Materiais metálicos Quimica II

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MATERIAIS METÁLICOS 
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Introdução 
Porque razão um pedaço de arame se rompe após ser 
“entortado e desentortado” por seguidas vezes? 
 
Ou por que razão uma peça de aço, ao ser temperada, 
pode partir ao meio como se fosse de vidro? 
 
Ou ainda, qual a importância do acabamento 
superficial de uma peça? 
http://www.google.pt/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=zltuPvuw5YC_VM&tbnid=ZbnvRd5_XngL-M:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.etec.energy.gov/Operations/Sodium/Sodium_Index.html&ei=5bMZU8iMJIqVhQe774GQBg&psig=AFQjCNHXfgPxJdGPFQV3mZxSNheLEa-NXw&ust=1394279680875677
Introdução à estrutura dos metais 
 
1-Estrutura atómica 
A matéria é constituída por átomos. 
 
Estes, por sua vez, possuem uma nuvem eletrónica composta por eletrões e um 
núcleo compreendido de protões e neutrões. 
 
 O eletrão é uma partícula extremamente pequena, de massa igual a 9,106x10-31kg, 
carregada eletricamente com uma carga de 1,6x10-19C e que foi arbitrariamente 
denominada de negativa pelo homem. 
 
O protão possui uma massa cerca de 1836 vezes maior do que a do eletrão e carga 
elétrica igual, porém de sinal oposto ao do eletrão, ou seja positiva. 
 
O neutrão não apresenta carga elétrica e possui uma massa cerca de 1% maior que a 
do protão. 
Eletrões (carga negativa) 
Protões (carga positiva) 
Neutrões (carga neutra) 
A nuvem eletrónica contém sete camadas ou níveis de energia discretos nos quais um 
eletrão pode se localizar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cada camada pode comportar um determinado número máximo de eletrões 
 
 
Dependendo do número de eletrões na última camada, que também é chamada de camada 
de valência, o átomo pode apresentar uma tendência em “perder” ou “ganhar” eletrões. 
 
Esta característica vai definir o tipo de ligação química que une os elementos. 
 
Existem três tipos de ligações primárias: iónica, covalente e metálica. 
http://3.bp.blogspot.com/_OwOPk9REbow/S_dOO9B65EI/AAAAAAAAANo/R361uHE9Mjg/s1600/072.jpg
Ligação iónica 
 
 
 
A ligação iónica ocorre quando um 
átomo com propensão a doar seus 
eletrões de valência, ou seja, 
eletropositivo, se une a um átomo de 
outro elemento que apresenta 
tendência em receber eletrões, ou 
seja, eletronegativo. 
 
 
 
Neste caso, o átomo eletropositivo 
fornece eletrões para o átomo 
eletronegativo, formando iões 
carregados positivamente, ou catiões, 
e iões carregados negativamente, ou 
aniões, respetivamente. 
 
Desta forma, ambos os átomos apresentam a sua camada de valência preenchida, ou 
seja, resultando em uma situação energeticamente mais estável, similar à de um gás 
nobre. 
 
A ligação iónica ocorre, portanto, devido à atração eletrostática entre os iões de 
cargas opostas e é a mais forte de todas. 
 
 
 Esta ligação é normalmente formada entre um metal (fortemente eletropositivo) e 
um não-metal (fortemente eletronegativo) 
São duros. 
São quebradiços. 
São por isso resistentes à deformação). 
Apresentam pontos de fusão e de ebulição 
muito elevados. 
Conduzem a corrente elétrica quando estão em 
solução aquosa . 
 
Os átomos dificilmente ionizáveis 
 
Moléculas grandes são formadas por 
ligações covalentes 
Diamante 
Os átomos envolvidos em ligações covalentes 
compartilham seus eletrões de valência 
Ligação Covalente 
 
São na sua generalidade duros. 
Não são quebradiços. 
Não se deformam, nem se laminam. 
Apresentam pontos de fusão e de 
ebulição elevados. 
São maus condutores de corrente 
elétrica. 
São maus condutores de calor. 
 
Ligação metálica 
 
Como os átomos dos metais são iguais e estão próximos uns dos outros, os 
eletrões livres de um átomo (aqueles que se encontram na camada de valência, 
ou seja, no último nível de energia) têm grande mobilidade, pois são atraídos 
simultaneamente pelos núcleos dos átomos vizinhos, podendo assim deslocar-se 
de uns para outros, como se vagueassem através do metal. 
 
 Os eletrões movem-se com certa liberdade nos níveis mais altos de energia da estrutura 
formando uma “nuvem eletrónica”, sem pertencer a nenhum átomo específico. 
 
 
Têm brilho metálico. 
São geralmente sólidos à temperatura ambiente. 
São maleáveis e dúcteis. 
São bons condutores de corrente elétrica. 
São bons condutores de calor. 
Os pontos de fusão e de ebulição são geralmente 
elevados, mas variam bastante. 
Apresentam uma densidade elevada. 
 
2- Estrutura cristalina dos metais 
 
 
Os metais formam redes cristalinas ordenadas, onde os átomos estão dispostos em 
arranjos que se repetem pela estrutura, chamados de células unitárias. 
 
