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Indice pag.
- 1.Introdução.....................................................................................................................................
- 2.Objectivo.......................................................................................................................................
- 3.Metais Importantes para indústria................................................................................................
- 4.Ligas metálicas.............................................................................................................................
- 4.1.Definição....................................................................................................................................
- 4.2.Classificação..............................................................................................................................
- 5.Processo de obtenção....................................................................................................................
- Principais ligas metálicas.............................................................................................................
- Conclusão...................................................................................................................................
- 8.Bibliografia.................................................................................................................................
Neste trabalho de pesquisa da cadeira de Química Técnica iremos abordar assuntos relacionados aos metais principais usados na indústria e ligas metálicas. Metais são elementos químicos sólidos a temperatura ambiente (excepto o mercúrio), alem de serem bons condutores electricidade e calor. A maioria dos metais é forte, dúctil, e maleável, e, em geral, de alta densidade. Possuem um grande número de electrões livres; ou seja, estes electrões não são ligados a nenhum átomo em particular. Muitas das propriedades dos metais estão directamente ligados a estes electrões. Metais são os materiais estruturais primários de toda a tecnologia, e inclui um grande número de ligas.
2.Objectivo
✓ Alumínio Obtém-se a partir de um minério, a bauxite. - A bauxita contém de 35% a 55% de óxido de alumínio, este mineral é extraído da natureza e através dele se obtém a Alumina (produto intermediário que leva à produção de Alumínio). A Alumina possui fórmula Al (^) 2O3, a alumina precisa passar por uma purificação, é então dissolvida em soda cáustica e logo após passa por uma filtração. Um pó branco de alumina pura é obtido e enviado à Redução (obtenção de alumínio através de electrólise) Aplicações: É frequentemente utilizado no revestimento de espelhos de telescópio, bem como no fabrico da chamada folha de alumínio, utilizada na embalagem de alimentos. ✓ Zinco Ocorre na natureza sob forma de calamina ZnCO3 e sulfureto ZnS (blenda). A obtenção do zinco faz-se por via seca, através da redução do óxido de zinco obtido por calcinação da blenda ou utilizando carvão em mufla, formando-se vapor de zinco, que se destila e condensa em recipientes apropriados. Aplicação. É usado sobretudo na galvanização do aço ou ferro (protecção contra corrosão). ✓ Ferro O ferro é encontrado em numerosos minerais, destacando-se: A hematita (Fe2O3), a magnetita (Fe3O4), a limonita (FeO(OH)), a siderita (FeCO3), a pirite (FeS2) e a ilmenita (FeTiO3). Pode-se obter o ferro a partir dos óxidos com maior ou menor teor de impurezas. Muitos dos minerais de ferro são óxidos. A redução dos óxidos para a obtenção do ferro é efetuada em fornos denominados alto forno. Nele são adicionados os minerais de ferro, em presença de coque, e carbonato de cálcio, CaCO3, Os principais minérios de ferro são a hematite (Fe (^) 2O (^) 3), a magnetite (Fe (^) 3O (^) 4), a limonite (Fe (^) 2O3.H (^) 2O). Os compostos de ferro mais vulgares na Natureza são a pirite (FeS2) e a ilmenite (FeO.TiO2), mas não são adequados para a extracção do metal.
Aplicação: O ferro é aplicado, na construção metálica.
✓ Ouro Encontra-se na natureza no estado livre em forma de grãos pequenos e em pequenas quantidades nos sulfuretos de ferro, chumbo e cobre. O ouro é extraído por um processo denominado lixiviação que e extracção do ouro dos minérios com ajuda de cianeto de potássio e mercúrio (substâncias tóxicas). Esta prática provoca graves problemas ambientais. Aplicações: o ouro é utilizado como moeda de troca. As maiores aplicações não monetárias deste elemento são decorativas e funcionais. Os usos decorativos incluem a joalharia, adornos religiosos, etc. ✓ Prata Na natureza existe menor que cobre cerca de 10-5^ % (massa), obtido a partir do seu principal mineral é a argentite (Ag (^) 2S).
Aplicações: na prática a prata pura quase não se aplica devido a sua maciez, ela e fundida com cobre para fabrico de artigos de vida doméstica (jóias, moedas, etc,) ✓ Cobre O teor total do cobre na crosta terrestre e relativamente pequeno a 0.01%.E extraído dos minérios que Ocorrem na natureza sob forma de: (sulfetos)– calcocina (Cu (^) 2 S). Covelina (CuS); calcopirita (CuFe S 2 ); e minerais como a malaquita (CuOH) (^) 2C (^3)
Aplicações: é usado sobre tudo como metal condutor (fios e cabos). Outras aplicações: motores eléctricos, cunhagem de moedas, (com níquel), e tubos de condensadores, etc. ✓ Chumbo
O teor de chumbo na crosta terrestre constitui cerca de 0,0016% (massa). O minério mais importante a partir da qual se obtém o chumbo e a galena (PbS), que se submete a calcinação.
