Materiais/Quimica - Aula 6a

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

*
*
Professora Beatriz
Materiais e 
Química Tecnológica 
Aula 6a
Engenharias de Produção
Controle e Automação 
Civil
*
*
Metais
*
*
*
*
A indústria metalúrgica básica compreende as atividades: 
a) metalurgia 
b) fundição
c) siderurgia
Indústria metalúrgica
*
*
a) Metalurgia
Metalurgia é a seqüência de processos que visa obter um metal a partir do minério correspondente:
- extração da mina 
- purificação do minério 
- redução 
- purificação do metal
*
*
Exemplos de minérios 
(minerais de onde são extraídos metais)
Argentita: Ag2S - para a extração de prata
Bauxita: Al2O3 - alumínio
Blenda: ZnS - zinco
Bornita: Cu5FeS4 - cobre
Calaverita: AuTe2 - ouro
Calcopirita: CuFeS2 - cobre
Calcocite: Cu2S - cobre
Cassiterita: SnO2 - estanho
Cinábrio: HgS - mercúrio
Galena: PbS - chumbo
Limonita: FeO[OH] - ferro
Siderita: FeCO3 - ferro
Pirita: FeS2 - ferro
Hematita: Fe2O3 - ferro
Ilmenita: FeTiO3 - ferro
Magnetita: Fe3O4 - ferro
*
*
b) Fundição
É o processo de fabricação de peças metálicas que consiste essencialmente em encher com metal líquido a cavidade de um molde com formato e medidas correspondentes aos da peça a ser fabricada.
*
*
c) Siderurgia
Siderurgia é o ramo da metalurgia que se dedica à fabricação e tratamento do aço (metalurgia do ferro).
Produtos Siderúrgicos
- ferro gusa (ferro bruto ou ferro de 1a. fusão)
- ferro fundido 
- aço comum (aço-carbono)
- aços especiais (aço-liga)
*
*
 Forno siderúrgico
Fe2O3 (hematita)
CaCO3
carvão mineral ou vegetal
O carvão servirá para reduzir o minério e produzir energia, o calcário servirá como fundente.
*
*
Ligação nos metais: 
Ligação Metálica
É a ligação química que ocorre nos metais e nas ligas metálicas. 
*
*
A ligação metálica não pode ser explicada nem pela ligação covalente nem pela iônica, configurando-se como um tipo específico e diferenciado de ligação entre átomos. 
Ligação Metálica
A regra do octeto não explica a ligação metálica.
*
*
Ligação Metálica
É a ligação na qual resulta dos elétrons livres que ficam entre os cátions dos metais (modelo do mar de elétrons). Os metais são constituídos pelos seus cátions mergulhados num mar de elétrons.
*
*
Ligação Metálica
Os átomos de um metal têm grande tendência a perder elétrons da última camada e transformar-se em cátions. Esses elétrons, entretanto, são simultaneamente atraídos por outros íons, que então o perdem novamente e assim por diante. Por isso, apesar de predominarem íons positivos e elétrons livres, diz-se que os átomos de um metal são eletricamente neutros.
*
*
Os cátions de um metal encontram-se unidos por um “mar” de elétrons vizinhos: eles recobrem toda a superfície do metal, por isso corrente elétrica pode ser transmitida sem muita resistência.
Esta nuvem de elétrons funcionaria como a ligação metálica, que mantém os átomos unidos.
Ligação Metálica
*
*
Ao contrário das ligações covalentes e iônicas, a ligação metálica não tem representação eletrônica. 
Por isso, os metais são representados por seus símbolos, sem indicação do número de átomos envolvidos, já que esta quantidade é muito grande e indeterminada. 
Ligação Metálica
*
*
A ligação metálica explica a condutividade elétrica, a maleabilidade, a ductilidade e outras propriedades dos metais.
Ligação Metálica
*
*
Ligação Metálica
*
*
Metais
Em Química um metal (do grego antigo μέταλλον, métalon) é um elemento, substância ou liga caracterizado por sua boa condutividade elétrica e de calor, geralmente apresentando cor prateada ou amarelada, um alto ponto de fusão e de ebulição e uma elevada dureza. 
Cristais de Gálio
*
*
Metais
Eles estão distribuídos de forma irregular pela crosta do planeta.
Poucos são os metais encontrados puros na natureza, entre eles estão o ouro, a prata, a platina e o bismuto. 
Em geral são encontrados juntos a outros  elementos, nos minerais, e com grande quantidade de impurezas.
Os metais são encontrados na natureza no estado sólido, com exceção do mercúrio, que é encontrado no estado líquido.
*
*
Metais
Os mais conhecidos e utilizados são o ferro, cobre, estanho, chumbo, ouro e a prata estes dois últimos classificados como metais preciosos.