Ao todo, existem catorze tipos de células unitárias que podem compor uma estrutura 
cristalina. 
 
 
Para os metais, as três principais células unitárias são a cúbica de corpo centrado (CCC), a 
cúbica de faces centradas (CFC) e a hexagonal compacta (HC). 
 
 
Existem duas maneiras básicas de representar as células unitárias, por um modelo de 
esferas reduzidas ou por um modelo de esferas rígidas onde o raio das esferas é tomado 
como metade da distância entre o centro dos átomos que se tocam. 
2- Estrutura cristalina dos metais 
 
 
Os metais formam redes cristalinas ordenadas, onde os átomos estão dispostos em 
arranjos que se repetem pela estrutura, chamados de células unitárias. 
 
Ao todo, existem catorze tipos de células unitárias que podem compor uma estrutura 
cristalina. 
 
 
Para os metais, as três principais células unitárias são a cúbica de corpo centrado (CCC), a 
cúbica de faces centradas (CFC) e a hexagonal compacta (HC). 
 
 
Existem duas maneiras básicas de representar as células unitárias, por um modelo de 
esferas reduzidas ou por um modelo de esferas rígidas onde o raio das esferas é tomado 
como metade da distância entre o centro dos átomos que se tocam. 
Sistema cúbico de corpo centrado (CCC) 
 
Na estrutura cúbica de corpo centrado, um átomo encontra-se no centro do cubo 
enquanto os outros oito ocupam seus vértices. 
 
Alguns dos metais mais comuns associados a este tipo de estrutura são o ferro, titânio, 
molibdênio e crómio. 
Sistema cúbico de faces centradas (CFC) 
 
A célula unitária cúbica de faces centradas possui átomos localizados nos vértices de 
um cubo e no centro das faces 
 
O alumínio, cobre, níquel, ferro, ouro e prata são exemplos de metais que possuem este 
tipo de estrutura. 
Sistema hexagonal compacto (HC) 
 
Esta construção consiste de dois planos, cada um deles formados por seis átomos 
dispostos nos vértices de um hexágono regular ao redor de um átomo central e um 
outro plano intermediário formado por três átomos nos vértices de um triângulo 
equilátero. 
 
Os átomos do plano intermediário se tocam com átomos dos outros dois planos 
hexagonais. 
 
Esta representação possui um número de átomos maior do que o necessário para se 
representar uma célula unitária verdadeira, porém é a maneira de melhor visualização 
para se representar a simetria hexagonal desta estrutura. 
 
Os metais zinco, cádmio, titânio e magnésio possuem estrutura do tipo hexagonal 
compacto. 
Cristalinidade dos metais: 
 
 
Os metais tendem a formar cristais. 
 
Há alguns casos (raros) em que se consegue formar metais amorfos 
(solidificação rápida; evaporação de filmes finos) 
 
A cristalização dos metais depende da velocidade de arrefecimento e 
da uniformidade da temperatura. 
 
A maioria dos metais forma policristais (grãos). 
 
 O tamanho e a direção dos grãos depende da velocidade e 
direccionalidade do arrefecimento. Por isso os metais podem ter 
anisotropia nas suas propriedades. 
 
Os materiais podem ser amorfos, policristalinos ou monocristalinos. 
 
 
 
90% metais 
 
 
 
 
 
 A ligação metálica sendo não-direcional, permiteque os átomos 
se “arrumem” nas estruturas mais compactas 
 
Propriedades como a dureza ou o ponto de fusão estão 
diretamente correlacionadas com a estrutura cristalográfica 
adotada: 
 
 
Tetragonal < HC < CFC < CCC 
3-Imperfeições cristalinas 
 
Os defeitos na redes cristalina são responsáveis diretos por uma série de 
características que regem as propriedades dos metais. 
 
O termo “defeito” refere-se a qualquer imperfeição que altere a periodicidade 
da rede 
cristalina. 
 
 
Principais defeitos: 
 
Pontuais 
Lineares 
Planares 
Defeitos pontuais 
 
Os principais tipos de defeitos pontuais são: 
 
lacunas 
átomos intersticiais 
átomo substitucional 
 
Estes defeitos podem ser causados por impurezas ou 
intencionalmente, pela adição de elementos de liga. 
 
 
Defeitos do tipo intersticial ocorre quando um átomo diferente 
da rede cristalina ocupa um interstício, ou seja, um espaço vazio 
entre os átomos da célula unitária. 
 
Os exemplos mais comuns de átomos intersticiais encontrados 
em ligas metálicas são o hidrogénio, boro, carbono, azoto e 
oxigénio 
Defeitos Pontuais 
 
 
Implicações nas propriedades dos materiais 
 
 
 
 
Lacunas: Difusão, centros pontuais de cor. 
 
Átomos Intersticiais: Propriedades mecânicas, difusão. 
 
Átomos substitucionais: Propriedades elétricas. 
Defeitos Lineares 
 
 
Discordâncias são defeitos lineares responsáveis pela maior parte dos 
mecanismos de deformação plástica e endurecimento dos metais. 
 
