1.  Propriétés physiques

1.1 Légèreté:

Avec une densité de 2.70, l’aluminium est extrêmement léger (environ un tiers du poids de l’acier ou du cuivre).
Ceci en fait le matériau privilégié de l’industrie du transport car sa légèreté permet de réduire les coûts.

1.2 Force:

L’aluminium a un excellent rapport force-poids.

1.3 Conductivité:

L’aluminium est un excellent conducteur électrique et thermique.

1.4 Réfléchissement:

Il est bon de savoir que l’aluminium possède une réflexion spéculaire élevée.
C'est à dire que l'onde incidente est presque égale à l' onde réfléchie.

1.5 Magnétisme:

Comme tout le monde le sait, l’aluminium et ses alliages sont très peu magnétiques.
C'est pourquoi l'aluminium est très utilisé dans l'industrie.

1.6 Quelques chiffres intéressants:

  • Point de fusion = 660 °C(relativement bas)
  • Point d'ébullition = 2 518 °C
  • Énergie de fusion = 10,79 kJ/mol
  • Énergie de vaporisation = 293,4 kJ/mol
  • Module d’élasticité : 67 000 MPa
  • Module de torsion : 27 000 MPa
  • Coefficient de Poisson : 0.34

2.  Propriétés chimiques

2.1 Données de l’élément:

  • Z= 13
  • Masse atomique = 26,98 g/mol
  • Électronégativité = 1.61

2.2 Données cristalographiques de l’élément:

  • Structure cristalline: CFC
  • Rayon atomique = 0.1428 nm

3.  Propriétés mécaniques:

3.1 Ductilité:

Possède une bonne ductilité à toute température.
Il peut donc se déformer assez longtemps plastiquement avant de se rompre.
Comparé aux autres métaux, l'aluminium a un coefficient d'allongement linéaire relativement important. Il faut en tenir compte pour certains projets.
Coefficient de dilatation linéaire = 23.8
Allongement avant rupture +-30%.

3.2 Dureté:

L’aluminium pur est un matériau mou.
Contrairement à ses alliages qui peuvent être plus dures.
Pour en savoir plus sur les alliages : voir "production d'aluminium"

3.3 Malléabilité:

L'aluminium est facile à usiner en utilisant la plupart des méthodes d'usinage.
En effet, l'énergie fournie pendant l'usinage est faible.

3.4 Résistance:

Les alliages d'aluminium ont généralement une résistance à la traction de 70 à 700 MPa.
Cette plage de résistance est de 150 à 300 MPa pour les alliages utilisés dans l'extrusion.

À la différence de la plupart des types d'acier, l'aluminium ne devient pas fragile à basse température. Que du contraire, elle va augmenter.
Et donc à haute température sa résistance va diminuer.
Lorsque les températures sont continuellement supérieures à 100°C, la résistance est affectée à tel point que l'on doit alors tenir compte de cette diminution.

3.5 Pérennité et états de surface:

L'aluminium possède une très forte résistance à la corrosion.
En effet, l'aluminium réagit avec l'oxygène de l'air pour former une couche extrêmement fine d'oxyde.
Cette couche est dense et apporte une excellente résistance à l'usure, la corrosion et la chaleur.
Cet oxyde d'aluminium, très pur (alumine) est d'une dureté très élevée.
Elle se répare d'elle-même lorsqu'elle est endommagée.
On peut augmenter cette couche par le procédé d'anodisation.

3.6 Qu'est-ce que l'anodisation?

L'anodisation est un traitement de surface qui permet de protéger ou de décorer une pièce en aluminium par oxydation anodique.
Ce procédé est surtout utilisé pour l’aluminium et ses alliages.
Voici ses propriétés:

  • il permet, avec des fonctions colorées, de renforcer l’aspect, uni, moucheté, dégradé ...
  • il permet, combiné avec des préparations mécaniques (polissage, sablage , satinage, polissage) de modifier l’état de surface.
  • il améliore la tenue à l’usure et au frottement.
  • il procure une bonne tenue à la corrosion
  • la couche formée est un isolant électrique.

En premier lieu, il faut immerger la pièce en aluminium à traiter dans une solution aqueuse d’acide sulfurique (elle aura le rôle d’anode), ainsi qu’une électrode en aluminium servant de cathode.
Ensuite, on provoque l’électrolyse de la solution en faisant traverser le bain par un courant continu provenant d’un redresseur.
Ainsi, l’eau se décompose en hydrogène H+ et oxygène O2 : H+ se dégage sur la cathode et O2 se dégage à l’anode.
L’aluminium va l’absorber pour former l’oxyde d’aluminium Al2O3 : l'alumine.