Atividade materiais

Prévia do material em texto

7
. 
Atividade deMatérias
Material indicado
Capitulo VI do livro do Chiaverini – Materiais para Construção Mecânica
1° Atividade) levantar aplicação, características, propriedades, tipos e obtenção dos seguintes matérias não ferrosos:
· Cobre 
· Alumínio 
· Estanho
· Zinco 
· Chumbo
Cobre 
	Onde é encontrado: 
	O cobre é um metal de número atômico 29, que é encontrado na natureza, principalmente nos minerais calcocita, calcopirita e malaquita, além de também estar presente no mineral turquesa.
	Características:
	À temperatura ambiente, o cobre encontra-se no estado sólido. Classificado como metal de transição, pertence ao grupo 11(1B) da Classificação Periódica dos Elementos.
	Propriedades:
	É um dos metais mais importantes industrialmente, de coloração avermelhada, dúctil, maleável e bom condutor de eletricidade. Um condutor perfeito de calor; É de fácil modelagem, sendo utilizado como componente de vários objetos; É um tipo de metal muito resistente; Não acumula bactérias que prejudicam a saúde humana.
	Tipos :
	Cobre Cromo Zircônio – O cobre cromo zircônio se destaca pela extrema durabilidade e suporta cargas bastante elevadas. Costuma ser aplicado em buchas, mancais, coroas, engrenagens, guias deslizantes, pistão e segmentos de anéis.
Cobre Cromo – O cobre cromo se destaca pela resistência contra efeitos corrosivos, suporta adequadamente fadiga superficial e outras formas de desgaste. Costuma ser aplicado em buchas, segmentos de anéis, pistão, mancais, guias deslizantes, coroas e engrenagens.
Cobre Cobalto Berílio – O cobre cobalto berílio é muito resistente, suporta corrosão, desgaste e fadiga superficial. O diferencial é que este tipo de cobre possui durabilidade acima da média. Costuma ser aplicado em mancais, coroas, buchas e pistões.
Cobre Berílio – O cobre berílio pode ficar muito resistente aos desgastes, fadiga superficial e efeitos corrosivos quando lubrificado corretamente. Possui grande durabilidade. Costuma ser aplicado em mancais, coroas, engrenagens, guias deslizantes, segmentos de anéis, pistão e buchas.
Cobre Eletrolítico – O cobre eletrolítico é indicado para cargas elevadas e baixas velocidades. Costuma ser aplicado em mancais, coroas, guias deslizantes, engrenagens, buchas, segmentos de anéis e pistão.
	Aplicação:
	Conhecido desde a antiguidade é utilizado, atualmente, para a produção de materiais condutores de eletricidade (fios e cabos), e em ligas metálicas como latão e bronze
	
	http://dubronze.com.br/conheca-os-priomercializados/
Alumínio 
	Onde é encontrado: 
	A bauxita é a principal fonte natural de alumínio e o seu processo de mineração deve-se, sobretudo, à produção desse metal.De acordo com informações do International Aluminium Institute (IAI), a bauxita ocorre em três principais tipos de climas: Tropical (57%), o Mediterrâneo (33%) e o Subtropical (10%). O Brasil possui importantes reservas de bauxita sendo um dos que mais extraem o minério e produzem produtos a partir dele. As reservas encontram-se, sobretudo, nas regiões do Pará e Minas Gerais.
	Características:
	O alumínio é um metal leve, macio e resistente. Possui um aspecto cinza prateado e fosco, devido à fina camada de óxidos que se forma rapidamente quando exposto ao ar. O alumínio não é tóxico como metal, não-magnético, e não cria faíscas quando exposto à atrito. O alumínio puro possui tensão de cerca de 19 megapascais (MPa) e 400 MPa se inserido dentro de uma liga. Sua densidade é aproximadamente de um terço do aço ou cobre.
	Propriedades:
	Número Atômico	Z = 13
Massa molar	M = 26,9815 g/mol
Isótopo natural	27Al (100%)
Ponto de fusão	Tf = 660°C
Ponto de ebulição	Te = 2467°C
	Tipos :
	Alumínio ABNT 6061
Alumínio ABNT 6063
Duralumínio 7075
Alumínio ABNT 5052 F Naval
	Aplicação:
	Meios de Transporte: Como elementos estruturais em aviões, barcos, automóveis, tanques, blindagens e outros. Embalagens: Papel de alumínio, latas, tetrabriks e outras.