Existem dois tipos de discordâncias: 
 
•Tipo cunha (a) 
•Tipo hélice (b) 
 
As discordâncias do tipo cunha podem ser 
entendidas como a aresta de um semi-plano 
extra de átomos inserido na rede cristalina ora 
perfeita. 
 
As discordâncias do tipo hélice podem ser 
imaginadas pela seguinte sequência de 
eventos: um corte é inserido no cristal; em 
seguida, os dois lados cortados são cisalhados 
um em relação ao outro, como no movimento 
do rasgamento de uma folha de papel e, 
finalmente, as faces são “soldadas” novamente. 
 
No resultado final, surge um plano de átomos 
em formato de rampa em espiral, e a linha de 
discordância é o eixo desta rampa. 
Defeitos lineares 
 
 
Implicações nas propriedades dos materiais 
 
 
Deslocações (cunha e hélice): responsáveis pela capacidade de 
deformação (plasticidade) dos materiais. 
 
 
Sem o deslizamento de planos os materiais quebrariam 
Defeitos planares 
 
 
Cada grão é formado por um pequeno cristal cuja orientação é diferente da do grão 
vizinho. 
 
A superfície que limita um grão de outro é chamada de contorno de grão e, próximo a 
esta linha imaginária, os átomos estão dispostos de maneira desorganizada mas de 
modo que a continuidade do material seja mantida (a). 
 
A região do contorno apresenta níveis de tensão e energia mais altos do que no 
interior do grão e, portanto, são mais suscetíveis à corrosão. Desta forma, a 
microestrutura pode ser revelada por meio de um ataque químico (b). 
4-Mecanismos de endurecimento 
 
A presença de discordâncias é fundamental para explicar os mecanismos de deformação 
plástica dos metais. 
 
Sem a presença destes defeitos os metais seriam frágeis e quebradiços e não poderiam 
ser conformados em diversas formas por processos envolvendo deformação, tais como 
laminação ou forjamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Neste caso, apenas uma fileira de átomos precisa se mover de cada vez para provocar a 
deformação. 
 
Sem a presença da discordância, todos os átomos do plano teriam que se mover ao 
mesmo tempo, para causar a mesma deformação, consumindo uma energia muito alta 
para tal processo. 
A deformação plástica dos metais não pode ser explicada apenas pelo efeito da 
presença de discordâncias. 
Quando uma deformação é imposta a um sólido metálico, um plano de núcleos 
desliza sobre o outro, voltando novamente a uma posição estável sem danos à 
integridade da estrutura. 
 
Isto é possível porque durante o movimento a nuvem eletrónica que permeia o 
metal é capaz de contrabalançar a repulsão entre os catiões, mantendo a coesão 
dos planos. 
sólido metálico 
sólido iónico 
 
Os mecanismos de endurecimento baseiam-se essencialmente em 
restringir o movimento de discordâncias pela estrutura cristalina, através 
da introdução de obstáculos, tais como, contornos de grão, outras 
discordâncias, átomos intersticiais ou substituições, ou ainda pela 
presença de precipitados de segunda fase. 
Ligas Metálicas 
 São materiais que possuem propriedades 
metálicas, compostos por dois ou mais elementos, 
sendo pelo menos o maior constituinte deles um 
metal. 
 
 
 São criadas para modificar ou acrescentar 
propriedades diferentes das dos metais que as 
formam. 
 
 
5- LIGAS METÁLICAS 
As ligas apresentam elevados valores de: 
 
 
Dureza 
Condutividade elétrica 
Condutividade térmica 
Temperatura de fusão 
Brilho 
Resistência mecânica 
 
i) Ligas ferrosas 
 
 
As ligas ferrosas compõem cerca de 90% da produção mundial de metais. 
 
 
A combinação de minério abundante, baixo preço, facilidade de produção, 
resistência mecânica, tenacidade e ductilidade fez das ligas ferrosas o material 
preferido para aplicações de engenharia que não possuem restrições quanto 
ao peso dos componentes. 
 
Estas ligas são baseadas em sistemas ferro-carbono e incluem os aços carbono 
planos, aços ligados, aços ferramentas, aços inoxidáveis, ferros fundidos entre 
outros. 
 
Apesar dos aços e ferros fundidos serem constituídos por outros elementos de 
liga, o sistema binário Fe-C tem sido o mais estudado pelos pesquisadores não 
só pela sua importância económica, mas também por ser uma importante 
ferramenta na compreensão das e ações e transformações que ocorrem no 
estado sólido em metais. 
ii) Diagrama Fe-C 
Cinco fases distintas: 
 
líquida, ferrita delta (δ) 
ferrita alfa (α) 
 austenita (γ) 
 cementita 
(Fe3C). 
A ferrita α, assim como a ferrita δ, apresenta 
estrutura cúbica de corpo centrado, porém apresenta 
um teor máximo de carbono dissolvido de 0,02% a 
723oC. 
 
A baixa solubilidade do carbono na ferrita está 
relacionada ao tamanho dos interstícios na estrutura 
cúbica de corpo centrado. 
 
