1.1 Metais e Ligas Metálicas
Estrutura e Propriedades
dos
Metais
24-Out-10
Dulce Campos
1
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
A Ligação Metálica
Os metais apresentam propriedades
físicas macroscópicas que sugerem
claramente um modelo especial para a
ligação que une os seus átomos.
E quais são essas propriedades?
Elevada densidade.
Bons condutores de corrente eléctrica e de
calor.
Elevados pontos de fusão e de ebulição.
24-Out-10
Dulce Campos
2
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
O MODELO DE LIGAÇÃO
METÁLICA
Quais as características deste tipo de
modelo de ligação metálica que a
torna especial?
24-Out-10
Dulce Campos
3
O MODELO DE LIGAÇÃO
METÁLICA
A sobreposição das nuvens electrónicas na
rede metálica, permite que os electrões de
um átomo se movam nas nuvens
electrónicas dos átomos adjacentes.
A transformação de cada átomo do metal
num ião positivo (cerne do átomo), rodeado
por um certo número de outros iões idênticos
numa rede a três dimensões, onde os
electrões mais periféricos se movem
livremente de uma camada para outra.
24-Out-10
Dulce Campos
4
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
O MODELO DE LIGAÇÃO
METÁLICA
Uma força ligante que une os átomos
entre si na rede metálica, resultado da
interacção entre os electrões periféricos
deslocalizados que se movimentam entre
"iões".
A não alteração da electroneutralidade do
metal.
24-Out-10
Dulce Campos
5
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
O MODELO DE LIGAÇÃO
METÁLICA
Exemplo do que se passa no átomo de
sódio, com um único electrão de valência,
24-Out-10
Dulce Campos
6
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
O MODELO DE LIGAÇÃO
METÁLICA
Generalizando para todos os metais:
Electrões de valência encontram-se deslocalizados
por todo o metal
Não pertencem a nenhum núcleo em particular
(assim sendo, na estrutura sólida dos metais, em
posições mais rígidas, encontrar-se-ão partículas
constituídas pelo que resta da "libertação" dos
electrões de valência, consequentemente partículas
com carga eléctrica positiva).
A ligação química é assegurada pelas forças
atractivas entre estas partículas e a totalidade dos
electrões deslocalizados por todo o volume do
metal.
24-Out-10
Dulce Campos
7
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
COMO É QUE O MODELO DE
LIGAÇÃO METÁLICA EXPLICA
AS PROPRIEDADES
MACROSCÓPICAS DOS
METAIS?
24-Out-10
Dulce Campos
8
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
PROPRIEDADES
CARACTERÍSTICAS DOS METAIS
COMO SUBSTÂNCIAS E MATERIAIS
Os metais constituem são mais de 75%
dos elementos da Tabela Periódica.
Apresentam algumas propriedades que
fazem que eles sejam únicos para
algumas aplicações.
O modelo da ligação metálica explica
muitas dessas propriedades ditas
metálicas
24-Out-10
Dulce Campos
9
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
PROPRIEDADES
CARACTERÍSTICAS DOS METAIS
A - 0 brilho e a cor
Quando polidos, os metais apresentam-se brilhantes
devido ao facto de reflectirem luz:
– se o metal reflectir todas as "cores" do espectro
electromagnético, a sua coloração será prateada;
– se o metal não reflectir todas as cores do espectro
electromagnético, reflectira a cor que ele não absorve,
razão pela qual o ouro é amarelo e o cobre e
avermelhado.
Explicação
– A presença de electrões livres permite aos metais a
reflexão da Iuz, já que podem ser excitados por
absorção de fotões eDulce
voltar
ao estado inicial emitindo10
24-Out-10
Campos
fotões.
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
PROPRIEDADES
CARACTERÍSTICAS DOS METAIS
B - Bons condutores de electricidade e de
calor
Significa dizer que apresenta valores elevados
para as condutividades eléctrica e térmica.
Explicação
– Boa condutividade eléctrica, porque os electrões
deslocalizados têm uma grande mobilidade dentro da
rede, comunicando o impulso eléctrico com rapidez.
– Boa condutividade térmica, porque os electrões
deslocalizados transmitem a energia de vibração de
um ião positivo aos iões vizinhos.
