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1. INTRODUÇÃO

Há mais ou menos sete mil anos atrás alguns ceramistas da Pérsia já usavam óxido de alumínio num tipo de barro para fazer vasos. E trinta séculos depois os babilônios e os egípcios também utilizavam algo semelhante na fabricação de cosméticos e produtos medicinais. Porém não tinham conhecimento da substância.

Mesmo sendo um o terceiro elemento mais abundante na natureza, o alumínio não é encontrado puro, por isso sua utilização na indústria é considerada recente se comparada a outros metais. Esse fator deve-se ao fato de que para separar o alumínio de outros elementos e da rocha é necessário usar bastante energia – o que antigamente era muito difícil. Em decorrência disso, era considerado um metal precioso. Com o avanço das tecnologias sua obtenção e aplicação tornou-se cada vez mais viável.

Em 1808, o químico inglês Humphey Davy provou a existência do alumínio, e em 1825 o físico dinamarquês Hans Christian Oersted conseguiu isolar o alumínio assim como conhecemos hoje. Depois tornou-se necessário um processo de obtenção que fosse vantajoso. Quem se incumbiu desse feito foi o norte-americano Charles Martin Hall e o francês Paul Louis Toussaint Héroult quase simultaneamente, fazendo a redução eletrolítica da alumina dissolvida em banho fundido de criolita.

Ao decorrer dos anos percebeu-se que o elemento reagia facilmente e criou-se vários tipos de ligas. Hoje podemos ver o alumínio na mais diversas formas e segmentos, visto quão grande é a sua importância no cenário atual. Este trabalho objetiva explicar algumas características e aplicações de um dos elementos mais versáteis e utilizado nos dias de hoje, o alumínio.

2. PASSO 1

O alumínio é um dos elementos químicos que mais está em expansão atualmente, visto que pode ser usado em várias áreas. Na tabela periódica seu símbolo é Al; faz parte da família IIIA, com número atômico igual a 13 e massa atômica de aproximadamente 27. É considerado metálico, sólido cristalino, trivalente (com três elétrons na última camada de valência), de cor branca-prateada e sem odor característico.

Possui várias propriedades e elas caracterizam sua diversidade de aplicação. Dentre elas se destacam:

Baixo peso específico: é leve com peso específico em torno de 2,70 g/cm3, cerca de 35% do peso do aço e 30% do peso do cobre. Devido a isso é muito utilizado na indústria aeronáutica e de transporte, mesmo combinado com outros materiais.

Ponto e fusão baixo: em torno de 660°C, baixo se comparado ao aço.

Resistência mecânica: resistência a tração é aproximadamente 90MPa, mas quando tratado a frio sua resistência pode dobrar. O alumínio fundido dissolve outros metais, e quando se esfria e solidifica sua estrutura se torna mais rígida, forma uma rede cristalina regular com moléculas de tamanhos diferentes da liga inicial, aumentando a resistência mecânica sem prejudicar as outras propriedades, permitindo a combinação de propriedades adequadas à aplicações específicas.

Resistência à corrosão: quando exposto a água, oxigênio ou oxidantes, forma-se uma fina, resistente, invisível e protetora camada de óxido de alumínio (alumina) que resiste à corrosão. Todavia essa camada pode ser dissolvida, mas somente por algumas substâncias ou condições bem agressivas, como por exemplo o H2SO4 (ácido sulfúrico).

Reage facilmente: pode reagir com a água produzindo Al(OH3) e H2 (hidróxido de alumínio e hidrogênio respectivamente), com outros óxidos metálicos, ácidos inorgânicos e bases fortes.

Condutibilidade elétrica e térmica: devido a sua baixa densidade pode conduzir tanta corrente quanto um condutor de cobre; transfere energia térmica tanto no aquecimento como no resfriamento. Sua alta condutividade térmica permite sua ampla utilização na indústria de alimentos e de produtos químicos.

Reciclagem: pode ser infinitamente reciclável sem perder suas características físico-químicas, permitindo economia de energia e beneficiando o meio ambiente.

Refletividade (acima de 80% - utilizado em luminárias); propriedade anti-magnética (usado com proteção em equipamentos eletrônicos); característica de barreira ( à luz, umidade e oxigênio); característica nuclear ( baixa absorção de neutrons); atoxidade (não é tóxico); entre outros. A combinação de duas ou mais características é que define sua aplicação e mostra como o alumínio pode ser versátil e adaptável a sua aplicação.

Densidade ou massa específica = 2,70 g/cm3.

Ponto de Fusão = 660°C.

Ponto de Ebulição = 2519°C.

Eletronegatividade = 1,61 Pauling.

Resistividade Elétrica = 2,65.10-8Ωm.

Condutividade Térmica = 237 W/(m°C).

Calor Especifico = 904 J/(Kg °C).

Coeficiente de Expansão Térmica = 2,31.10-5 (1/°C).

Coeficiente de Poisson = 0,35.

Módulo de Elasticidade = 70 GPa.

Velocidade do Som = 500 m/s.

Estrutura Cristalina = Cúbica de Face Centrada.

Inflamabilidade = Quando em pó é inflamável.

Condutividade Elétrica = 62% da IACS (International Annealed Copper Standar ).

Pressão de vapor = 1mmHg a 1284°C.

Volume atômico = 9,99cm-3.

Entalpia de Fusão = 0,7 kJ/mol.

Entalpia de Vaporização = 294 kJ/mol.

3. PASSO 2

Como afirmar está frase de tamanha complexibilidade “O aço pode ser substituído pelo alumínio”. Como estudantes de engenharia, nós ousamos dizer “DEPENDE” da aplicação, do produto final e o custo benefício final, pois nós sabemos que o alumínio é mais caro do que o aço tendo por consequência uma boa diferença de um produto para outro no seu custo.

De acordo com pesquisas feitas o aço e o alumínio tem propriedades diferentes, aplicações diferentes e resultados finais diferentes. Imaginemos um avião sendo construído