A austenita ou fase γ apresenta uma estrutura cúbica 
de faces centradas e ocorre a temperaturas acima de 
723oC, apresentando uma solubilidade máxima de 
carbono de 2,06% a 1147oC. 
A cementita é um carboneto de ferro 
metastável a temperatura ambiente, 
com composição química definida 
(Fe3C) e contendo 6,67% de carbono. É 
uma fase dura e frágil e aumenta a 
resistência mecânica dos aços. 
Pontos invariantes 
 
O diagrama Fe-C apresenta três importantes pontos invariantes: peritético, 
eutético e eutetóide. 
 
 
Transformação peritética 
 
Transformação de uma fase sólida e uma fase líquida em uma outra fase sólida. No diagrama Fe-
Fe3C, a fase δ combina-se à fase líquida formando a fase γ: 
A transformação no ponto 
peritético ocorre a 1493oC, 
para um teor de carbono de 
cerca de 0,18%. 
No ponto eutético ocorre a transformação de uma fase líquida em duas fases sólidas. 
Para o diagrama em questão, este ponto localiza-se a 1147oC, para um teor de carbono 
de 4,3%, formando a austenita e a cementita. 
 
 O ferro fundido com teor de 4,3% de carbono é chamado de eutético e os ferros 
fundidos com teores abaixo e acima deste valor são chamados de hipoeutéticos e 
hipereutéticos. 
Transformação eutética 
Uma fase sólida se decompõe em duas outras fases também sólidas, tem-se o que se 
chama de transformação eutetóide. 
 
 
O aço com teor de 0,8% de carbono é chamado de eutetóide e os aços com teores 
abaixo e acima deste valor são chamados, respetivamente, de hipoeutetóides e 
hipereutetóides. 
Transformação eutetóide 
No diagrama Fe-Fe3C, o 
ponto eutetóide ocorre 
a 723oC e para um teor 
de carbono de 0,8%, 
onde a austenita se 
transforma em ferrita α 
e cementita. 
6) PROPRIEDADES GERAIS DAS LIGAS ODONTOLÓGICAS 
 
Cor: A cor da liga geralmente de cor branca para as ligasnão preciosas, assim 
como para as de prata e paládio e cor amarela para as ligas preciosas 
contendo alta percentagem de ouro. 
 
As ligas brancas com alta percentagem de ouro são chamadas de ouro 
branco, descolorido pelo paládio. 
 
O titânio apresenta cor mais acinzentada e com menos brilho que o crómio. 
Peso específico ou densidade (g/cm3): O peso específico determina a densidade 
da substância que constitui um corpo, ou seja a relação da massa do corpo e o 
seu volume. 
 
A densidade de um metal é proporcional á soma dos pesos dos átomos e 
moléculas presentes na liga, e ao espaço entre eles. 
 
O peso específico é importante para calcular a quantidade de metal necessária 
para fundir. 
 
Assim, o peso da cera com os sprues é multiplicado pelo peso específico da liga 
para se saber a quantidade exata de metal necessária para a fundição. 
 
O peso obtido já inclui os sprues. 
https://www.youtube.com/watch?v=hHDrn15Ys3A 
http://www.google.pt/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=http://www.gpdente.com.br/cera-em-fio-sprue-amarelo-40g/p/004223/&ei=U4zwVOC3NoGhUqCkgvgK&psig=AFQjCNE0aCm4uH74o75V7v3xROhnCtVMOA&ust=1425137102776090
http://www.google.pt/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=http://www.youtube.com/watch?v=288tpAAsVzM&ei=jIzwVPHXFYHlUqjsgdgN&psig=AFQjCNE0aCm4uH74o75V7v3xROhnCtVMOA&ust=1425137102776090
Dureza Vickers (HV): A dureza vickers corresponde à dureza de superfície, á 
resistência á abrasão, ao desgaste ou à penetração de um material em outro. 
 
 Sendo assim, quanto maior o valor, mais resistente é a sua superfície. 
 
Para medir a dureza é empregada uma pirâmide de diamante de base 
quadrada, uma carga pré-estabelecida é aplicada sobre a superfície da peça a 
ensaiar. A forma de impressão é a de um losango regular, cujas diagonais são 
medidas por um microscópio. 
 
Tabelas fornecem o valor em função das 
diagonais da impressão formada e da carga 
utilizada. O valor é dado em HV, Hardness 
Vickers, geralmente entre 120 e 420 para as ligas 
odontológicas. 
 
http://www.youtube.com/watch?v=Yq
EYj5Zc_bg 
http://www.youtube.com/watch?v=YqEYj5Zc_bg
http://www.youtube.com/watch?v=YqEYj5Zc_bg
http://www.youtube.com/watch?v=YqEYj5Zc_bg
http://www.youtube.com/watch?v=YqEYj5Zc_bg
http://www.youtube.com/watch?v=YqEYj5Zc_bg
http://www.youtube.com/watch?v=YqEYj5Zc_bg
http://www.youtube.com/watch?v=YqEYj5Zc_bg
http://www.youtube.com/watch?v=YqEYj5Zc_bg
http://www.youtube.com/watch?v=YqEYj5Zc_bg
Módulo de elasticidade (MPa ou N/mm2): O modulo de elasticidade é a 
medida da resistência do material, maior será o seu modulo de elasticidade, ou 
seja, maior a força necessária para deformar este material. 
 