24-Out-10
Dulce Campos
11
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
PROPRIEDADES
CARACTERÍSTICAS DOS METAIS
C - Densidade, dureza e ponto de fusão
Nos metais, a densidade
varia. O ferro, o zinco, o
ouro e o chumbo podem,
por exemplo, ser
classificados como
metais
densos, enquanto que o
magnésio, o alumínio e o
titânio são considerados
metais pouco densos (ρ
inferior a 5g /cm 3).
24-Out-10
Dulce Campos
Metal
p / g cm-3
Alumínio
2,70
Cobre
8,96
Chumbo
11,36
Magnésio
1,74
Zinco
7,13
Ferro
7,86
Ouro
19,31
Titânio
4,54
13
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
PROPRIEDADES
CARACTERÍSTICAS DOS METAIS
C - Densidade, dureza e ponto de fusão
A dureza de um metal é definida, como a "resistência
do metal a uma deformação plástica", mas também
pode estar relacionada com a resistência ao risco e à
abrasão.
Confere-lhe a capacidade de resistir, de forma
permanente, a deformação (encurvar, partir ou mudar de
forma), quando sujeito a uma carga (força).
Quanto maior for a dureza do metal, maior será a sua
resistência a deformação; esta propriedade pode ser
avaliada através de muitas escalas, como a de
Rockwell, a de Brinell e a de Mohs, entre outras.
24-Out-10
Dulce Campos
14
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
PROPRIEDADES
CARACTERÍSTICAS DOS METAIS
C - Densidade, dureza e ponto de fusão
Explicação
São geralmente densos e duros porque as
partículas presentes nos metais estão
fortemente "empacotadas" na rede cristalina.
Têm elevados pontes de fusão e ebulição
porque as forças de atracção entre as particulas
são intensas. É necessário um valor elevado de
energia térmica para superar as forças de
atracção entre os cernes (iões positives) e os
electrões deslocalizados. Estas forças fazem-se
24-Out-10
15
Dulcecristalina.
Campos
sentir em toda a rede
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
PROPRIEDADES
CARACTERÍSTICAS DOS METAIS
D – Ductilidade e maleabilidade
A ductilidade de um
metal é a propriedade
que permite que ele seja
estirado e se obtenham
fios finíssimos.
A ductilidade do ouro
(estiramento/distensão),
por exemplo, é tal que,
com 30 g desse metal,
pode obter-se cerca de
85 metros de arame ou
fio!!!
24-Out-10
Dulce Campos
16
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
PROPRIEDADES
CARACTERÍSTICAS DOS METAIS
D – Ductilidade e maleabilidade
A maleabilidade, permite
moldar e deformar.
O ouro é tão maleável
que se consegue obter
dele folhas finíssimas
(filmes). Esses filmes são
usados nos visores dos
capacetes de astronautas,
nos vidros nas cabinas
dos aviões e nos veículos
espaciais como protecção
contra radiações
infravermelhas.
24-Out-10
Dulce Campos
17
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
PROPRIEDADES
CARACTERÍSTICAS DOS METAIS
D – Ductilidade e maleabilidade
Explicação
São maleáveis e dúcteis porque:
– a distorção não rompe a ligação metálica
pois
– sua natureza não direccional, o deslocamento
de átomos não altera significativamente as
forças de ligação.
24-Out-10
Dulce Campos
18
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
Rearranjo dos Cernes Atómicos
Sujeitos a Uma Força
As ligações entre os átomos de um metal, embora fortes, não estão
dirigidas entre átomos específicos, uma força aplicada pode fazer
deslocar as camadas de cernes atómicos umas em relação às outras
no «mar» de electrões de valência, sem ruptura.
Por isso é que os metais podem ser martelados de forma a
adquirirem diferentes formas, assim como serem esticados em fios e
varões (extrusão).
24-Out-10
Dulce Campos
19
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
PROPRIEDADES
CARACTERÍSTICAS DOS METAIS
Propriedades dos metais
Explicação
Densos e duros (na
generalidade).
As particulas presentes nos metais estão
Fortemente "empacotadas" na rede cristalina.
Elevados pontos de fusão e
ebulição
Forças atracção entre as partículas são intensas. É
necessário elevados valores energia térmica para
superar forças de atracção entre cernes e electrões
deslocalizados.
