Propiedades y Aplicaciones Industriales de Berilio, Magnesio y Cobre

Berilio

El berilio destaca por su muy baja densidad y un muy alto módulo elástico. Es un excelente conductor del calor y la electricidad, con un gran calor específico y conductividad térmica. Presenta buena resistencia a la corrosión y una temperatura de fusión de 1287 °C.

• Estructura: Hexagonal compacto.
• Procesamiento: Difícil de moldear y forjar, por lo que se utiliza la pulvimetalurgia. La capa de óxido en los bordes de grano se fragmenta, anclándolos.
• Propiedades: Buen comportamiento a la oxidación hasta 800 °C, aunque es atacado por el agua formando picaduras.
• Tratamientos: Anodizado, tratamientos de conversión y recubrimientos.
• Toxicidad: Es un material muy tóxico.
• Aleaciones: Al alear Al-Be, mejora la plasticidad y tenacidad, permitiendo la forja.
• Aplicaciones: Telescopios, reflectores, frenos, aplicaciones nucleares y piezas de alta rigidez.

Magnesio

Posee una red hexagonal compacta con problemas de maclado a compresión. Se caracteriza por su muy baja densidad, bajo punto de fusión (650 °C) y un gran coeficiente de dilatación.

Características principales

• Propiedades físicas: Gran calor específico, alta conductividad térmica y eléctrica, y un muy bajo módulo elástico.
• Comportamiento: Mala resistencia a la corrosión, capacidad de amortiguamiento y alta mecanizabilidad.
• Moldeo: El líquido se oxida fácilmente y la capa de óxido no protege, sino que acelera la oxidación; requiere fundentes y atmósfera protectora. Es excelente para inyección.
• Superplasticidad: Alta a 300 °C con baja velocidad de deformación.

Aleaciones de Magnesio

• Mg-Al: Buena fluidez en moldeo, mejora la resistencia a la corrosión.
• Mg-Zn: Mejora la colabilidad y resistencia a la fluencia.
• Mg-TR (Tierras Raras): Buena moldeabilidad y resistencia a la fluencia hasta 250 °C.
• Mg-Y: El itrio mejora la resistencia a la corrosión.
• Mg-Li: Baja densidad.

Aplicaciones: Ánodos de sacrificio, industria aeroespacial (motores, cárteres) y automoción (ahorro de peso).

Cobre

El cobre presenta una estructura FCC con alta energía de fallo de apilamiento, lo que dificulta el maclado, aunque a alta temperatura facilita la deformación plástica.

• Propiedades: Muy alta conductividad eléctrica y térmica, alta densidad y bajo calor específico.
• Aplicaciones:
  • Sistemas de propulsión: Motores cohete (alta conductividad).
  • Trenes de aterrizaje: Absorción de energía mediante solución sólida y fases intermetalicas.
  • Componentes específicos: Cojinetes (Cu-Al-Ni), flaps (espinodales Cu-Ni-Sn) y contactos eléctricos (CuCrZr, Cu-Be).

Referencias: 28, 33, 36, 37