Para uma prótese parcial removível, por exemplo, o ideal seria um modulo de 
elasticidade alto, para evitar grampos muitos flexíveis. 
 
O valor do modulo de elasticidade é determinado pela força necessária a um 
alongamento de 0,2%. 
 
Uma maquina de teste universal é empregada para alongar a liga. 
http://www.youtube.com/
watch?v=a7Ohv4SPrZg 
http://www.youtube.com/watch?v=a7Ohv4SPrZg
http://www.youtube.com/watch?v=a7Ohv4SPrZg
Limite elástico (MPa): Também chamado de limite de alongamento, de dilatação 
ou de escoamento. 
 
Corresponde á força necessária para a transição entre uma simples deformação 
elástica e uma deformação plástica definitiva. 
 
A deformação elástica de uma liga permite que após a remoção da força, 
o metal retome a sua forma original. 
 
Uma deformação plástica, mesmo 
após a remoção da força, é 
permanente. 
 
O parâmetro de medida é de 0,2%, 
determinando a transição entre uma 
deformação elástica e uma 
deformação plástica. 
 
Em caso de uma prótese parcial 
removível, um valor alto evita 
deformações definitivas dos grampos 
em ação. 
 
http://www.google.pt/url?sa=i&rct=j&q=Limite el%C3%A1stico&source=images&cd=&cad=rja&docid=rtlm-qIxiTfiJM&tbnid=wq8cu8Krp0C6_M:&ved=0CAUQjRw&url=http://biogeo11grupo1.blogspot.com/2010/05/deformacao-das-rochas.html&ei=76pVUbvfIsfY0QWPzIDACg&psig=AFQjCNFDislUNc1FC5O5lo61BHANPT8CTg&ust=1364655175246697
Coeficiente de expansão térmica (10-K6-1): O coeficiente de expansão térmica 
corresponde à lei da termodinâmica. 
 
Quando um material apresenta uma temperatura de expansão térmica 
elevada, o espaço interatómico aumenta. 
 
Este fenómeno provoca expansão, chamada expansão térmica. 
 
Os comportamentos térmicos do metal e da porcelana devem ser ajustados de 
modo que, durante o período de arrefecimento da temperatura de queima até 
á temperatura ambiente, as tensões residuais sejam compatíveis. 
 
O coeficiente de expansão térmica do metal deve ser ligeiramente maior, para 
contrair ligeiramente mais que a porcelana durante o arrefecimento. 
 
Esta diferença de coeficientes deixa a porcelana em compressão residual e 
fornece resistência adicional. 
Temperatura de pré-aquecimento (°C): Corresponde a temperatura final do 
forno à qual o anel de revestimento deve ser mantido antes da fundição. 
 
 Esta temperatura varia em função da liga a ser fundida. 
 
O tempo de estabilização a esta temperatura depende do tamanho do anel, 
e pode variar de 20 minutos até uma hora e meia. 
Carbono 
 
• Possui alta capacidade de endurecimento por formação de 
solução sólida intersticial e pela precipitação de carbonetos. 
 
•Pode fragilizar o material pela formação de rede de 
carbonetos precipitados ao longo de contornos de grãos. 
 
•Pode provocar o surgimento do limite de escoamento 
descontínuo em aços baixo-carbono. 
 
•Na forma livre, ou seja, como grafite, diminui a resistência 
mecânica da liga. 
Os dez metais mais frequentemente encontrados nas ligas odontológicas são: ouro 
(Au), prata (Ag), paládio (Pd), platina (Pt), niquel (Ni), crómio (Cr), cobalto (Co), 
molibdénio (Mo), berílio (Be) e titânio (Ti). 
Ouro: Entre todos os minerais, o ouro e o metal mais desejado entre os homens. 
 
Desde os primórdios da História, é um dos responsáveis pela conquista de terras 
e por muitos combates. 
 
O ouro exerceu papel muito importante na evolução das ciências, como a 
química. 
 
 É um metal amarelo, brilhante, dúctil, maleável, condutor de eletricidade e de 
calor, resistente a corrosão, é o mais inerte de todos os metais. Biocompatível 
com o meio bucal. Densidade: 19,3g/cm3; ponto de fusão: 1063oC. 
Prata: A prata é um metal branco, brilhante, dúctil e maleável, 
manchado muitas vezes de castanho ou de preto-acinzentado. 
 
É um bom condutor de eletricidade e um elemento estável 
quando exposto ao ar e a água. 
 
A sua principal desvantagem é a perda gradativa do seu brilho. 
 
 Densidade: 10,5g/cm3; ponto de fusão: 906,8oC. 
Paládio: Com a aparência de aço, e não muda de cor em contato 
com o ar. O paládio (Pd) é um metal branco-acinzentado, estável 
ao ar, mole e dúctil. 
 
A sua presença nas ligas aumenta, consideravelmente, a dureza e 
resistência. 
 
O ouro pode ser descolorido com o paládio, sendo chamado 
então ouro branco. 
Densidade: 12g/cm3; ponto de fusão: 1.554oC. 
 
Platina: A origem da palavra vem do espanhol e significa “pequena 
prata”. 
 