Boa condutividade térmica
Electrões deslocalizados transmitem a energia de
vibração dos iões positivos aos iões vizinhos
Boa condutividade eléctrica
Electrões deslocalizados têm grande mobilidade
dentro da rede, comunicando o impulso eléctrico
com rapidez
Maleabilidade e ductilidade
A ligação metálica não rompe dada a sua natureza
não direccional
Brilho
Os electrões livres permitem aos metais a reflexão
da luzDulce
poisCampos
são excitados por absorção de fotões20
24-Out-10
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
QUE DIFERENÇAS EXISTEM
ENTRE SÓLIDOS METÁLICOS
E OUTROS TIPOS DE
SÓLIDOS?
Sólidos iónicos
Sólidos covalentes
Sólidos moleculares
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
Sólidos cristalinos, redes cristalinas e
células unitárias do cristal
Os sólidos apresentam, para além das diferenças
na condutividade eléctrica, uma gama variada de
propriedades que os distingue uns dos outros:
uns são duros, como o diamante;
o naftaleno ou o gelo, são muito menos duros e
podem ser esmagados com facilidade;
o ferro ou o cloreto de sódio, têm elevados
pontos de fusão, enquanto outros, como a cera,
fundem a baixa temperatura.
24-Out-10
Dulce Campos
22
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
Sólidos cristalinos, redes cristalinas e
células unitárias do cristal
E de que depende esta variedade de
propriedades?
– do tipo de partículas que constituem o sólido
– da magnitude das forças atractivas que mantêm o
sólido unido.
– As propriedades são determinadas pelo elevado grau
de ordem no arranjo das partículas constituintes do
sólido, sejam elas moléculas, átomos ou iões, o que
Ihes confere o estatuto de cristal.
24-Out-10
Dulce Campos
23
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
Sólidos cristalinos, redes cristalinas e
células unitárias do cristal
As formas regulares
e simétricas dos
flocos de neve, por
exemplo, são
causadas pelo
empacotamento
altamente organizado
das moléculas de
água dentro do cristal
de gelo
24-Out-10
Dulce Campos
24
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
Sólidos cristalinos, redes cristalinas e
células unitárias do cristal
E como se arranjam as partículas no
interior do sólido cristalino?
– As partículas nos cristais distribuem-se em
padrões – Células Unitárias - que se
repetem em todas as direcções do espaço.
– O resultado destes padrões é o que se
chama de rede cristalina.
– O elevado grau de regularidade das redes
cristalinas e o factor principal que
distingue os sólidos dos líquidos.
24-Out-10
Dulce Campos
25
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
Sólidos cristalinos, redes cristalinas e
células unitárias do cristal
Que tipos de sólidos cristalinos existem
e como são as suas redes?
24-Out-10
Dulce Campos
26
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
Cristais metálicos e não metálicos
Cristais metálicos
– Estruturas cristalinas onde átomos de um
único elemento (substâncias elementares) se
organizam de forma continua em diferentes
tipos de empacotamento regular.
24-Out-10
Dulce Campos
27
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
Cristais metálicos e não metálicos
Cristais não metálicos
– Iónicos: NaCl
– Covalentes: Diamante,
– Moleculares : Gelo, Iodo
24-Out-10
Dulce Campos
28
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
CRISTAIS METÁLICOS
Os cristais metálicos possuem
redes variadas.
Metais comuns coma cobre,
prata, ouro, alumínio e chumbo
formam cristais em que a
célula unitária a um cubo de
faces centradas: os pontos
da rede são encontrados em
cada um dos oito vértices e no
centro de cada face.
Notar que apenas uma porção
de cada átomo fica contida na
célula unitária; o resto fica
localizado nas células
adjacentes.
24-Out-10
Dulce Campos
29
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
Empacotamento Regular nos
Cristais Metálicos
• métodos físicos, tais como a difracção de raios X, revelam a
forma de empacotamento regular dos átomos
Cúbica
Simples
Ex: Mn
24-Out-10
Cúbica de Corpo
Cúbica de Corpo
Hexagonal de
Centrado
Centrado
Empac. Perfeito
Ba, V, Cr, Fe, Mo, W
Be, Mg, Sc, Co, Zn, Cd
Dulce Campos
30
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
CRISTAIS IÓNICOS
Em 1913, determinou-se a
estrutura cristalina do
cloreto de sódio, por
difracção de raios X.