PbS + 3O2 ----- 2 PbO +2SO
fornos eléctricos. A massa fundida, homogénea, é resfriada lentamente em formas apropriadas. São tomadas precauções especiais para evitar a separação dos componentes da liga durante o resfriamento, para evitar a oxidação dos metais fundidos, para minimizar as perdas dos componentes voláteis, etc. Esse processo também pode ser efectuado na superfície de um corpo. Assim, mergulhando-se folhas de ferro em estanho fundido, forma-se na sua superfície uma liga de ferro e estanho. Obtém-se, assim, a folha-de-flandres, também chamada lata.
✓ Compressão
O processo de compressão consiste em submeterem-se misturas em proporções adequadas dos componentes a altíssimas pressões. Esse processo é de importância na preparação de ligas de alto ponto de fusão e àquelas cujos componentes são imiscíveis no estado líquido.
✓ Processo de Metalurgia Associada
O processo de metalurgia associada consiste na obtenção de uma liga constituída de dois ou mais metais, submetendo-se ao mesmo processo metalúrgico uma mistura de seus minérios.
✓ Oxidação
A maioria dos metais tende a se oxidar quanto expostos ao ar, especialmente em ambientes húmidos. Entre os vários procedimentos empregados para evitar ou retardar a corrosão, os mais comuns são a aplicação de pinturas protectoras, a formação de ligas com outros elementos que reduzam ou eliminem tal propensão e a conexão a pólos eléctricos que impeçam a ocorrência do fenómeno. É interessante o caso do alumínio, que, em presença do oxigénio, forma uma delgada película de óxido que detém a oxidação.
6. Principais ligas metálicas.............................................................................................................
✓ Ferro fundido E uma liga de ferro e carbono com teor de carbono acima de 2,14%, os produtos são obtidos pelo processo fundição em moldes de areia ou matriz. ✓ Aço Liga de ferro e carbono. Com resistência à tracção elevada, pode ser utilizada em peças que sofrem elevada tracção como, por exemplo, em pontes e construções. Apresentam teor de carbono abaixo de 1%.
✓ Aço inoxidável Liga de ferro, carbono, cromo e níquel. Por não sofrer oxidação, é amplamente utilizada em equipamentos para indústria, na fabricação de utensílios domésticos e peças de carros.
✓ Latão
Liga de zinco e cobre com percentagens deste último entre 3% e 45%.São resistentes à corrosão, inclusive à água do mar. É utilizada em torneiras, navios, armas, e devido a sua flexibilidade também é utilizado na fabricação de instrumentos musicais.
Latão vermelho – contém 20% de zinco, é muito maleável e pode ser convertido em láminas finíssimas.
Latão amarelo – contém de 20% a 40% de zinco e utiliza-se sobretudo no fabrico de peças de maquinaria.
Latão branco – levemente corado de amarelo, contém 80% de zinco e é quebradiço, pelo que só pode ser usado em fundição.
✓ Bronze
Liga de cobre e estanho. O estanho aumenta a resistência mecânica e a dureza do cobre. Possui também elevada resistência à corrosão. É utilizada para fabricar moedas, estátuas, sino, entre outros. O teor em estanho de um bronze pode ser avaliado rapidamente pela coloração da liga, sendo vermelha como o cobre quando contém cerca de 5% de estanho, amarelo-ouro com 13% passando por branca, cinza-azul e por fim cinza de estanho, conforme cresce o teor de estanho.
✓ Amálgama Amálgama é o termo com que se designa todo tipo de liga metálica em que um dos componentes é o mercúrio.70% de mercúrio, 3% de cobre, 1% de prata, 26% de estanho. As ligas para amálgama contêm uma quantidade de prata maior do que dois terços em sua composição, assegurando uma cristalização em tempo adequado e promovendo uma boa resistência na massa. A prata aumenta a resistência mecânica e retarda a perda do brilho e oxidação da amálgama; aumenta sua expansão de presa e diminui o escoamento. O excesso de
7. Conclusão...................................................................................................................................
Depois de ter concluído o trabalho de pesquisa, reflectimos em torno da aplicabilidade dos metais e as ligas que eles formam.
Concluímos que metais utilizados pela indústria raramente apresentam todas as características desejadas para uma aplicação específica. Caso seja muito quebradiço, ou muito mole, ou pouco resistente à oxidação, busca-se obter uma liga com outro elemento que resulte num material de maior resistência mecânica, duração ou outra qualidade desejável. Por apresentarem
propriedades e características físicas mais satisfatórias que as de seus componentes, as ligas têm importância primordial na indústria metalúrgica.
8.Bibliografia 1.N.GLINKA , Quimica geral. Volume 2, editora Mir Moscovo. 1984
- .Prof. Cristina Soromenho Química 12 ano, metais e ligas metálicas. Acessado a 9 de Setembro de 2016.
3 Paula, Camila Salgado. « Ligação metálica» .G1. Globo Educação. Consultado em 12 de Setembro de 2016. 15:50min - http://educacao.globo.com/quimica/assunto/ligacoes-quimicas/ ligacao-metalica.html