A platina é um metal prateado, brilhante e não perde o brilho 
quando exposta ao ar. 
 
É maleável e dúctil como todos os metais preciosos, não é atacada 
por simples ácidos. Hoje, a platina possui maior valor que o ouro. 
 
Torna-se magnética, quando ligada ao ferro (Fe). Densidade: 
21,1g/cm3; ponto de fusão: 1769oC. 
 
Níquel: E um dos elementos mais comuns alergénicos é o mais potente 
sensibilizador de todos os metais, com uma incidência de alergia dez vezes 
superiores para as mulheres. 
 
A perda das suas propriedades alergénicas ocorre quando este metal 
apresenta um mínimo de 20% de crómio, tornando-se, então, estável e 
suficientemente resistente a corrosão no ambiente bucal. 
 
 
A alergia ao níquel em regra ocorrer no primeiro mês de contacto. 
 
 
Este metal é conhecido carcinogénico para os técnicos que 
trabalham constantementecom ele. 
 
Densidade: 8,9g/cm3; ponto de fusão: 1.455oC. 
 
Crómio: A palavra crómio vem do grego Chroma, que significa “cor”, porque os 
seus compostos apresentam muita variedade de cores. 
 
É um metal prateado, brilhante, com grau de dureza elevado e quebradiço. 
 
 Apresenta um comportamento magnético fraco; a temperatura ambiente, não 
sofre ação de agentes corrosivos. 
 
Numa liga, a função principal do crómio é a de aumentar a resistência contra a 
corrosão e a pigmentação. 
 
Densidade: 7,2g/cm3; ponto de fusão: 1.907oC. 
 
 
Berílio: O uso do berílio, em odontologia é relativamente recente. 
 
É o metal mais leve utilizado e melhora as propriedades mecânicas das 
ligas. 
 
•Reduz a temperatura de fusão, 
•Melhora a união entre o metal e a cerâmica, 
•Facilita o polimento gerando uma superfície brilhante após a fundição 
 
Os vapores de berílio, durante a fundição são extremamente tóxicos, 
podendo causar doenças pulmonares graves, como a beriliose. 
 
A manipulação requer cuidados especiais. 
 
A quantidade máxima de berílio autorizada numa liga é de 2%. 
 
 
Densidade: 1,8g/cm3; ponto de fusão: 1.285oC. 
Titânio: De cor cinza-prateado, o titânio apresenta pouco brilho quando polido. 
 
É particularmente leve, duro e quebradiço. 
 
A fundição do titânio deve ser feita a vácuo, com projeção de gás árgon (Ar). 
 
A Alfa-case, uma camada formada durante o processo de fundição, deve ser 
totalmente removida durante o polimento, para possibilitar a aplicação da 
cerâmica, e para que o metal seja suficientemente resistente à corrosão. 
 
 Apresenta biocompatibilidade com o tecido ósseo. 
 
 Devido a sua excelente resistência à corrosão, o titânio é usado para 
componentes de válvulas cardíacas, contenções ósseas e implantes dentários. 
 
 
 
Outros componentes, como carbono (C), cobre (Cu), estanho (Sn), ferro (Fe), 
gálio (Ga), índio (In), irídio (Ir), magnésio (Mg), manganes(Mn), nióbio (Nb), 
zinco (Zn) e zircónio (Zr), são presentes nas ligas odontológicas. 
 
São relativamente menos influentes sobre as propriedades físicas e a 
biocompatibilidade das ligas pelo facto de estarem em menores quantidades. 
Na odontologia, poucos metais são utilizados no seu estado puro. 
 
•O ouro (Au) e o titânio (Ti) são as raras exceções. 
 
•Uma liga metálica é identificada pelos elementos predominantes. 
 
•Os componentes são listados em ordem decrescente de decomposição. 
 
Numa liga para Prótese Parcial Removível, a denominação Cr-Co (crómio 
cobalto) não é a correta, pois o metal predominante na liga é o cobalto (Co), 
presente em torno de 60% nesta liga. 
 
A denominação mais adequada é Co-Cr (cobalto-crómio), porque a base do 
metal é o cobalto (Co). 
 
As ligas podem ser encontradas no mercado em formas de cilindro, blocos, 
folhas ou lágrimas. 
http://store.fastcommerce.com/dentalmaiaonlineshop/gialloy-pa-liga-met-lica-para-esquel-ticas-ff80818124502a0801246cb4a9500e67-p.html
CLASSIFICAÇÃO DAS LIGAS ODONTOLÓGICAS PARA FUNDIÇÃO 
 
 
As ligas podem ser classificadas de acordo com a sua composição, o seu uso 
odontológico ou o nível relativo que a prótese irá suportar. 
 
 
As quatro classes de ligas para próteses totalmente metálicas ou próteses 
metaloplásticas podem ser definidas como: 
 
TIPO I (MOLE): Usada para fundições que serão submetidas a pequenas tensões. 
É facilmente brunida, e de baixa resistência. 
 
 
TIPO II (MEDIA): Para fundições que serão submetidas a tensões moderadas 
(Exemplo: inlays, onlays e próteses unitarias totais). 
Possui media resistência. 
 