Verificou-se que no cristal
não existiam moléculas
individualizadas de cloreto
de sódio do tipo NaCI.
O cristal apresenta uma
distribuição de iões numa
rede cúbica em que cada
ião CI- esta rodeado por
seis iões Na+ e cada ião
Na+ esta rodeado por seis
iões CI-.
24-Out-10
Dulce Campos
31
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
CRISTAIS IÓNICOS
A estrutura de um cristal
depende da natureza dos iões
que o constituem:
– as configurações electrónicas
nas camadas mais externas do
anião e do catião determinam os
respectivos raios iónicos e
condicionam a aproximação
permitida aos iões, fixando a
distancia inter-iónica de equilíbrio
no cristal.
o cristal iónico evidencia uma
grande estabilidade, resultante
do efeito cumulativo das
interacções entre os iões
positivos e negativos ao longo de
toda a rede cristalina.
Verifica-se uma grande
diminuição da energia potencial
do sistema de iões quando são
conduzidos desde o estado
gasoso (isolados) até à posição
fixa que ocupam na rede cristalina
e que se designa por energia de
24-Out-10
rede cristalina.
Dulce Campos
32
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
CRISTAIS IÓNICOS
Energia de Rede Cristalina – U.
– O que é?
Energia de rede cristalina para um composto iónico
genérico MX é a energia libertada quando 1 mol de
catiões metálicos (M+) no estado gasoso reage com
1 mol de aniões (X-) no estado gasoso, para formar
1 mol do composto MX no estado sólido.
Ex: Na+(g) + Cl-(g) → NaCl (s) ∆H = -587 KJ mol-1
24-Out-10
Dulce Campos
33
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
CRISTAIS IÓNICOS
Energia de Rede Cristalina – U.
Ou alternativamente
A energia mínima necessária para separar
os iões de 1 mol do sal no estado sólido
para formar 1 mol de catiões e 1 mol de
aniões no estado gasoso
(U, energia de rede) + MX (s) → M+ (g) + X-(g)
MX (s) → M+ (g) + X- (g) ΔH> 0 (absorção de energia)
24-Out-10
Dulce Campos
34
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
CRISTAIS IÓNICOS
Energia de Rede Cristalina – U.
Como se determina?
24-Out-10
Dulce Campos
35
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
CRISTAIS IÓNICOS
Energias de rede para os halogenetos alcalinos (KJ mol-1).
24-Out-10
Dulce Campos
36
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
CRISTAIS IÓNICOS
Energia de Rede Cristalina – U
– diminui à medida que o ião X- ou o ião M+ aumentam
de tamanho pois a atracção de dois iões de carga
contrária é tanto menor quanto maior for a distância
inter-iónica.
– raios iónicos semelhantes, as forças de atracção
aumentam com a carga dos iões: a energia de rede
de CaO, 3607 kJ mol-1, é bastante superior à de
NaCI, 766 kJ mol-1;
24-Out-10
Dulce Campos
37
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
CRISTAIS IÓNICOS
Energia de Rede Cristalina – U
– Maior balanço atractivo entre as forças
electrostáticas presentes num sal reflecte-se, em regra,
em maior resistência do cristal a ser riscado - maior
dureza - e maior ponto de fusão.
– Exemplos:
O cloreto de sódio funde a 800 °C, ao passo que o ponto de
fusão do óxido de cálcio (de maior energia de rede) é 2570 °C
e o do iodeto de sódio (de menor energia de rede) é 650 °C.
Paralelamente, a dureza de NaCI, na chamada escala de
Mohs, é 2,5, ao passo que a de CaO é 4,5.
24-Out-10
Dulce Campos
38
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
CRISTAIS IÓNICOS
Cristais Iónicos Vs Cristais Metálicos
– os iões nos cristais iónicos, embora animados
de incessantes movimentos vibracionais, não
se deslocam livremente de uma posição para
outra no cristal.
– Por isso, os cristais iónicos são maus
condutores eléctricos.
