ALUMINIUM

Propriétés de l'aluminium

Caractéristiques physiques

Les caractéristiques physiques sont données dans le tableau 4. De numéro et masse atomiques 13 et 26,974, l'aluminium a une structure cubique à faces centrées, avec une constante réticulaire de 0,404 9 nm, et un rayon atomique de 0,142 8 nm.

On connaît des isotopes artificiels radioactifs, de masse atomique 24, 25, 26, 28 et 29, de période courte (de 2,3 à 7 min).

Caractéristiques mécaniques

Module d'élasticité : 67 000 MPa ; module de torsion : 27 000 MPa ; coefficient de Poisson : 0,34.

Pour l'aluminium à 99,999 p. 100, sur fil de 1,5 mm recuit 113 h à 130 ⁰C : charge de rupture : 80 MPa ; limite d'élasticité : 40 MPa ; allongement : 42 p. 100 ; dureté Brinell : 20.

À chaud, ces propriétés diminuent rapidement, la charge de rupture tombant à 6 MPa pour 150 ⁰C, 3 MPa pour 250 ⁰C et 1,5 MPa pour 350 ⁰C.

Aux basses températures les caractéristiques croissent : on a, par exemple, une charge de rupture de 160 MPa à — 196 ⁰C.

Propriétés chimiques

L'aluminium est un métal éminemment oxydable :

la chaleur de combustion est de 1,588 MJ . mol^—1 mole ; l'aluminium est cependant inaltérable dans l'air, protégé par une couche naturelle étanche d' alumine, d'épaisseur 0,01 μm sur une coupe fraîche, passant à 0,1 μm en un an à froid et pouvant passer à 1 μm par 48 heures de chauffage à 500 ⁰C. La combustion de l'aluminium (employé en pyrotechnie) n'est possible qu'avec du fil fin ou de la poudre. À haute température, l'aluminium réduit la plupart des oxydes métalliques ; c'est la base de l'aluminothermie et de la préparation industrielle de divers métaux exempts de carbone, manganèse et chrome par exemple.

L'eau est sans action entre 0 et 100 ⁰C ; elle augmente simplement l'épaisseur de la couche d'oxyde, par édification, au-dessus de la couche naturelle d'alumine anhydre, d'une couche d'alumine monohydratée cristallisée, qui peut atteindre plusieurs microns par ébullition prolongée. À 350 ⁰C sous pression (industrie nucléaire), l'aluminium est attaqué, d'autant plus qu'il est plus pur, par croissance de la couche d'alumine qui pénètre aux limites des grains et fait gonfler l'échantillon. On a pu corriger ce phénomène en alliant 0,5 p. 100 de fer et 0,5 p. 100 de nickel à l'aluminium raffiné.

L'aluminium se combine directement à tous les éléments non métalliques sauf l'hydrogène, donnant AlCl₃ à 250 ⁰C, AlF₃ à 450 ⁰C, Al₄C₃ à 550 ⁰C, AlN à 700 ⁰C, AlB₂ à 1 000 ⁰C, etc.

L'acide chlorhydrique dissout très rapidement l'aluminium ordinaire ; l'attaque est beaucoup plus lente avec l'aluminium raffiné, et pratiquement nulle pour le métal à 99,999 p. 100. L'acide sulfurique agit lentement et d'autant moins qu'il est plus pur. L'attaque est très faible dans l'acide nitrique dilué, nulle dans l'acide fumant à 48 ⁰Bé (94 p. 100 de HNO₃), que l'on transporte dans des citernes en aluminium. La soude est un puissant dissolvant de l'aluminium. Parmi les acides organiques, seuls l'acide formique et l'acide oxalique ont une certaine agressivité vis-à-vis de l'aluminium ; l'acide acétique l'attaque très faiblement.

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Écrit par

Robert GADEAU : ingénieur de l'Institut électrotechnique de Grenoble, directeur honoraire de la compagnie Pechiney
Robert GUILLOT : ingénieur à l'École centrale de Lyon, chef de service à Cégédur Péchiney

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Classification

Pour citer cet article

Robert GADEAU et Robert GUILLOT. ALUMINIUM [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

GADEAU, R. & GUILLOT, R.. ALUMINIUM. Encyclopædia Universalis. (consulté le )

GADEAU, Robert et GUILLOT, Robert. « ALUMINIUM ». Encyclopædia Universalis. Consulté le .

GADEAU, Robert, et GUILLOT, Robert. « ALUMINIUM ». Encyclopædia Universalis [en ligne], (consulté le )

Médias

Aluminium primaire : production mondiale - crédits : Encyclopædia Universalis France — Aluminium primaire : production mondiale

Encyclopædia Universalis France

Aluminium : production en 2005 - crédits : Encyclopædia Universalis France — Aluminium : production en 2005

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Aluminium primaire : pays producteurs - crédits : Encyclopædia Universalis France — Aluminium primaire : pays producteurs

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Autres références

PROCÉDÉ INDUSTRIEL DE FABRICATION DE L'ALUMINIUM
- Écrit par Nicole CHÉZEAU
- 188 mots
Le Français Henri Sainte-Claire Deville (1818-1881) inventa en 1854 le premier procédé industriel de fabrication de l'aluminium. Celui-ci consiste à décomposer le chlorure double NaCl-AlCl₃ par le sodium en présence d'un fondant. L'alumine nécessaire à la préparation de ce chlorure était...
ACIER - Technologie
- Écrit par Louis COLOMBIER, Gérard FESSIER, Guy HENRY, Joëlle PONTET
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L'aluminium est avant tout un puissant désoxydant. Il se rencontre plus rarement comme élément d'alliage dans des cas particuliers où il intervient dans certains processus de durcissement.
AIMANTS
- Écrit par Roger FONTAINE
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La découverte en 1931 par Mishima d'un alliage de fer, de nickel et d'aluminium (30 p. 100 Ni, 12 p. 100 Al, 58 p. 100 Fe) présentant des propriétés d'aimant permanent intéressantes (B_r = 0,95 T, H_c = 34 220 A ( m^-1) ouvre la voie à une nouvelle classe de matériaux...
ALLIAGES
- Écrit par Jean-Claude GACHON
- 7 362 mots
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...la procédure qui permet de conserver la dureté souhaitable tout en maintenant la fragilité à un niveau acceptable. Dans le cas du duralumin, alliage d' aluminium et de cuivre, le réseau cristallin de l'aluminium est capable, à 550 ⁰C, de s'accommoder de la présence de 2 p. 100 d'atomes de cuivre...
ALUNS
- Écrit par Jean PERROTEY
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On appelle communément alun le sulfate double de potassium et d' aluminium hydraté [K₂SO₄, Al₂(SO₄)₃, 24 H₂O], qui reçoit souvent les noms usuels d'alun de potasse ou alun de roche, son appellation minéralogique étant kalinite. De nombreux composés semblables sont connus et, par extension,...
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