 
TIPO III (DURA): Para fundições que serão submetidas a altas tensões como 
onlays, casquetes finos, pônticos, prótese unitária e selas. 
Possui alta resistência. 
 
 
TIPO IV (EXTRADURA): Para fundições que serão submetidas a tensões muito 
altas como selas, barras, grampos, casquetes, certas próteses unitarias e 
estruturas de próteses parciais removíveis. 
 Possui resistência extra-alta. 
 
 
TIPO V : Liga para restaurações metalocerâmicas (copings) : são usadas para 
confecção de estrutura metálica da porcelana. 
 
 
Tipo 
 
Ouro 
 
Cobre 
 
Prata 
 
Paládio 
 
Platina 
 
Zinco 
 
I 
 
87% 
 
13% 
 
-- 
 
-- 
 
-- 
 
-- 
 
II 
 
76% 
 
8% 
 
13% 
 
2,5% 
 
-- 
 
0,5% 
 
III 
 
70% 
 
10% 
 
15% 
 
3% 
 
1% 
 
1% 
 
IV 
 
66% 
 
15% 
 
12% 
 
3% 
 
2% 
 
2% 
As ligas do tipo III e IV são susceptíveis ao tratamento térmico e podem ser 
endurecidas ou amaciadas por meio de ciclos adequados. 
 
Tratamento térmico amaciador : Após a fundição da liga, retira-se o anel da centrífuga, 
espera-se até que a sobra da liga perca a sua cor rubra e a seguir imerge-se o anel em um 
recipiente contendo água fria, arrefecendo rapidamente o anel através de um choque 
térmico. 
 
 
Tratamento térmico endurecedor : pode ser realizado por três processos. 
 
1-Coloca-se a restauração fundida (anel) no forno à temperatura de 450ºC (manter por 
5 minutos), 
 Desliga-se o forno,(abaixar- 250ºC) manter-15 minutos 
 Imerge-se o anel em água fria. 
2-Coloca-se o anel no forno à 370ºC (15 minutos) 
 Retira-se o mesmo do forno, deixando-o esfriar lentamente. 
3-Após a fundição, deixar esfriar naturalmente até a temperatura ambiente. 
 
1 - Alumínio: aumenta a resistência à tração (ductibilidade)–principalmente quando associado ao níquel. 
2 - Berílio: diminiu a temperatura de fusão da liga (100 graus C), a ductibilidade e a resistência à corrosão. 
3 - Carbono: aumenta a dureza superficial da liga – acima de 0,2%, a liga torna-se muito dura (fundição impossível). 
4 - Cobalto: aumenta a resistência (dureza) e elasticidade. 
5 - Cobre: aumenta em 20% a resistência (dureza) e a homogeneidade da liga. 
6 - Cromo: aumenta a resistência à perda do brilho e à corrosão (não deve ser superior a 29%). 
7 - Estanho: aumenta a maleabilidade. 
8 - Molibidênio: de 3 a 6% aumenta a resistência à corrosão e aumenta a ductibilidade. 
9 - Manganês: aumenta o escoamento da liga. 
10 - Níquel: aumenta a maleabilidade da liga. 
11 - Paládio: aumenta a resistência à oxidação e à corrosão e a dureza da liga. 
12 - Prata: aumenta a ductibilidade e facilita o brunimento. 
13 - Zinco: antioxidante. 
 
Principais elementos constituintes das ligas metálicas: 
Ligas de Metais Nobres 
 
1 - Liga de Prata / Paládio 
 
• É uma boa liga alternativa ao uso do ouro. 
 
• Essas ligas tem sido empregadas em restaurações metálicas unitárias, tais 
como : Coroas totais, pinos intra canais e próteses fixas pouco extensas, 
etc. 
 
 
Ex: Palliag, Albacast, etc. 
 
 2 - Liga de Prata/Estanho 
 
 Essas ligas inicialmente eram compostas de estanho e prata, depois foram 
incorporados, à elas, outros elementos como cobre e zinco, com finalidade de 
melhorar suas propriedades físico-quimicas. 
 
 O arrefecimento dessa liga após a fundição deve ser lento para não haver 
precipitação do estanho e assim, evitar processos de oxidação e corrosão da 
restauração. 
 
 Essas ligas são indicadas para as restaurações metálicas tipo MOD, Coroa 
total e 4/5. 
 
 Não devem ser usadas em próteses parciais fixas. 
 
 São ligas macias de fácil brunimento. 
 
 Ex: Primalloy, DFL Alloy, Pratalloy, etc. 
Ligas de Metais Nobres 
 1 - Liga de Cobre/Alumínio/Zinco 
 
 Estas ligas foram introduzidas no mercado com a finalidade de baixar os 
custos das Restaurações Metálico Fundidas 
 
 São indicadas para restaurações unitárias, pinos intra-canais e próteses 
fixas metaloplásticas. 
 
 Apesar de seus problemas inerentes: contração de fundição, oxidação e 
corrosão, continuam sendo usadas pela maioria dos protésicos. 
 