– No entanto, quando fundidos ou em solução,
os iões adquirem grande mobilidade e a
condutibilidade eléctrica fica garantida.
24-Out-10
Dulce Campos
39
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
CRISTAIS IÓNICOS
Cristais Iónicos Vs Cristais Metálicos
Outra diferença em
relação aos metais é a
fraca resistência dos
cristais iónicos à tracção.
Explica-se pelo facto de
deslizes na rede cristalina
colocarem em oposição
iões com a mesma carga.
As forças repulsivas
resultantes levam ao
afastamento das
camadas e à ruptura da
rede.
24-Out-10
Dulce Campos
40
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
CRISTAIS COVALENTES
As unidades constituintes
são átomos que se ligam uns
aos outros, compartilhando
pares de electrões, por meio
de ligações covalentes.
Os cristais covalentes
formam uma "molécula"
única, gigante.
Cada um dos átomos de
carbono esta ligado a outros
quatro átomos, situados no
vértice de um tetraedro, em
que o primeiro ocupa o centro.
Deste arranjo, resulta uma
rede cristalina rígida, tridimensional
24-Out-10
Dulce Campos
41
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
CRISTAIS COVALENTES
Outro sólido covalente
muito comum e a sílica,
SiO2, constituinte do
quartzo e do vidro.
Cada átomo de silício, no
centro de um tetraedro,
liga-se por covalência a
quatro átomos de
oxigénio, situados no
vértice desse tetraedro e
cada átomo de oxigénio
liga-se por covalência a
dois átomos de silício de
dois tetraedros
adjacentes.
24-Out-10
Dulce Campos
42
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
CRISTAIS MOLECULARES
As moléculas existem como
unidades individualizadas,
Tal não acontece com os outros tipos
de sólidos que se comportavam como
uma "molécula" única, gigante.
As moléculas isoladas como as de
amoníaco, água, metano e fluoreto de
hidrogénio só existem no estado
gasoso.
Quando estas substâncias passam
ao estado líquido e ao estado sólido,
as moléculas interactuaram de modo
a manterem-se ligadas umas as
outras: Forças Intermoléculares
24-Out-10
Para além do enxofre, são exemplos
deste tipo de cristais o iodo e o
naftaleno.
Dulce Campos
43
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
PROPRIEDADES VÁRIOS TIPOS
DE SÓLIDOS
24-Out-10
Dulce Campos
44
24-Out-10
Dulce Campos
46
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
Ligas Metálicas
É uma solução sólida que se
obtêm por arrefecimento de uma
mistura homogénea fundida de um
metal com um ou mais elementos,
metálicos ou não metálicos.
Uma liga tem uma aparência exterior homogénea
e os seus componentes não podem ser
separados por processos físicos.
As ligas representam uma "família" enorme de
materiais produzidos com uma gama extensa de
propriedades que encontram grande aplicação na
sociedade tecnológica actual.
24-Out-10
Dulce Campos
47
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
Ligas Metálicas
Quais os metais que constituem as
principais ligas?
– Incluem os metais situados no bloco d da
Tabela Periódica.
24-Out-10
Dulce Campos
48
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
Ligas Metálicas
Há ligas formadas somente por metais e outras
formadas por metais e semi-metais (boro, silício,
arsénio, antimónio) e por metais e não-metais
(carbono, fósforo).
Possuem algumas características que os metais
"puros" não apresentam sendo por isso muito
utilizadas.
24-Out-10
Dulce Campos
49
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
Ligas Metálicas
24-Out-10
Dulce Campos
50
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
Ligas Metálicas
• Exemplos de Aços:
Existe uma infinidade de possibilidades de
composição, qualitativa e quantitativa,
para uma liga.
– Fe+C 4% -pouco interesse prático –mtº
quebradiça.
– Fe+C 0.1% - mtº dúctil – arames finos, clips
agrafos.
– Fe+C 1% - mais resistente – arames
estruturas pneus automóveis
24-Out-10
Dulce Campos
51
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
Ligas Metálicas
O que acontece quando se adicionam
átomos maiores a uma rede metálica?
– interrompem o arranjo regular dos átomos e
dificultam os deslizamentos das camadas
umas sobre as outras. Isto torna a liga menos
maleável e dúctil que o metal puro.