Construção civil: Janelas, portas, divisórias, grades e outros. 
Bens de uso: Utensílios de cozinha, ferramentas e outros.
Transmissão elétrica: Ainda que a condutibilidade elétrica do alumínio seja 60% menor que a do cobre, o seu uso em redes de transmissão elétricas é compensado pela seu menor custo e densidade, permitindo maior distância entre as torres de transmissão.
 Como recipientes criogênicos até -200 ºC e, no sentido oposto, para a fabricação de caldeiras
 Observação: As ligas de alumínio assumem diversas formas como a Duralumínio.
Descobriu-se recentemente que ligas de gálio-alumínio em contato com água produzem uma reação química dando como resultado hidrogênio, por impedir a formação de camada protetora (passivadora) de óxido de alumínio e fazendo o alumínio se comportar similarmente a um metal alcalino como o sódio ou o potássio. Tal propriedade é pesquisada como fonte de hidrogênio para motores, em substituição aos derivados de petróleo e outros combustíveis de motores de combustão interna.
	fontes
	http://www.quimlab.com.br/guiadoselementos/aluminio.htm
https://www.jornaldovidro.com.br/single-post/2019/11/27/Voc%C3%AA-conhece-os-tipos-diferentes-de-alum%C3%ADnio
Estanho
	Onde é encontrado: 
	O principal minério de estanho é a cassiterita ou dióxido de estanho, de fórmula SnO2. A cassiterita forma cristais tetragonais e tem dureza 6 a 7, com densidade relativa de 7. Normalmente este minério tem coloração marrom escura ou negra, além de ser opaco. Ocorre em veios submetidos a alta temperatura, ou associado a pegmatitas, um tipo de rocha ígnea. Também ocorre na forma de pequenos seixos em depósitos aluviais fluviais ou marinhos. A cassiterita é o único mineral de estanho de importância econômica. É encontrado em abundância em Cornwall, Inglaterra, como também na Alemanha, Malásia, Bolívia, Brasil, Austrália, Indonésia, Nigéria, República do Congo e no Alaska.
Na extração do estanho, o minério é primeiro extraído e lavado a fim de remover impurezas. Então é cozido, de modo a oxidar os sulfetos de ferro e cobre. Após uma segunda lavagem, o minério é reduzido por carbono em um forno reverberatório. A reação de redução é:
SnO2(s) + 2C(s) à Sn(l) + 2CO(g)
O estanho derretido é coletado no fundo e moldado no formato de blocos. Nesse formato, o estanho é novamente fundido sob temperaturas mais baixas, para que as impurezas formem uma massa insolúvel a ser extraída. O estanho pode ainda ser purificado por eletrólise.
	Características:
	O estanho é um metal branco prateado, maleável, pouco dúctil, de baixo ponto de fusão e altamente cristalino. Quando uma barra de estanho é quebrada produz um ruído denominado "grito de lata" ("grito de estanho") causada pelos cristais quando são rompidos. Este metal resiste à corrosão quando exposto à água do mar e água potável, porém pode ser atacado por ácidos fortes, bases e sais ácidos. O estanho age como um catalisador quando o oxigênio se encontra dissolvido, acelerando o ataque químico.O estanho, quando aquecido na presenca do ar acima de 1500 °C retorna à condição de óxido estânico.
	Propriedades:
	Possui ponto de fusão de 232 °C, peso específico de 7,3 g/cm3 , forma cristalina tetragonal e coloração branca prateada. É um material mole, dúctil e maleável, que possui baixa resistência mecânica e elevada resistência à corrosão, sendo empregado na forma de chapas, folhas e fios estanhados e como elemento básico de certas ligas, como algumas para mancais e soldas, ou como elemento secundário de ligas importantes, como o bronze.
	Tipos :
	As ligas de estanho mais comuns são o bronze (estanho e cobre), a solda (estanho e chumbo), e estanho, chumbo e antimônio (metal patente). Também é usado em liga com o titânio na indústria aeroespacial.
