Cobres e suas ligas

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COBRE
 e suas ligas
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COBRE e suas ligas
é um metal de transição
possui coloração marrom avermelhada
principais propriedades:
boa ductibilidade
maleabilidade
alta condutibilidade térmica e elétrica
excelente resistência a corrosão
formação de ligas metálicas
latão (Cu/Zn)
bronze (Cu/Sn)
metal monel (Cu/Ni)
O QUE É O COBRE
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COBRE e suas ligas
primeiro metal a ser usado pelo homem
13.000 a.C. na forma de “cobre nativo”
usado como substituto da pedra como ferramenta de trabalho, arma, objeto de decoração
ao Norte do Golfo Pérsico, entre Tigre e Eufrates
grande incidência:
Ilha de Chipre - Cyprus - Cuprum - Símbolo: Cu
processo de mineração: mais de 5.000 anos
HISTÓRIA DO COBRE
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COBRE e suas ligas
Nome químico:			COBRE
Símbolo químico:		Cu
Número atômico:		29
Peso atômico:			63,546
Configuração eletrônica:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1
Estado físico (25°C):		sólido
INFORMAÇÕES GERAIS
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COBRE e suas ligas
Estado físico (25°C):		sólido
Densidade do sólido (20°C):	8,96 g/cm³
Ponto de fusão:			1083°C
Ponto de ebulição:		2595°C
Condutividade térmica:	400 W/m.K
Resistividade elétrica:		1,7 x 10-8 Ohm.m
Calor específico:		0,0912 cal/g/°C
Calor latente de fusão:		50,6 cal/g
Eletronegatividade:		1,95
PROPRIEDADES FÍSICAS
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COBRE e suas ligas
Ocorre principalmente em compostos de:
Cu(I): cuprosos
Cu(II): cúpricos
A maioria dos compostos de Cu(I) com ânions monoatômicos são insolúveis em água, e são facilmente oxidados a Cu(II)
O Cu(II) forma sais mais solúveis em água
Quando exposto ao ar úmido com gás carbônico lentamente se oxida, formando uma camada verde chamada de zinabre, de fórmula: CuCO3.Cu(OH)2
PROPRIEDADES QUÍMICAS
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COBRE e suas ligas
Raio neutro:
raio atômico empírico:		135 pm
raio atômico calculado:		145 pm
raio covalente:			138 pm
raio Van der Waals:		140 pm
Raio iônico:
íon Cu(I):			96 pm
1 pm = 10-12 metros
RAIO ATÔMICO
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COBRE e suas ligas
Cu(II) para Cu(I):	0,159 eV
Cu(I) para Cu(0):	0,520 eV
Cu(II) para Cu(0):	0,340 eV
POTENCIAL PADRÃO DE REDUÇÃO
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COBRE e suas ligas
ELEMENTO PURO
Raspas de Cobre
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COBRE e suas ligas
Tipo de estrutura:	cúbica de face centrada
ESTRUTURA CRISTALOGRÁFICA
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COBRE e suas ligas
ESTRUTURA CRISTALOGRÁFICA
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COBRE e suas ligas
ESTRUTURA CRISTALOGRÁFICA
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COBRE e suas ligas
63Cu
massa atômica:		62,930
spin:			3/2
abundância natural:	69,17%
momento magnético:	2,2233
65Cu
massa atômica:		64,928
spin:			3/2
abundância natural:	30,83%
momento magnético:	2,3817
ISÓTOPOS NATURAIS DO COBRE
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COBRE e suas ligas
OCORRÊNCIA DO COBRE
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COBRE e suas ligas
Cenário internacional:
		Chile				Congo
		Peru				Rússia
		Estados Unidos		Canadá
		Zâmbia
Cenário nacional:
		Ceará				São Paulo
		Bahia				Rio Grande do Sul 
Menores no Maranhão, Paraíba e Paraná.
OCORRÊNCIA DO COBRE
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COBRE e suas ligas
CICLO INDUSTRIAL DO COBRE
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COBRE e suas ligas
INDÚSTRIAS DE TRANSFORMAÇÃO
Processos utilizados:
laminação
extrusão
forjagem
fundição
metalurgia do pó
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COBRE e suas ligas
APLICAÇÕES
Barras e laminados:
Vantagens:
resistência a corrosão
resistência elástica a compressão
soldabilidade
bom condutor de calor
os latões são trabalháveis a frio (emprego onde há transformações mecânicas de compressão e expansão)
suas ligas também são trabalháveis a quente
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COBRE e suas ligas
APLICAÇÕES
Tubos e conexões:
Vantagens:
durabilidade
propriedade bactericida
rapidez de instalação
versatilidade
ecológico
aspecto visual
resistência mecânica
resistência a corrosão
impermeabilidade
resistência ao calor, fogo, pressão e ao tempo
relação custo x benefício
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COBRE e suas ligas
APLICAÇÕES
Condução de energia:
cobre recozido: padrão de condutibilidade (100%)
compatível com conexões, soldas (flexibilidade, resistência mecânica e a corrosão)
combina resistência e ductibilidade
facilidade de instalação
relação custo x benefício
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COBRE e suas ligas
APLICAÇÕES
Outras utilizações:
Arquitetura: coberturas, peças ornamentais, esculturas, estátuas, portas, janelas, calhas
Agropecuária (como sulfato de cobre): controle de fungos, correção de solos, estimulante de crescimento de animais (porcos e galinhas)
Indústria naval
Indústria química: reagentes, equipamentos (trocadores de calor, aquecedores, evaporadores, colunas de destilação): tequila, whisky, cerveja, álcool, perfumes, óleos essenciais, concentração de açúcar, leite, café, etc.
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COBRE e suas ligas
LIGAS DE COBRE
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COBRE e suas ligas
LIGAS DE COBRE
Latão: cobre + zinco
zinco: 5% - 45%
uso: moedas, medalhas, bijuterias, radiadores de automóveis, ferragens, componentes estampados e conformados, etc.
o zinco confere maior ductibilidade, porém aparece uma nova fase mais frágil que torna o latão menos trabalhável
adição de estanho ou alumínio aumenta resistência a corrosão por água do mar
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COBRE e suas ligas
LIGAS DE COBRE
Bronze: cobre + estanho
estanho: até 20%
uso: tubos flexíveis, torneiras, varetas de soldagem, válvulas, buchas, engrenagens, etc.
o estanho confere uma maior resistência mecânica ao material
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COBRE e suas ligas
LIGAS DE COBRE
Metal monel (cuproníquel): cobre + níquel
níquel: 10% - 30%
uso: cultivos marinhos, moedas, bijuterias, armações de lentes, etc. 
o níquel confere a liga uma resistência mecânica elevada e boa resistência a corrosão
adição de 3% - 4% de silício melhora as propriedades de endurecimento por envelhecimento
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COBRE e suas ligas
LIGAS DE COBRE
Cobre Alumínio
alumínio: mais de 10%
uso: peças para embarcações, trocadores de calor, evaporadores, soluções ácidas ou salinas
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COBRE e suas ligas
LIGAS DE COBRE
Alpacas: Cu + Ni + Zn
cobre: 45% - 70%
níquel: 10% - 18%
uso: chaves, equipamentos de telecomunicações, decoração, relojoaria, componentes de aparelhos óticos e fotográficos, etc.
são facilmente confundidas com a prata devido a sua coloração
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COBRE e suas ligas
ESTATÍSTICAS BRASILEIRAS
Plan1
		Indicadores Macro da Indústria do Cobre
		Ano		1997		1998		1999
		Faturamento (US$ Milhões)		3100		3002		2636
Plan2
		
