¿Qué son las aleaciones? ¿Cuál es su objetivo?

Vivimos rodeados de aleaciones (la más conocida es el acero), y el descubrimiento de nuevas aleaciones ha sido uno de los principales motores del desarrollo humano. Por ejemplo, fue el descubrimiento del bronce, una aleación de cobre y estaño, la que dio inicio a la Edad del Bronce, que duró de 1700 al 800 a.C.

Pero a pesar de su importancia, no todo el mundo sabe qué es una aleación exactamente. Si es tu caso, sigue leyendo, porque a continuación explicamos en qué consisten las aleaciones, cuántos tipos existen y cuáles son las más comunes.

¿Qué es una aleación?

Una aleación es una mezcla homogénea de dos o más elementos, uno de los cuales debe ser un metal.  Es decir, llamamos aleación a cualquier material compuesto por al menos dos elementos químicos diferentes, siempre que uno de estos elementos sea metálico.

Así pues, en una aleación encontramos al menos dos componentes:

  • Metal padre. También llamado principal metal o metal de base. Es el componente metálico más importante de la aleación suponiendo a veces más del 90% de la aleación.
  • Agentes de aleación. Son los otros componentes de la aleación. Pueden ser metales o no metales y están presentes en cantidades mucho más pequeñas (a veces menos del 1 por ciento del total).

Las aleaciones pueden combinar las propiedades más útiles de dos materiales al tiempo que reduce sus puntos débiles. Por ejemplo, es muy fuerte, pero reacciona con la humedad en el aire y puede oxidarse muy fácilmente. Una aleación que combine hierro con otro material puede ayudar a aumentar su inercia y prevenir esto.

Aunque una aleación puede ser a veces un compuesto (los elementos de los que está hecha están químicamente unidos), suele ser una solución sólida (los átomos de los elementos están simplemente entremezclados, como la sal mezclada con agua).

¿Cómo se hacen las aleaciones?

La forma tradicional de hacer aleaciones era calentar y fundir los materiales hasta hacerlos líquidos, mezclarlos y después dejarlos enfriar en una solución sólida. Una alternativa es la pulvimetalurgia, que convierte los componentes en polvos para luego mezclarlos y fusionarlos mediante una combinación de alta presión y alta temperatura. Un tercer método es la implantación de iones que consiste en disparar haces de iones (átomos con muy pocos o demasiados electrones) en la capa superficial de una pieza de metal. Implantación de iones, como se sabe, es una forma muy precisa de hacer una aleación

¿Para qué se usan?

Las aleaciones metálicas se utilizan porque suelen tener propiedades mecánicas o químicas mejoradas. Se pueden añadir elementos de aleación a un metal para aumentar una serie de propiedades como la dureza, la fuerza, la resistencia a la corrosión, la maquinabilidad y mucho más.

En general, las aleaciones se han encontrado más fuertes y duras, menos maleables, menos dúctiles y más resistentes a la corrosión que el metal principal que forma la aleación.

Una mezcla de aleación es más fuerte porque contiene átomos de diferentes elementos que son diferentes en tamaño. La disposición atómica evita que las diferentes capas atómicas se deslicen unas sobre otras si se estiran o doblan.

Los usos de las aleaciones son muchos y variados. Cada aleación tiene propiedades especificas que las hacen útiles para ciertos propósitos y, como se dijo al principio, están por todas partes.  Piensa en los diferentes utensilios que tienes en la cocina o en los empastes dentales que se usan para tratar las caries por el dentista, o incluso las joyas que usas. Algunas aleaciones populares incluyen latón, metal para soldar, peltre y plata de ley. Todos estos son ejemplos de aleaciones que se utilizan en nuestra vida cotidiana.

No sólo los ingredientes básicos (los metales y otros componentes) afectan a las propiedades de una aleación; la forma en que esos ingredientes se combinan también es muy importante. Las velocidades de vertido o agitación, las temperaturas de vertido y las velocidades de enfriamiento son algunos de los factores que pueden afectar a las propiedades físicas de las aleaciones.

¿Cuántos tipos de aleaciones existen?

Hay dos tipos principales de aleaciones. Estas se llaman aleaciones de sustitución y aleaciones intersticiales.

Aleaciones de sustitución

En las aleaciones de sustitución, los átomos del metal original son literalmente reemplazados por átomos de otro material que tienen aproximadamente el mismo tamaño. En la mayoría de las aleaciones de sustitución, los elementos constitutivos están bastante cerca unos de otros en la tabla periódica. El latón, por ejemplo, es una aleación de sustitución basada en el cobre en la que los átomos de zinc reemplazan entre el 10 y el 35% de los átomos que normalmente estarían en el cobre. El latón funciona como una aleación porque el cobre y el zinc están cerca el uno del otro en la tabla periódica y tienen átomos de tamaño aproximadamente similar.

Aleaciones intersticiales

Las aleaciones intersticiales, por otro lado, mezclan átomos que tienen tamaños muy diferentes. Se añaden al metal original átomos mucho más pequeños. En ese caso, los átomos del agente se deslizan entre los átomos del metal principal (en los huecos o «intersticios»), dando lo que se llama una aleación intersticial. El acero es un ejemplo de una aleación intersticial en la que un número relativamente pequeño de átomos de carbono se desliza en los huecos entre los enormes átomos en una red cristalina de hierro.

Aleaciones metálicas

Probablemente veas metal todos los días, pero puede que no te des cuenta de que el 90% del metal que encuentras es en realidad lo que llamamos una aleación metálica.

¿Qué son las aleaciones metálicas?

Una aleación metálica o aleación de metales es una mezcla de dos o más elementos metálicos o no metálicos. Todas las aleaciones son metálicas ya que incluyen al menos un metal, por lo que no hay diferencia entre aleación metálica y aleación a secas (no hay aleaciones no metálicas)

 

Ejemplos de aleaciones en la vida cotidiana

Existen cientos de aleaciones usados para otros tantos propósitos distintos. Algunas de las más habituales son las siguientes:

  • Acero: Está hecho de hierro carbono (0.2-2%), más otros metales como cromo, manganeso y vanadio. Se utiliza en estructuras metálicas, piezas de automóviles y aviones y en otros muchos usos.
  • Acero inoxidable: Está hecho de hierro (50% +), cromo (10-30%), más pequeñas cantidades de carbono, níquel, manganeso, molibdeno y otros metales. Tiene usos tan dispares como la joyería y la fabricación de herramientas médicas.
  • Oro blanco: Está hecho de oro (75%), paladio (17%), plata (4%) y cobre (4%). Se utiliza en joyería.
  • Bronce: Está hecho de cobre (78-95%), estaño (5-22%), más manganeso, fósforo, aluminio o silicio.
  • Amalgama: Está hecho de mercurio (45-55%), más plata, estaño, cobre y zinc. Se utiliza en empastes dentales.
  • Latón: Está hecho de cobre (65-90%) y zinc (10-35%). Se usa para cerraduras de puertas o tuberías de calefacción central.

¿Cuáles son las aleaciones que más ves en tu día a día? Los comentarios están abiertos.