aleaciones

Definición de aleación

Al igual que los metales, la mayoría de las aleaciones tienen enlace metálico.

Las aleaciones se preparan fundiendo los metales, mezclándolos después y dejando que se enfríen y solidifiquen.

Una aleación no contiene necesariamente sólo metales. También puede formarse en combinación con no metales como el carbono, pero una regla general es que al menos una de las sustancias que se combinan debe ser un metal.

Las aleaciones son más fuertes y duras que los metales puros. Los metales puros tienen una estructura cristalina igual que los sólidos iónicos, pero las partículas de los metales puros no están bloqueadas en sus posiciones, a diferencia de los sólidos iónicos. Los cationes de los metales se disponen en capas entre un mar de electrones. Estas capas se deslizan unas sobre otras. Por eso, cuando se aplica una presión externa a los metales puros, éstos no pueden soportar la presión y se doblan debido al movimiento de las partículas. Esta propiedad se denomina maleabilidad de los metales.

Fig. 2: Estructura de un metal con cationes (en rojo) en el mar de electrones | Creado a partir de imágenes de Wikimedia Commons

Para ofrecer mayor resistencia y dureza a los metales, se alean con otras sustancias. Al hacerlo, se distorsiona la estructura cristalina del metal y las partículas quedan fijas en su lugar. Las partículas se mantendrán en su sitio cuando se aplique una presión externa, convirtiéndolas en un sólido rígido. De ahí que las propiedades de las aleaciones sean superiores a las de los metales puros.

Tipos de aleaciones

Según cómo estén dispuestos los átomos en una aleación, se clasifican en dos tipos:

• Aleación sustitutiva.
• Aleación intersticial.

Aleación sustitucional

Imagina una caja de manzanas rojas. Elige unas cuantas manzanas al azar y sustitúyelas por manzanas verdes. El resultado debería parecerse a esto, que es similar a la disposición atómica que podrías encontrar en una aleación sustitutiva.

Fig. 3: Metal puro frente a aleación sustitutiva | Creado a partir de imágenes de wikimedia commons (Compartidas bajo dominio público)

Una aleación sustitutiva se forma cuando el tamaño de los átomos del metal que se sustituye es aproximadamente similar al de los átomos del elemento que los sustituye.

El bronce, una aleación de 88% de cobre y 12% de estaño, es un ejemplo de aleación sustitutiva. Tanto el cobre como el estaño tienen átomos de tamaño similar. El metal primario es el cobre, cuyos átomos son sustituidos por átomos de estaño.

Aleación intersticial

Imagina de nuevo una caja de manzanas rojas. Aunque estén bien apretadas, quedarán pequeños espacios entre ellas. Si echas un puñado de arándanos, ocuparán los espacios entre las manzanas.

¿Puedes observar la diferencia entre las aleaciones sustitucionales e intersticiales? El elemento con un radio atómico menor no tendrá que sustituir a los átomos del metal primario. En lugar de ello, sólo ocupan los espacios entre los átomos de los metales primarios: los espacios intersticiales.

Fig. 4: |aleación intersticial | Creada a partir de imágenes de Wikimedia Commons compartidas bajo dominio público

El acero es un ejemplo de aleación intersticial. El acero contiene hierro y cierta cantidad de carbono. Los átomos de carbono son más pequeños que los de hierro, por lo que se deslizan en los intersticios de la matriz de hierro.

Ahora que hemos comprendido los tipos de aleaciones, pasemos a algunos ejemplos de aleaciones.

Ejemplos de aleaciones

A continuación se enumeran algunas aleaciones comunes y sus aplicaciones.

Propiedades de las aleaciones

Como se ha dicho en apartados anteriores, las aleaciones tienen una calidad superior a la de los metales individuales. Veamos brevemente las propiedades de las aleaciones:

1. Mayor resistencia : El acero aleado, que está compuesto de hierro y carbono, es más duro que el hierro, elemento madre. Las aleaciones son más resistentes y duras que los metales originales debido a la alteración de la estructura cristalina del metal, como se ha explicado en los apartados anteriores.

2. Resistencia a la corrosión: Otra razón para emplear aleaciones es su mejor comportamiento frente a la corrosión, que es un proceso natural e indeseado de descomposición de los elementos. Si tomamos el ejemplo de la aleación bronce, que es una mezcla de cobre y estaño, es menos probable que se corroa que el propio elemento madre cobre. Así pues, las aleaciones son resistentes a la corrosión, y por tanto más duraderas.

3. Baja maleabilidad: Aunque la maleabilidad es una propiedad útil de un metal, a veces puede ser desventajosa. Piensa en el oro, por ejemplo, un metal extremadamente maleable, tanto que si haces un anillo con su forma pura, se deforma fácilmente. La maleabilidad extrema no ayuda a conservar las formas de los materiales que diseñamos. De ahí que la aleación reduzca en cierta medida la maleabilidad para que el material mantenga su forma.

4. Puntos de fusión bajos: Las aleaciones tienen puntos de fusión más bajos que los metales puros correspondientes. De ahí que moldear un metal sea más fácil que moldear un metal puro, con lo que la fabricación de productos resulta más sencilla y económica.

Con esto concluimos el tema Aleaciones. Ahora, echa un vistazo por tu casa y tu escuela y anota las aleaciones que encuentres. Entrevista a tu profesor de historia sobre la Edad de Bronce y cómo se inventó el bronce.