Metais’ Múltiplas características os tornam necessários para aeronaves contemporâneas, construção, e engenharia eletrônica. Todo metal tem propriedades físicas e químicas distintas que afetam seu uso, durabilidade, condutividade, e resistência à corrosão. Por exemplo, Aços - ligados a cromo e níquel - são essenciais na construção de sua alta resistência à tração e resistência à pressão. Por outro lado, alumínio, um terço da densidade do aço, é perfeito para usos aeroespaciais onde todas as contagens de grama devido à sua construção leve e resistência à corrosão.
Enquanto isso, O cobre é usado na produção de energia e telecomunicações graças à sua alta condutividade elétrica. O mercado de fios de cobre crescerá $57.48 bilhão no 6.83% Cagr entre 2024 e 2028. Metais refratários como o tungstênio estão empregados em motores de foguetes e ferramentas de corte devido às suas altas temperaturas de fusão e dureza. Conhecer esses tipos de metais e suas propriedades ajuda a escolher materiais e promove a precisão e a tecnologia crítica de desempenho.
O que é metal?
O metal é uma categoria de elementos com características físicas e químicas únicas devido à ligação metálica e mobilidade de elétrons. Metais têm uma estrutura cristalina. É aí que os átomos estão de perto em uma treliça que permite que os elétrons se movam livremente por toda a estrutura. O elétron delocalizado “mar” define condutividade elétrica e térmica, maleabilidade, ductilidade, e brilho. Além disso, metais podem formar ligas, que são combinações com outros elementos que modificam a força, resistência à corrosão, e dureza. No entanto, Nem todos os metais se comportam o mesmo.
Os tipos de metais variam em suas propriedades por estrutura atômica e impurezas. Por exemplo, metais ferrosos contêm ferro, são magnéticos, e são propensos a ferrugem. Em contraste, metais não ferrosos, Como alumínio e cobre, são mais resistentes à corrosão e mais fáceis de manipular devido à sua menor densidade. Metais de transição, incluindo ferro, cobre, e níquel, Estados de oxidação de forma para íons complexos e atividade catalítica em química industrial. Metais de Terra rara na série Lanthanide exibem propriedades ópticas e magnéticas especiais em tecnologia eletrônica e renovável.
Avançar, Os metais interagem de maneira diferente sob estresse. Alguns exibem alta resistência à tração (titânio), enquanto outros são difíceis (tungstênio). O ouro é maleável e resistente à corrosão para contatos elétricos. Métodos de trabalho de metal também variam. Elenco, forjamento, e a extrusão é escolhida de acordo com o ponto de fusão de um metal, reatividade, e trabalhabilidade. Seja puro ou ligado, Cada tipo de metal sofre transições de fase em diferentes temperaturas para influenciar seu uso em configurações de alta temperatura. A estrutura atômica, Condições externas sobre estabilidade, e comportamento em reações de oxidação ou redução de metais, junto com suas propriedades mecânicas, determinar suas aplicações industriais.
Tipos de metais e suas propriedades 
Alumínio
O alumínio está entre os tipos comuns de metais para sua baixa densidade e alta resistência à corrosão. Sua camada de óxido natural o protege contra a corrosão através da anodização, o que engrossa a camada e melhora a durabilidade. Com um 2.7 densidade g/cm³, O alumínio é um terço tão denso quanto o aço para aplicações que precisam de redução de peso, incluindo aeroespacial. Apesar de sua natureza leve, ligas de alumínio podem ser fortes. Por exemplo, 7075 ligas podem atingir forças de tração de até 572 MPA. Também, Possui condutividade térmica e elétrica para dissipadores de calor e linhas de energia. Devido às suas propriedades não magnéticas, O alumínio é usado em dispositivos eletrônicos para evitar interferências. Embora o alumínio puro não tenha força, cobre, magnésio, e a liga de zinco aumenta suas propriedades mecânicas.
Cobre
O cobre é outro tipo de metal para sua condutividade elétrica e térmica. Sua classificação de condutividade é a mais alta entre os metais não preciosos. É quantificado como 100% IACS (Padrão de cobre recozido internacional) Para fiação elétrica e circuito. Ligas de cobre, incluindo bronze (cobre-tin) e latão (cobre-zinc), Aumentar sua durabilidade e utilidade. Notavelmente, As propriedades antimicrobianas do cobre são essenciais para a saúde. Suas superfícies podem diminuir a presença microbiana até 99%. No entanto, Sua suavidade limita suas aplicações estruturais. Uma dureza na escala MOHS está por perto 3. A ductilidade do cobre permite que ela seja atraída para fios finos sem quebrar as telecomunicações.