Metal
24-Out-10
Dulce Campos
52
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
Ligas Metálicas
O que acontece quando se adicionam
átomos menores a uma rede metálica?
– No aço, por exemplo, os átomos dos nãometais como o carbono e azoto podem
preencher os espaços entre os átomos de
ferro. Isto também distorce a rede metálica e
torna mais difíceis os movimentos das
camadas umas sobre as outras.
24-Out-10
Dulce Campos
53
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
Ligas Metálicas
E qual será a razão do aparecimento de diferentes
propriedades nas ligas?
1º - Os constituintes da liga
2º - Como os constituintes se dispõem espacialmente
Liga substitucional
24-Out-10
Dulce Campos
Liga intersticial
54
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
Ligas Metálicas
Ligas metálicas
Composição
Usos
Amálgama
Hg + Ag + Sn
Obturações
(antigamente]
Bronze
Cu +Sn
Sinos, moedas,
estátuas
Latão
Cu + Zn
Tubos, radiadores,
armas, cartuchos,
torneiras
Solda
Pb + Sn
Solda usada para
alguns materiais
Fe + C+ Cr+ Ni
Talheres, utensílios de
cozinha, peças de
carro, brocas
Aço inox
24-Out-10
Dulce Campos
55
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
Ligas Metálicas
Ligas metálicas
Composição
Usos
Aços
Fe + C (0.2% - 2%)
Construção civil,
industria
metalomecânica.
Constantan
Cu +Ni
Termopares metálicos,
resistências eléctricas
Cuproníquel
Cu + Ni
Tubagens, moedas
Nitinol
Ni + Ti
Medicina, óculos
Ouro branco
Au + Zn + Cu ou Au +
Joalharia
Ni + Pd
24-Out-10
Dulce Campos
56
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
Ligas Metálicas
O que significa dizer “Prata de Lei” e
“Ouro de Lei”?
– "prata de lei", a mais valiosa, consiste numa
liga contendo cerca de 92,5% de prata
pura. Pratas menos valiosas contem um teor
maior de outro metal ou de ligas diversas.
– ' Designa-se por "ouro de lei" ou "ouro lei"
o ouro de 19,25 K (quilates).
24-Out-10
Dulce Campos
59
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
Ligas Metálicas
Qual o significado do Kilate?
O quilate (K) é um sistema usado para estabelecer o
grau de pureza em ouro de uma determinada peça.
Considera-se que o ouro puro corresponde a 24 K (24
partes de ouro e 0 (zero) partes de outro metal).
– ouro de 18 K - contém 18 partes de ouro e 6
partes de outro (s) metal (ais), o que faz 75% em
ouro (a soma das partes de todos os metais tem
de ser igual a 24).
– Ouro de 12 K - contém 12 partes de ouro e 12
partes de outro (s) metal (ais), o que faz 50% em
ouro.
24-Out-10
Dulce Campos
60
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
Ligas Metálicas
Que ligas de ouro existem?
24-Out-10
Dulce Campos
61
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
Ligas Metálicas
• Memória de Forma
Nitinol - Ni-Ti;
Cu-Zn-Al;
Ag-Cd;
Au-Cd;
Cu-Al-Ni;
Cu-Sn;
24-Out-10
...
Dulce Campos
62
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
Ligas Metálicas
O que são ligas com memória de forma?
São ligas metálicas que exibem duas propriedades únicas, a
pseudo-elasticidade e o efeito da memoria de forma.
– Foi Arne Olander, em 1938, o primeiro a observar estas
propriedades invulgares; no entanto, só nos anos 60 e que
se registaram maiores desenvolvimentos no campo das
ligas com memoria de forma.
Materiais quando submetidos a uma deformação
espontaneamente recuperam a forma original através de
aquecimento moderado.
– Quando deformado ocorre mudança brusca da rede
cristalina dos átomos (mudança de fase mantendo-se o
mesmo estado físico de agregação: sólido).
– Quando aquecido esta nova estrutura deixa de ser
estável, e o material volta à forma original.
24-Out-10
Dulce Campos
63
1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais
APL 2 – Composição de uma liga metálica
24-Out-10
Dulce Campos
64