Plan3
		
Plan1
		Indicadores Macro da Indústria do Cobre
		Ano		1997		1998		1999
		Faturamento (US$ Milhões)		3100		3002		2636
		
		
		
		
		Capacidade instalada		1997		1998		1999
		Produção de cobre refinado (kton)		176		177		177
		Nº de empregos diretos		26,598		21,443		19,556
Plan2
		
Plan3
		
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COBRE e suas ligas
Produção e consumo:
ESTATÍSTICAS BRASILEIRAS
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COBRE e suas ligas
ESTATÍSTICAS BRASILEIRAS
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COBRE e suas ligas
ESTATÍSTICAS BRASILEIRAS
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COBRE e suas ligas
ESTATÍSTICAS BRASILEIRAS
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COBRE e suas ligas
Produção e consumo:
ESTATÍSTICAS MUNDIAIS
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COBRE e suas ligas
ESTATÍSTICAS MUNDIAIS
Plan1
		PRODUÇÃO DE COBRE REFINADO (kton)
				1996		1997		1998
		EUA		2341		2452		2444
		CHILE		1748		2116		2335
		JAPÃO		1251		1279		1271
		CHINA		1119		1179		1199
		ALEMANHA		671		674		696
		CANADÁ		559		563		564
		RÚSSIA		570		610		541
		POLÔNIA		425		441		447
		PERÚ		338		384		399
		ZÂMBIA		334		338		241
		OUTROS		3334		3533		3694
		TOTAL		12690		13570		13831
Plan2
		
Plan3
		
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COBRE e suas ligas
ESTATÍSTICAS MUNDIAIS
Plan1
		PRODUÇÃO DE CONCENTRADO DE COBRE (kton)
				1996		1997		1998
		CHILE		3116		3392		3691
		EUA		1953		1977		1998
		CANADÁ		688		659		705
		RÚSSIA		523		526		504
		INDONÉSIA		526		548		781
		PERÚ		484		503		481
		CHINA		439		495		457
		POLÔNIA		422		415		427
		AUSTRÁLIA		547		560		594
		MÉXICO		341		393		403
		OUTROS		2069		2095		2168
		TOTAL		11109		1156412109
Plan2
		
Plan3
		
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COBRE e suas ligas
ESTATÍSTICAS MUNDIAIS
Plan1
		CONSUMO DE COBRE REFINADO (kton)
				1996		1997		1998
		EUA		2613		2790		2934
		CHINA		1293		1285		1350
		JAPÃO		1481		1441		1269
		ALEMANHA		960		1040		1200
		ITÁLIA		503		521		588
		TAIWAN		545		588		586
		FRANÇA		518		558		555
		CORÉIA DO SUL		579		624		547
		REINO UNIDO		397		409		402
		BÉLGICA		359		364		390
		OUTROS		3302		3465		3575
		TOTAL		12550		13084		13394
Plan2
		
Plan3
		
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COBRE e suas ligas
EXEMPLOS DE APLICAÇÕES
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COBRE e suas ligas
Do nome em latim “cuprum” da Ilha de Chipre.
Traduções:
Alemão:			kupfer
Inglês:			copper
Espanhol:		cobre
Francês:			cuivre
Italiano:			rame
ORIGEM DO NOME COBRE
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COBRE e suas ligas
www.procobrebrasil.org
www.merck.com.br
www.arq.ufsc.br
BIBLIOGRAFIA