Ferro
O ferro é importante entre os tipos de metais para a maioria dos usos estruturais. Quando ligado de carbono, O aço pode ser produzido. Pode variar em propriedades de acordo com o teor de carbono. O ferro fundido tem um teor de carbono acima 2% e oferece máquinabilidade e resistência à compressão para blocos e tubos de motor. O ferro exibe propriedades magnéticas em motores e transformadores. Ainda, A propensão de ferro à oxidação precisa de galvanização ou pintura protetora em ambientes propensos a ferrugem. Ferro puro (ferro forjado) é menos quebradiço e altamente dúctil. É usado em aplicações artísticas e decorativas devido à sua maleabilidade.
Aço
Aço alude a uma liga de ferro e carbono. É um dos tipos úteis de metais devido à sua força e resistência, Ajustado por teor de carbono e elementos de liga. Por exemplo, O aço suave contém 0.2% carbono. Aço de alto carbono tem até 1.5% Carbono para maior dureza e fragilidade. O HSS contém tungstênio e molibdênio, mantendo a dureza a altas temperaturas para ferramentas de corte. Aço inoxidável contém pelo menos 10.5% cromo. Ele forma uma camada de óxido passivo que resiste à corrosão em ambientes marinhos. A reciclabilidade da Steel aumenta seu uso nas indústrias de construção e automóveis.
Titânio
O titânio é avaliado quanto à sua relação força / peso entre tipos de metais. Tem uma densidade de 4.5 g/cm³, metade da de aço. Com resistência à corrosão em ambientes de água salgada, Titanium é a chave para aeroespacial, implantes médicos, e aplicações marítimas. Sua biocompatibilidade permite integrar -se ao osso humano para menor rejeição de implantes. Ligas de titânio, incluindo Ti-6al-4V, têm forças de tração de 1000 MPA para componentes de alto estresse. Embora difícil de máquina devido à sua dureza e baixa condutividade térmica, A resistência do titânio ao calor permite seu uso em motores a jato.
Zinco
O zinco é um tipo comum de metal para galvanização. Ele forma uma camada protetora no aço para evitar a ferrugem enquanto age como um ânodo de sacrifício. Sua oxidação cria uma pátina, que protege o aço subjacente. Adicionalmente, ligas de zinco, incluindo Zamak, são usados em fundição. Eles fluem para moldes e mantêm a precisão dimensional. Com um ponto de fusão de 419,5 ° C, O zinco beneficia pequenos componentes em aplicativos automotivos e de hardware. Embora sua força seja moderada, O papel do zinco na resistência à corrosão e na facilidade de elenco torna insubstituível na fabricação.
Níquel
Níquel é um metal maleável e resistente à corrosão. É usado como um revestimento para aumentar outros metais’ durabilidade. Também ajuda na produção de aço inoxidável para resistência e formabilidade à corrosão. Super -Loy Inconel é composto por níquel. Ele suporta altas temperaturas para turbinas a gás e motores a jato para manter suas propriedades mecânicas até 1000 ° C. As propriedades magnéticas do níquel e a alta resistência a oxidação são cruciais em eletrônicos e baterias de hidreto de níquel-metal e íon de lítio.
Magnésio
O magnésio é um dos tipos estruturais mais leves de metais. Sua densidade é 1.74 g/cm³, o que é sobre 30% mais leve que o alumínio. As ligas AZ31 e AZ91 fornecem índices de alta força / peso e são usadas no aeroespacial, Automotivo, e dispositivos eletrônicos portáteis. No entanto, A alta reatividade e inflamabilidade do magnésio precisam manusear em pó ou seções finas. O baixo ponto de fusão do magnésio de 650 ° C limita suas aplicações em configurações de alta temperatura. Ainda, As características de reciclabilidade e leve de magnésio são populares para aplicações de engenharia sensíveis ao peso.
