombardé par un laser 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 et rapidement à chaud pour former l’alumine Al2O3. L’action des acides sur l’aluminium produit l’ion cité plus haut.
La réaction de l'aluminium avec une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium (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}](https://static.techno-science.net/illustration/Definitions/autres/e/e628ac372c470325ecc7d44b469e5f0f_4e96ac774abc59477df79fbcfdd43711.png){kind=small}
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 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 un rôle similaire au magnésium, à moindre coût et avec une puissance plus grande.
Alliages remarquables et utilisations
En tonnage et en valeur, l’aluminium est le métal le plus utilisé après le fer, grâce à sa légèreté et sa bonne conductivité électrique et thermique. L’aluminium pur est mou et fragile, mais avec des petites quantités de cuivre, magnésium, manganèse, silicium et d’autres éléments, il peut former des alliages aux propriétés variées.
Parmi les secteurs utilisant l’aluminium, on peut citer :
- les transports (automobiles, avions, camions, trains, bateaux, vélos etc.) ;
- l’emballage (boîtes de conserve, papier aluminium, canettes, barquettes, aérosols, etc.) et notamment les emballages alimentaires ;
- la construction (fenêtres, portes, gouttières, etc.) ;
- les biens de consommation (appareils, ustensiles de cuisine 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.