Aluminio puro en polvo

Descripción general del polvo de aluminio puro

El polvo de aluminio puro se refiere al polvo de aluminio producido únicamente a partir de aluminio sin la adición de otros elementos de aleación. Presenta baja densidad, alta conductividad térmica y eléctrica, ductilidad, excelente resistencia a la corrosión y reflectividad.

Las principales características del polvo de aluminio puro son:

• Aluminio no aleado con pureza 99%
• Altamente reactivo con gran afinidad por el oxígeno
• Bajo punto de fusión y excelente conductividad térmica
• Ligero, con una densidad en torno a 2,7 g/cc
• Suave y dúctil para el tratamiento por deformación
• Disponible en varios tamaños de partícula y morfologías

El polvo de aluminio puro se utiliza para revestimientos protectores, composiciones pirotécnicas, aditivos para combustibles, impresión 3D y otras aplicaciones que requieren propiedades de aluminio puro.

Este artículo ofrece una visión completa de las propiedades, métodos de producción, aplicaciones, especificaciones y otros detalles del polvo de aluminio puro.

Composición del polvo de aluminio puro

El polvo de aluminio puro tiene la siguiente composición típica:

El polvo es aluminio no aleado con un contenido mínimo de aluminio 99% sin adición de otros elementos de aleación. Se especifican los límites máximos de impurezas comunes.

Propiedades del aluminio puro en polvo

El polvo de aluminio puro presenta las siguientes propiedades:

La baja densidad y la suavidad del polvo de aluminio facilitan su manipulación y procesamiento para diversas aplicaciones. Tiene una excelente conductividad térmica y eléctrica. La resistencia a la oxidación es escasa y los polvos requieren protección contra la oxidación durante el almacenamiento y el uso.

Métodos de producción de aluminio puro en polvo

Existen diferentes procesos de producción para fabricar polvo de aluminio puro:

• Atomización - El aluminio fundido se rompe en gotitas mediante chorros de gas o agua que se solidifican en polvo. El polvo atomizado con gas tiene morfología esférica.
• Electrólisis - El aluminio se deposita en forma de polvo a partir de electrolito de alúmina. El polvo es esponjoso y de forma irregular.
• Fresado - La molienda con bolas de escamas de aluminio produce polvos de escamas de diversos tamaños y morfologías.
• Métodos químicos - Las reacciones de los compuestos de aluminio producen polvos finos de aluminio de gran pureza.

La atomización es el método más común, mientras que para los polvos de aluminio ultrafinos o a nanoescala se utilizan técnicas especiales. Las características del polvo pueden controlarse mediante parámetros de proceso.

Aplicaciones del polvo de aluminio puro

El polvo de aluminio puro se utiliza en las siguientes aplicaciones:

• Revestimientos protectores - Revestimientos por pulverización térmica para proteger de la corrosión las superficies de acero.
• Pirotecnia - Combustible en polvo para composiciones pirotécnicas debido a su alta inflamabilidad.
• Aditivo de combustible - Se añade a los propulsores sólidos de cohetes y explosivos para mejorar las características energéticas.
• Impresión 3D - Se utiliza en los procesos de fabricación aditiva de sinterizado selectivo por láser y sinterizado directo de metales por láser (DMLS).
• Tintas de impresión - Se utiliza en tintas conductoras para la impresión de circuitos, etiquetas RFID y otros productos electrónicos.
• pigmentos - Polvos en escamas y atomizados para pinturas, plásticos, caucho y otros revestimientos.
• Electrónica - Alambres de unión de aluminio puro, contactos, circuitos que requieren conductividad.

Soldadura - Se utiliza como material de relleno de polvo de aluminio para componentes de soldadura y reparación.

Especificaciones del polvo de aluminio puro

El polvo de aluminio puro está disponible en varias especificaciones:

Tamaño de las partículas: De 5 a 150 micras según la aplicación. Polvo atomizado más fino para AM y más grueso para revestimientos.

Pureza: De 99% a 99,9% de pureza en función de los límites de impurezas de hierro, silicio y otros elementos.

Morfología: Partículas de forma esférica, irregular y en copos. El polvo esférico tiene mejor fluidez.

Revestimiento: Se ofrecen polvos de aluminio puro parcialmente pasivados por oxígeno, sin recubrir y recubiertos de aceite.

Grados: Pureza comercial, pureza muy alta y grados técnicos conformes a normas como ASTM B209.

Superficie: El polvo puede fabricarse desde nanoescala ultrafina (hasta 20 m2/g) hasta grados gruesos.

Proveedores mundiales de aluminio puro en polvo

Algunos de los principales proveedores mundiales de polvo de aluminio puro son:

Estas empresas producen polvo de aluminio puro en varios rangos de tamaño de partícula mediante atomización con gas, molienda y diferentes métodos de producción.