Liderar
O chumbo tem alta densidade (11.34 g/cm³) e resistência à corrosão para blindagem de radiação. Absorve raios gama e raios-x. Sua suavidade e maleabilidade tornam fácil de moldar, Embora isso limite suas aplicações estruturais. As baterias de chumbo-ácido utilizam suas propriedades eletroquímicas para fornecer alta densidade de carga para aplicações de energia automotiva e industrial. Apesar de sua toxicidade, O chumbo é essencial para indústrias especializadas, Embora as restrições regulatórias estejam limitando seu uso em produtos de consumo.
Cromo
O cromo tem alta resistência à dureza e corrosão na produção de aço inoxidável. Quando ligado, Ele forma uma camada de óxido passivo para evitar ferrugem e manchar em ambientes agressivos. O revestimento de cromo duro em superfícies de aço aumenta a resistência ao desgaste e prolonga a vida útil das ferramentas e máquinas. Ponto de fusão de Chromium, mais de 1900 ° C., permite manter a confiabilidade estrutural em usos de alto calor. Sua presença em Hastelloy e Inconel aumenta o desempenho em condições químicas e térmicas.
Prata
Prata oferece alta condutividade elétrica e térmica. É um material -chave em painéis eletrônicos e solares. Sua refletividade também é alta para espelhos e ópticas de alto desempenho. Embora a prata seja macia e propensa a manchas, ligando -o com o cobre o fortalece para jóias e moedas. Apesar de ser caro, Suas propriedades antibacterianas são valiosas em equipamentos médicos e sistemas de purificação de água. A condutividade e as características antimicrobianas da prata são insubstituíveis em aplicações críticas.
Ouro
O ouro é um dos tipos de metais condutores e resistentes à corrosão usados em eletrônicos para contato confiável. Sua inércia impede a oxidação para a condutividade estável em ambientes úmidos ou corrosivos ao longo do tempo. MalleAbility da Gold ajuda a ser atraído para fios finos para componentes eletrônicos. Sua biocompatibilidade também é útil em usos médicos e odontológicos. Embora caro, A condutividade e a resistência à corrosão do ouro justificam seu uso em aplicações de alta precisão e alto valor.
Platina
A platina é premiada por suas propriedades catalíticas. É usado em conversores catalíticos automotivos para emissões mais baixas. Ele tem altas temperaturas e exposição química no processamento químico e refino. A resistência e a estabilidade da corrosão da platina entre os ambientes são valiosas para eletrodos em processos eletroquímicos. Embora caro, O desempenho da Platinum em condições interessantes garante que ele seja central em eletrodos dedicados a quimioterapia e marcapasso.
Tungstênio
Tungstênio mantém o ponto de fusão mais alto de qualquer metal puro a 3422 ° C. É fundamental para bicos de foguetes e fios de filamentos de alta temperatura em lâmpadas incandescentes. Sua alta densidade (19.25 g/cm³) também é útil para o lastro em aplicações aeroespaciais e militares. Apesar disso, O tungstênio é quebradiço para complicar a usinagem e limitar seu uso em aplicações estruturais. O carboneto de tungstênio é uma liga com carbono, que fornece dureza e resistência ao desgaste para ferramentas de corte e equipamentos de mineração.
Cobalto
O cobalto é a chave para ligas de alta resistência para motores a jato e turbinas a gás. Sustenta a estabilidade em altas temperaturas e resiste à corrosão. Suas propriedades magnéticas e uso em baterias de íons de lítio são essenciais no armazenamento de energia e eletrônicos. Superlloys à base de cobalto em implantes dentários e ortopédicos toleram o estresse de aplicações médicas. Embora menos abundante, O desempenho do Cobalt em aplicações de alta temperatura e magnético valida sua demanda em campos de engenharia.
Latão
Brass alude a uma liga de cobre e zinco. É baixo e resistente à corrosão para acessórios, válvulas, e instrumentos musicais. Uma proporção específica de zinco para cobre resulta em suas propriedades acústicas. No entanto, estanho e chumbo podem alterar sua usinabilidade e força. Embora o bronze tenha uma força de tração moderada (até 400 MPA), Seu apelo artístico e trabalhabilidade são valorizados em aplicações decorativas e industriais. Suas propriedades antimicrobianas também são úteis em maçanetas e encanamentos.