 Ex: Duracast, Goldent, Idealloy, etc. 
Ligas de Metais Básicos 
 2 - Liga de Níquel/Crómio 
 
São ligas de alta fusão utilizadas como alternativa às ligas de ouro para cerâmica 
(Tipo V), em trabalhos metalocerâmicos, e para confecção de PPRs. 
 
Basicamente o níquel, entra na formulaçãoentre 67 a 80 % e o crómio entre 12 a 
23 %, outros metais podem fazer parte da formulação, tais como o alumínio, 
manganês e titânio. 
 Ex: Durabond, Resistal P, Nicrodent, etc. 
 
 3 - Liga de Crómio/Cobalto 
 
• São ligas de alta fusão, constituída de 53% a 67% de cobalto e 25% a 32% de 
cromio e 2 a 6% de molibdênio, possuindo a mesma indicação das ligas de 
níquel/crómio 
Ligas de Metais Básicos 
Ligas Metálicas 
BIOCOMPATIBILIDADE DAS LIGAS ODONTOLÓGICAS 
 
Devido a complexidade e diversidade das ligas dentais, explica-se a dificuldade da 
biocompatibilidade das ligas odontológicas, pois idealmente, nenhum elemento da 
composição deve ser libertado e influenciar o organismo. 
 
Contudo, nem todas as propriedades biológicas das ligas são conhecidas. 
 
 
 
Os elementos para causarem alergia têm que ser libertados para a cavidade 
oral. 
 
 
Todas as ligas odontológicas libertam elementos na cavidade bucal. 
 
 
Podem ocorrer efeitos galvânicos entre diferentes tipos de liga no mesmo 
ambiente oral. 
 
Na maioria dos casos, a quantidade de elementos libertados pelas ligas 
odontológicas é inferior á quantidade ingerida pela dieta alimentar. 
 
 
 
Em resposta, os tecidos gengivais apresentam inflamação significante. 
 
 
 
Estudos mostram que as alergias ás ligas odontológicas somente ocorrerem 
na presença de corrosão e libertação de iões metálicos. 
 
 
É sempre difícil determinar se uma resposta inflamatória a iões metálicos é 
mediada por um mecanismo alérgico ou tóxico, ou mesmo por uma 
combinação dos dois. 
 
 
Corrosão é uma propriedade química que tem consequências para outras 
propriedades da liga como: estética, resistência e biocompatibilidade. 
 
 A corrosão ocorre quando elementos dentro da liga ionizam devido á perda do 
eletrão e tornam-se iões positivamente carregados são posteriormente libertados. 
 
A corrosão é um fenómeno extremamente complexo e depende de uma 
variedade de fatores físicos e químicos. A saliva, composta de aproximadamente 
99% de água, assim como o bicarbonato de sódio, cloro, cálcio, magnésio e 
fosfato, que tem grande poder corrosivo sobre estes óxidos. 
 
 
A presença de iões em quantidades suficientes podem alterar totalmente o 
metabolismo celular dos tecidos gengivais vizinhos, mas não se garante os danos 
que poderão ocorrer. 
 
Quanto maior for o tempo de exposição das células aos iões metálicos maiores os 
efeitos biológicos que poderão ocorrer. 
 
O tipo e a quantidade de elementos libertados está relacionado com os efeitos 
biológicos adversos como: toxidade, alergia ou mutagenidade. 
Os efeitos biológicos dos metais dependem da via de acesso ao organismo. 
 
Existem pontos chaves sobre a questão da toxicidade sistémica das ligas 
odontológicas. 
 
Elementos que são libertados pela liga na cavidade oral têm acesso ao interior do 
organismo pelo epitélio do intestino, pela gengiva ou outros tecidos orais; para 
elementos que formam vapor como o mercúrio o meio de entrada é o pulmão. 
 
A instabilidade dos elementos não é absoluta, pois alguns elementos instáveis 
podem ser alterados por outros elementos da liga. 
 
O paládio contribui na redução da instabilidade do cobre na ligas á base de ouro. 
 
 
A condição ambiental da liga também poderá afetar a libertação de elementos. 
 
 
A redução do pH e o efeito do ácido na liga dental são relevantes na 
biocompatibilidade. 
 
Elementos que são libertados pelos implantes dentais dentro do tecido ósseo 
em volta dos implantes estão, por definição, dentro do organismo. 
 
 
 A libertação de elementos em implantes é mais crítica biologicamente do que 
a libertação a partir de restaurações coronárias. 
 
 
Titânio foi encontrado no fígado de pacientes portadores de implantes. 
 
 
Os elementos libertados nas regiões cervicais, entre a coroa e a gengiva 
marginal, assim como os libertados nas partes internas das próteses parciais 
removíveis estão concentrados, porque não são diluídos pela saliva. 
Estudos mostram que 15% da população apresentam sensibilidade ao níquel 
(Ni), 8% ao cobalto (Co) e 8% ao crómio (Cr). 
 
 A concentração de prata (Ag) diminui sensivelmente as atividades celulares. 
 
Iões de ouro (Au) não interagem com os tecidos de maneira a provocar 
respostas alérgicas. 
 
 Estudos mostram que os pacientes sensíveis ao paládio (Pd) são quase 
sistematicamente sensíveis ao níquel (Ni).