	Aplicação:
	O estanho é um metal muito procurado e utilizado em centenas de processos industriais, em especial na galvanoplastia e na formação de ligas como o bronze e as soldas. É usado no fabrico das folhas-de-flandres, que são lâminas de aço ou ferro recobertas com estanho. Serve ainda como cobertura protetora para dutos de cobre e para manufaturade latas. O estanho protege o aço contra corrosão e age como lubrificante quando o aço passa entre superfícies durante a fabricação de latas. As folhas-de-flandres podem ser usadas para recobrir fios de cobre e para confecção de contatos elétricos.
	fontes
	https://www.infomet.com.br/site/metais-e-ligas-conteudo-ler.php?codAssunto=110
https://www.eecis.udel.edu/~portnoi/academic/academic-files/estanho-prata-bronze.html#:~:text=m.&text=As%20ligas%20de%20estanho%20mais,o%20tit%C3%A2nio%20na%20ind%C3%BAstria%20aeroespacial.
zinco
	Onde é encontrado: 
	O zinco é encontrado em grandes depósitos naturais no mundo inteiro. É mais comum achá-lo em combinação com outros minerais, junto a outros elementos, principalmente esfalerita (ZnS). O zinco é classificado é duas grandes famílias: zinco primário e zinco secundário. O zinco primário representa 80% da produção atual, e o seu principal processo de produção é o eletrolítico, que consiste na dissolução do óxido ustulado em ácido sulfúrico, seguido de um processo de eletrólise, na qual o eletrólito, rico em zinco, entra em células eletrolíticas com ânodos de ligas de chumbo e cátodos de alumínio. O zinco se deposita neste último, sendo periodicamente retirado para posterior fusão e transformação em placas. O zinco secundário, por sua vez, é reciclado e representa 20% do total atualmente produzido.
	Características:
	O zinco é um metal, às vezes classificado como metal de transição ainda que estritamente não seja, apresenta semelhanças com o magnésio e o berílio além dos metais do seu grupo.
	Propriedades:
	O Zinco apresenta densidade de 7,13 g/cm3 , ponto de fusão de 419 °C e forma cristalina hexagonal compacta. Possui alta resistência à corrosão, graças à produção de um óxido protetor à temperatura ambiente. É bastante maleável entre 100 e 150 °C, podendo ser laminado em chapas e estirado em fios. Apresenta pouca resistência ao ataque de ácidos usuais e de soda.
	Tipos :
	O zinco pode ser encontrado na forma de placas, lingotes, chapas, grãos e pó. 
Norma ASTM B 6
SHG, Especial com alto grau de pureza (99,99%);
HG, Alto grau de pureza (99,90%);
PWG, Prime Western grade (98%).
	Aplicação:
	Devido à sua resistência à corrosão, o zinco é usado para recobrir ferro e objetos de aço, impedindo a ferrugem. Também pode ser combinado com pequenas quantidades de cobre e titânio, a fim de produzir lâminas impermeáveis para telhados e paredes. Combinado a outros elementos, o zinco dá origem a compostos. Um deles é o óxido de zinco, usado em tintas industriais, cosméticos, plásticos, remédios e tintas para impressoras. Outro composto é o sulfeto de zinco, que brilha com o acréscimo de outros elementos e é usado em telas de raios X, mostradores de relógios e lâmpadas fluorescentes.
	fontes
	https://escola.britannica.com.br/artigo/zinco/482921
https://www.infomet.com.br/site/metais-e-ligas-conteudo-ler.php?codAssunto=104
Chumbo
	Onde é encontrado: 
	O chumbo raramente é encontrado no seu estado elementar. O mineral de chumbo mais comum é o sulfeto denominado de galena (com 86,6% deste metal). Através da ustulação do minério de chumbo, galena, obtém-se como produto o óxido de chumbo que, num alto forno, é reduzido com a utilização de coque, fundente e óxido de ferro. O chumbo bruto obtido é separado da escória por flotação. A seguir, é refinado para a retirada das impurezas metálicas, que pode ser por destilação. Desta forma pode-se obter chumbo com uma pureza elevada (99,99%).