Precios del aluminio puro en polvo

El precio del polvo de aluminio puro depende de:

• Pureza - El polvo de mayor pureza (99,9%) es más caro que el de menor pureza (99-99,5%)
• Tamaño de las partículas - El polvo de aluminio más fino es más caro
• Morfología - El polvo esférico y liso cuesta más
• Revestimiento - El polvo de aluminio sin recubrimiento es más barato
• Cantidad - Las cantidades superiores a 1 tonelada tienen descuento
• Proveedor - Las grandes empresas aumentan su producción y reducen costes
• Geografía - Los precios son competitivos en China en comparación con Europa y EE.UU.

Para pequeñas cantidades, el polvo de aluminio puro puede costar entre $50-100 por kg, mientras que los pedidos a granel pueden tener un precio inferior a $10/kg.

Salud y seguridad al manipular polvo de aluminio

El polvo de aluminio puro plantea algunos riesgos para la salud y la seguridad:

• El polvo fino de aluminio es altamente inflamable y explosivo cuando está suspendido en el aire. Deben mitigarse los riesgos de explosión del polvo.
• La oxidación es un riesgo que conlleva la pérdida de material. Se recomienda almacenar en atmósfera inerte.
• El polvo de aluminio no debe calentarse ni utilizarse cerca de chispas o fuentes de ignición.
• El contacto con la piel o los ojos puede causar irritación. Utilizar equipo de protección individual.
• La inhalación de polvos finos de aluminio puede causar problemas respiratorios. Utilizar ventilación y protección respiratoria adecuadas.
• La eliminación del polvo de aluminio debe realizarse con cuidado para evitar la contaminación.

Inspección y ensayo de polvo de aluminio

Para garantizar los estándares de calidad, se comprueba el polvo de aluminio puro:

• Composición química - Espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente y espectroscopia de emisión óptica utilizadas para verificar la composición y la pureza.
• Tamaño de las partículas - Análisis de difracción láser, pruebas de tamizado según la norma ASTM B214 utilizadas para medir la distribución del tamaño de las partículas.
• Morfología - Microscopía electrónica de barrido utilizada para examinar la forma y la estructura superficial de las partículas de polvo.
• Caudal - Determinado según ASTM B213 utilizando el embudo Hall flowmeter. El polvo esférico tiene una excelente fluidez.
• Densidad aparente - Medido mediante análisis gravimétrico o volumétrico Scott según ASTM B212.
• Área superficial específica - Método BET de absorción de gas utilizado para medir la superficie por unidad de masa, especialmente para polvos a nanoescala.

Las pruebas rutinarias garantizan la uniformidad de la calidad y el rendimiento del polvo de aluminio.

Comparación del polvo de aluminio atomizado y sinterizado

Los polvos de aluminio atomizado y sinterizado difieren en el método de producción y las propiedades:

El polvo de aluminio atomizado tiene características más controladas y es preferible para revestimientos, AM y electrónica. El aluminio sinterizado se utiliza cuando se requiere un tamaño de partícula ultrafino a pesar de su menor pureza.

Preguntas frecuentes

P: ¿Para qué se utiliza el polvo de aluminio puro?

R: El polvo de aluminio puro se utiliza en revestimientos protectores, pirotecnia, aditivos para combustibles, impresión 3D, tintas conductoras, pigmentos, relleno de soldaduras y otras aplicaciones que requieren propiedades del aluminio sin alear.

P: ¿Cuál es la diferencia entre polvo de aluminio atomizado y fresado?

R: El polvo de aluminio atomizado tiene una morfología esférica y una distribución controlada del tamaño de las partículas, mientras que el polvo en escamas molido tiene formas irregulares y una distribución más amplia. El polvo atomizado tiene mejor flujo y densidad de empaquetamiento.

P: ¿Cómo se produce el polvo de aluminio ultrafino?

R: Los métodos especiales de producción, como el proceso de alambre explosivo, la evaporación-condensación y la molienda de bolas de alta energía, permiten la producción de polvo de aluminio con tamaños de partícula inferiores a 10 micras.

P: ¿Qué precauciones de seguridad son necesarias al manipular polvo de aluminio?

R: El polvo fino de aluminio es altamente inflamable. Deben controlarse los riesgos de explosión del polvo. Se recomienda el almacenamiento en gas inerte. Utilice una conexión a tierra, ventilación y EPI adecuados cuando manipule polvo de aluminio.

P: ¿Cómo se determina la pureza del polvo de aluminio?

R: Se utilizan análisis espectroscópicos como ICP-MS y OES para cuantificar con precisión la composición elemental. Se especifican niveles de pureza de 99% a 99,9% basados en elementos impuros como el hierro y el silicio.

P: ¿Dónde puedo comprar polvo de aluminio puro para aplicaciones electrónicas?

R: El polvo de aluminio de alta pureza con tamaño de partícula controlado y bajas impurezas adecuado para la electrónica puede adquirirse a proveedores como Valimet, Toyal America, Makin Metal powders y ECKA Granules.