Bronze
Entre os tipos de metais, Bronze é uma liga de cobre e lata. Oferece resistência ao desgaste e baixo atrito para rolamentos e engrenagens. Também resiste à corrosão da água do mar em ambientes marinhos. O bronze de fósforo inclui fósforo adicionado para resistência ao desgaste. Ao mesmo tempo, O bronze de silício enriquece a força e a usinabilidade. A alta resistência do bronze à fadiga de metal garante desempenho duradouro em aplicações de carga pesada. Seu uso histórico na arte destaca sua durabilidade.
Molibdênio
O molibdênio participa de um ponto de fusão de 2623 ° C para peças de forno de alta temperatura e componentes de mísseis. Quando ligado com aço, melhora a dureza, resistência, e resistência à corrosão para aplicações automotivas e de construção. O dissulfeto de molibdênio é sua forma de sulfeto, um lubrificante a temperaturas extremas para diminuir o atrito em máquinas. Com alta condutividade térmica e elétrica, O molibdênio também é usado em tecnologias eletrônicas e de energia renovável.
Estanho
Estanho é usado como um revestimento para aço (placa de lata), resiste à corrosão, e estende a vida de alimentos enlatados. Tem um ponto de fusão baixo (231.9° c) e exibe maleabilidade para simplificar as aplicações de solda e conexão elétrica. A liga com cobre produz bronze. Enquanto isso, O uso de lata em soldas sem chumbo torna vital na fabricação de eletrônicos contemporâneos. Sua baixa toxicidade e resistência à corrosão são valiosas em revestimentos de proteção. É aí que são necessários materiais de qualidade alimentar.
Paládio
O Palladium oferece propriedades catalíticas e é usado em conversores catalíticos para diminuir as emissões nocivas. Suporta altas temperaturas e ataques químicos e combina com eletrônicos, odontologia, e purificação de hidrogênio. A capacidade de absorção de hidrogênio do paládio está até 900 vezes seu volume, que permite seu uso em armazenamento de hidrogênio e células de combustível. Embora caro, As propriedades do Palladium confirmam seu uso contínuo em automotivo, químico, eletrônico, e aplicações de energia de hidrogênio.
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Perguntas frequentes sobre os tipos de metais
Quais são os dois principais tipos de metal?
Os metais podem ser divididos em dois tipos principais. Metais ferrosos contêm ferro, enquanto metais não ferrosos não. Muito macio e dúctil, O ferro puro é inadequado para a engenharia.
O que são 4 Metais puros?
Os metais de átomo único são puros. Sua estrutura atômica altamente estruturada os torna flexíveis e dobráveis. Metais puros incluem ouro, prata, cobre, e alumínio.
É diamante um metal?
Os não metais geralmente são macios, Embora diamante, um alotropo de carbono, é o não-metal mais difícil.
Qual é o metal mais forte?
Tungstênio é o metal mais forte. Foi descoberto em 1781. É usado para fabricar balas, mísseis, Evaporação de metal, tintas, Tubos de elétrons e TV, vedação de vidro para metal, e mais.
Como é chamado de liga?
Uma liga é uma substância metálica que é a combinação ou solução de dois ou mais elementos. Lembrar, A maioria dos componentes de liga são metais, Mas o aço requer carbono, um não-metal.
O que são 10 Propriedades dos metais?
- Alta condutividade elétrica.
- Alta condutividade térmica.
- Alta densidade.
- Força e dureza.
- Altos pontos de fusão e ebulição.
- Resistência à corrosão (Para alguns metais).
Qual é o metal mais fraco?
Mercúrio é líquido à temperatura ambiente. Por causa de seu baixo ponto de fusão (-39 ° c) e energia de ligação (61 KJ/mol), tem a ligação metálica mais fraca de todos os elementos e ligas.
Qual é o metal mais suave?
O metal mais macio é césio. Prata-branca, O metal brilhante é raro. À temperatura ambiente, É ceroso.
Qual é o metal mais caro?
O metal mais valioso do grupo de platina é o ródio.
Como a ferrugem é formada?
Quando as ligas de ferro ou ferro são expostas a oxigênio e umidade por um longo tempo, Eles formam ferrugem, um complexo de óxidos e hidróxidos. A ferrugem ocorre quando o oxigênio reage com o metal para gerar ferrugem.