	Características:
	O chumbo é um metal pesado (densidade relativa de 11,4 a 16ºC), de coloração branca-azulada, tornando-se acinzentado quando exposto ao ar. Muito macio, altamente maleável, baixa condutividade elétrica e altamente resistente à corrosão.
	Propriedades:
	O chumbo se funde com facilidade (327,4ºC), com temperatura de vaporização a 1725ºC. Os estados de oxidação que pode apresentar são 2 e 4. É relativamente resistente ao ataque dos ácidos sulfúrico e clorídrico, porém se dissolve lentamente em ácido nítrico. O chumbo é um anfótero, já que forma sais de chumbo dos ácidos, assim como sais metálicos do ácido plúmbico. O chumbo forma muitos sais, óxidos e compostos organolépticos.
	Tipos :
	O chumbo forma ligas com muitos metais e, em geral, é empregado nesta forma na maior parte de suas aplicações. Todas as ligas metálicas formadas com estanho, cobre, arsênio, antimônio, bismuto, cádmio e sódio apresentam importantes aplicações industriais (soldas, fusíveis, material de tipografia, material de antifricção, revestimentos de cabos elétricos, etc.).
	Aplicação:
	Geralmente aplicado em barreiras para proteção contra radioatividade e raios-X.
No passado foi usado para construir tubulações e partes destas; o uso foi abandonado devido à toxicidade do elemento. 
Em tintas específicas para tingimento de cabelos grisalhos; principalmente como acetato de chumbo
Antigamente os combustíveis recebiam a adição de tetraetilchumbo Pb(C2H5)4; tal aplicação foi abandonada pelo problema da poluição gerada pelo composto.
– Em munição
– Em baterias do tipo chumbo-ácido
– Em pesos para pescaria (este em desuso), exercícios físicos, equipamento de mergulho e quilhas de embarcações
– Seus óxidos podem ser utilizados na fabricação de vidros tipo cristal
– Como recipiente para líquidos corrosivos
– Telureto e seleneto de chumbo podem ser usados em células fotovoltaicas ou sensores de infravermelho
	fontes
	http://www.quimlab.com.br/guiadoselementos/chumbo.htm
https://www.tabelaperiodica.org/chumbo-usos-do-elemento-na-industria-e-no-dia-a-dia/
2º Atividade) fazer o relatório do entendimento, relativos aos vídeos sobre materiais não ferrosos
Segue o link dos vídeos:
https://www.youtube.com/watch?v=qsDQ4lLO_0g
https://www.youtube.com/watch?v=86M-Kom6cPA
De acordo com apresentado no vídeo os metálicos podem se subdividir em Ferrosos e Não Ferrosos. Assim os matérias ferrosos são basicamente compostos de dois materiais os aços e os ferros fundidos. Aços de alto e baixo carbono; Aços de alta, média e baixa lida; e os Ferros fundidos cinzento, nodular, branco e maleável. Estes se diferenciam pelas suas propriedades físicas e mecânicas. Já os não ferrosos são os materiais como o Alumínio, Cobre, Níquel, Zinco, Titânio, etc. Que basicamente são chamados de não ferrosos por não ter ferro em sua composição ou ter uma quantidade pífia de ferro em sua estrutura. O alumínio dentre os matérias não ferrosos é o mais largamente aplicado na indústria devido a suas propriedades, condutor elétrico, resistência a corrosão, maleabilidade, leveza, sendo ainda não magnético e reciclável. O cobre também apresenta propriedades semelhantes às do alumínio sendo muito maleável e dúctil também sendo um excelente condutor elétrico e resistente a corrosão. No vídeo também fala sobre o latão uma liga formada por cobre e uma porcentagem de zinco entre 5 e 45% sendo ainda mais maleável que o cobre e o zinco de forma independente. O níquel por sua vez pode ser combinado a outros diversos metais porem em contra partida por seu alto valor agregado ele se torna restrito a aplicações especiais. Outro material é o titânio que possui alta resistência a corrosão e excelentes propriedades mecânicas porem possui alto custo de extração, ficando restrito mais as indústrias naval, militar e aeroespacial. O magnésio possui baixa densidade sendo combinado ao alumínio como elemento de liga para fabricação de componentes mecânicos como rodas de liga leve.