A microestrutura do alumínio

Introdução

O alumínio é um metal de símbolo Al, branco brilhante, leve, dúctil, maleável e que apresenta uma estrutura cristalina cúbica de face centrada, característica de todos os elementos metálicos.

Este elemento é abundante na natureza, principalmente em forma de silicatos. O alumínio possui densidade igual a 2,7g/cm³, funde a 660º C e é um bom condutor de calor e eletricidade. Em estado puro, é bastante mole e maleável. Embora seja muito oxidável, não se altera em contato com a água nem com o ar, pois sua superfície é protegida por uma fina camada de alumina. É trivalente em seus compostos, como a alumina Al2O3 ou o cloreto AlCl3.

A microestrutura do alumínio é apresentada na figura 2.

Figura 1– Materiais de ligas de alumínio

Figura 2– Micrografias com luz polarizada de alumínios comerciais(8).

Vantagens na utilização de alumínio

• Leveza- Característica essencial na indústria de transportes, pois representa menor consumo de combustível, menor desgaste, mais eficiência e capacidade de carga. Para o setor de alimentos, traz funcionalidade e praticidade às embalagens por seu peso reduzido em relação a outros materiais.

• Condutibilidade elétrica e térmica- O alumínio é um excelente meio de transmissão de energia, seja elétrica ou térmica. O metal também oferece um bom ambiente de aquecimento e resfriamento. Para as embalagens e utensílios domésticos, essa característica confere ao alumínio a condição de melhor condutor térmico, o que na cozinha é extremamente importante.

• Impermeabilidade e opacidade- Característica fundamental para embalagens de alumínio para alimentos e medicamentos. O alumínio não permite a passagem de umidade, oxigênio e luz. Essa propriedade faz com que o metal evite a deterioração de alimentos, remédios e outros produtos consumíveis.

• Alta relação resistência/peso- confere um desempenho excepcional a qualquer parte de equipamento de transporte que consuma energia para se movimentar. Aos utensílios domésticos oferece uma maior durabilidade e manuseio seguro, com facilidade de conservação.

• Moldagem e soldabilidade- A alta maleabilidade e ductibilidade do alumínio permite à indústria utilizá-lo de diversas formas. Suas propriedades mecânicas facilitam sua conformação e possibilitam a construção de formas adequadas aos mais variados projetos.

• Resistência à corrosão- O alumínio tem uma auto-proteção natural que só é destruída por uma condição agressiva ou por determinada substância que dissipe sua película de óxido de proteção. Essa propriedade facilita a conservação e a manutenção das obras. Nas embalagens, é fator decisivo quanto à higienização e barreira à contaminação.

• Beleza- O aspecto externo do alumínio, além de conferir um bom acabamento apenas com sua aplicação pura, confere modernidade a qualquer aplicação por ser um material nobre, limpo e que não se deteriora com o passar do tempo.

• Durabilidade- O alumínio oferece uma excepcional resistência a agentes externos, intempéries, raios ultravioleta, abrasão e riscos, proporcionando elevada durabilidade, inclusive quando usado na orla marítima e em ambientes agressivos.

• Possibilidade de muitos acabamentos – Seja pela anodização ou pela pintura, o alumínio assume a aparência adequada para aplicações em construção civil, por exemplo, com acabamentos que reforçam ainda mais a resistência natural do material à corrosão.

• Reciclabilidade- Uma das principais características do alumínio é sua alta reciclabilidade. Além disso, o meio ambiente é beneficiado pela redução de resíduos e economia de matérias-primas propiciadas pela reciclagem.

Obtenção e Aspectos Gerais

O setor de produção de alumínio, que é um dos mais versáteis metais utilizados pelo homem, é hoje a segunda indústria metalúrgica do mundo, superada apenas pela siderurgia. O alumínio é um metal que apresenta vasta gama de aplicação, pois apresenta elevada resistência mecânica e à corrosão, possuindo excelente aspecto estético.

Extraído da bauxita, o alumínio é um metal formado a partir da decomposição de rochas alcalinas dada pela infiltração de água. O processo de produção do alumínio dá-se por uma série de reações químicas. A bauxita encontra-se próxima a superfície (em média 4,5 metros de profundidade) sendo minerada e transportada para a fábrica com impurezas que necessitam ser eliminadas. É moída e misturada a uma solução de soda cáustica que a transforma em uma pasta que sob pressão se dissolve passando por processo de sedimentação e filtragem que eliminam todas as impurezas, a fim de que possa ser extraída a alumina.

A alumina é um pó branco e refinado semelhante ao açúcar. Primeiramente, a alumina obtida tem bastante quantidade de água e recebe a denominação de alumina hidratada. Por meio de diferentes processos, a alumina hidratada pode resultar em alumina calcinada, alumina tabular ou cimento de aluminato de cálcio, com diferentes aplicações.

Na definição técnica esta produção dá-se por um processo de redução eletrolítica que separa oxigênio presente na alumina. O metal adquire a consistência líquida e quente, sendo transportado para fornos onde é misturado a outros metais para adquirir propriedades específicas de acordo com o tipo de utilização a que se destina. São nestes fornos que ocorre a purificação do metal com a retirada de impurezas.

Ainda em estado líquido, o alumínio é colocado em moldes e resfriado até se solidificar em lingotes. Já solidificados e resfriados, os lingotes de alumínio estão prontos para serem transformados em diversos produtos, por meio de processos como a extrusão, a laminação, a fundição ou a trefilação.

Figura 3 -Fluxograma de produção do alumínio primária. ALCOA Nov/08. Disponível em http//:www.alcoa.com.br

A fundição