São chamados metais nobres aqueles que não são atacados por ácidos ou sais, não se oxidam, são raros na natureza e permanecem sempre puros.
O ouro, prata e platina são classificados como metais nobres.
*
*
- Têm brilho metálico. 
- 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. 
Características gerais dos metais
*
*
Térmica
Os metais possuem elétrons livres em suas ligações metálicas, o que permite um trânsito rápido de calor. É por este motivo que os metais são bons condutores de temperatura.
Elétrica
Os metais na forma natural têm muitos elétrons livres, elétrons que se desprendem dos seus átomos e formam uma nuvem eletrônica. Esses elétrons livres que são os principais responsáveis pela alta condutividade elétrica dos metais.
Condutibilidade: boa característica de condução 
térmica e elétrica
Características gerais dos metais
*
*
Resistência
Os metais resistem bastante quando são tracionados com forças que tendem alongar ou torcer uma barra ou fio metálico. Estas propriedades vêm do fato, de que, a ligação metálica e muito forte, ou seja, mantém os átomos bem unidos.
Ponto de fusão e de ebulição altos
Os metais fundem e fervem em temperaturas geralmente bem elevadas, devido à ligação metálica ser muito forte, como mencionado na propriedade anterior, os átomos são intensamente unidos.
Características gerais dos metais
*
*
Maleabilidade
É a propriedade de se deixar reduzir a chapas e lâminas bastante finas, o que se consegue martelando o metal aquecido. Isso é possível porque os átomos dos metais podem “escorregar” uns sobre os outros. O ouro é metal mais maleável.
Ductibilidade
É a propriedade que os metais se deixam reduzir a fios, o que se consegue “puxando” o metal aquecido através de furos cada vez menores. O ouro é também o metal mais dúctil que se conhece.
Características gerais dos metais
*
*
Ligas metálicas
As ligas têm mais aplicação do que os metais puros. 
Apesar da grande variedade de metais existentes, a maioria não é empregada em estado puro, mas em ligas com propriedades alteradas em relação ao material inicial, o que visa, entre outras coisas, a reduzir os custos de produção.
*
*
Ligas metálicas são materiais de propriedade semelhantes às dos metais e que contêm pelo menos um metal em sua composição. 
Há ligas formadas somente de metais e outras formadas de metais e semimetais (boro, silício, arsênio, antimônio) e de metais e não-metais (carbono, fósforo).
Ligas metálicas
*
*
Ligas metálicas
As indústrias automobilísticas, aeronáuticas, navais, bélicas e de construção civil são as principais responsáveis pelo consumo de metal em grande escala.
São também representativos os setores de eletrônica e comunicações, cujo consumo de metal, apesar de quantitativamente inferior, tem importância capital para a economia.
*
*
*
*
Formação das ligas metálicas
*
*
São aquelas onde o ferro é constituinte principal. Essas ligas são importantes como materiais de construção em engenharia. 
As ligas ferrosas são extremamente versáteis, mas a desvantagem dessas ligas é que elas são muito suscetíveis à corrosão. 
Aços: são ligas ferro-carbono que podem conter concentrações apreciáveis de outros elementos de liga. As propriedades mecânicas são sensíveis ao teor de carbono, que é normalmente inferior a 1%. 
Ligas ferrosas
*
*
São ligas que não possuem como constituinte principal o elemento ferro. 
Ligas de cobre: o cobre, quando não se encontra na forma de ligas, é tão mole e dúctil
que é muito difícil de ser usinado. As ligas de cobre mais comuns são os latões, onde o zinco, na forma de uma impureza substitucional, é o elemento de liga predominante. 
Ligas de cobre-zinco com concentrações aproximadamente de 35% de zinco são relativamente moles, dúcteis e facilmente submetidos à deformação plástica a frio. 
Ligas não-ferrosas
*
*
As ligas de latão que possuem um maior teor de zinco são mais duras e mais resistentes. 
Os bronzes são ligas de cobre com vários outros elementos, incluindo o estanho, alumínio, o silício e o níquel. Essas ligas são relativamente mais resistentes do que os latões, porém ainda possui um elevado nível de resistência a corrosão. 
Ligas não-ferrosas
*
*
Alguns outros exemplos de ligas não ferrosas são as ligas de alumínio, que são caracterizadas por uma densidade relativamente baixa, condutividade elétrica e térmica elevada, e uma resistência à corrosão em alguns ambientes comuns, com a atmosfera ambiente. 
Liga de magnésio é caracterizada pela baixa densidade do magnésio que é a mais baixa dentre todos os metais estruturais; dessa forma suas ligas são usadas onde um peso leve é  considerado importante, como por exemplo, em componentes de aeronave. 
Ligas não-ferrosas
*
*
*
*
Ligas metálicas