Entendendo a maleabilidade

A capacidade de um material de gerar uma folha fina por sopro ou laminação é um indicador clássico de maleabilidade. Os não metais não possuem essa característica. Quando atingidos por um martelo, os metais maleáveis dobram e torcem em uma variedade de formas, mas os metais não maleáveis podem quebrar em fragmentos. Ouro, ferro, alumínio, cobre, prata e chumbo são exemplos de metais maleáveis.

Neste artigo, você entenderá a maleabilidade dos metais, pois as respostas para as seguintes perguntas serão discutidas:

O que é maleabilidade?
Quais são os exemplos de metais maleáveis?
Como funciona a maleabilidade?
Os não metais são maleáveis?
Qual é a diferença entre maleabilidade e ductilidade?
Maleabilidade x dureza
Qual é o efeito da temperatura na maleabilidade?
Qual é o efeito da liga na maleabilidade?
Como medir a maleabilidade?

O que é maleabilidade?

A tendência dos metais serem martelados, esmagados ou enrolados em folhas finas sem quebrar é chamado de maleabilidade. Em outras palavras, a capacidade de um metal de se deformar e assumir uma nova forma quando comprimido. A quantidade de pressão (tensão de compressão) que um metal pode suportar sem quebrar é uma medida de sua maleabilidade. Vários metais possuem estruturas cristalinas diferentes, o que causa diferenças na maleabilidade.

A folha de metal pode ser feita de materiais maleáveis. A folha de ouro é uma forma bem conhecida de folha de metal. Muitos metais com alta maleabilidade também possuem alta ductilidade. Alguns não, como o chumbo, que tem baixa ductilidade, mas alta maleabilidade. Uma característica física da matéria, principalmente metais, é maleável. Na tabela periódica contemporânea de elementos, o recurso geralmente se aplica aos grupos familiares de 1 a 12.

A maleabilidade do metal é crítica nos setores de eletrodomésticos e automotivo. Esse recurso é útil na construção de geladeiras, micro-ondas e fornos, além de produtos metálicos planos e curvos.

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Quais são os exemplos de metais maleáveis?

A tensão de compressão faz com que os átomos de metais maleáveis rolem uns sobre os outros em novos locais sem quebrar suas ligações metálicas no nível molecular. Quando um metal maleável é submetido a uma tremenda quantidade de estresse, os átomos rolam uns sobre os outros e permanecem em sua nova localização indefinidamente. Exemplos de metais maleáveis incluem ouro, prata, ferro, alumínio, cobre, estanho, índio e lítio. Os materiais feitos desses metais podem ser maleáveis, incluindo folha de ouro, folha de lítio e granalha de índio.

Ouro e prata são metais extremamente maleáveis. Quando martelado, um pedaço de ferro quente adquire a forma de uma folha. Os não metais não possuem essa característica. Quando atingido por um martelo, metais não maleáveis podem quebrar. Metais que são maleáveis dobram e torcem em uma variedade de formas. O zinco é flexível entre 100 e 200 graus Celsius, mas quebradiço em temperaturas mais altas.

Como funciona a maleabilidade?

Devido à sua estrutura cristalina, os metais são dobráveis. Estruturas cristalinas de empacotamento fechado [hexagonal compacto (hcp) ou cúbico de face centrada (fcc)] são mais flexíveis do que estruturas cristalinas de estrutura aberta, como cúbico de corpo centrado (bcc).

Ouro, prata e magnésio, por exemplo, são mais maleáveis que o vanádio ou o cromo. Formações compactas têm átomos organizados como folhas planas empilhadas, permitindo que os aviões deslizem uns sobre os outros sob tensão. As estruturas centradas no corpo, por outro lado, são mais como folhas de papelão ondulado que não escorregam.

Temperatura, impureza e outras condições, no entanto, fazem com que os metais assumam formas distintas. Como resultado, a maleabilidade de um elemento ou liga específica é determinada pelo seu ambiente.

Os não metais são maleáveis?

Elementos não metálicos não são maleáveis em geral. Existem, no entanto, algumas exceções. Certos alótropos podem ser manipulados. O alótropo plástico do enxofre é um exemplo. Alguns polímeros não metálicos são maleáveis, enquanto os elementos não metálicos não são maleáveis. Alguns plásticos, por exemplo, são maleáveis.

Qual é a diferença entre maleabilidade e ductilidade?

Enquanto a maleabilidade refere-se à capacidade de um metal de se deformar sob compressão, a ductilidade refere-se à capacidade de um metal de esticar sem causar danos. O cobre é um exemplo de metal que é tanto dúctil (pode ser esticado em fios) quanto maleável (pode ser dobrado em formas) (também pode ser enrolado em folhas).

Embora a maioria dos metais maleáveis também seja dúctil, as duas qualidades nem sempre são mutuamente exclusivas. Quando o chumbo e o estanho estão frios, eles são flexíveis e dúcteis, mas à medida que as temperaturas aumentam perto de seus pontos de fusão, tornam-se progressivamente quebradiços. Quando os metais são aquecidos, no entanto, eles se tornam mais maleáveis. Isso ocorre porque a temperatura tem um efeito sobre os grãos de cristal em metais.

Ductilidade e maleabilidade nem sempre são sinônimos; por exemplo, o ouro é dúctil e maleável, enquanto o chumbo é apenas maleável. A quantidade de pressão (tensão de compressão) que um metal pode suportar sem quebrar é normalmente usada para determinar seu atributo físico. As propriedades físicas dos metais são afetadas por diferenças em suas estruturas cristalinas.

Maleabilidade e dureza

Metais mais duros, como antimônio e bismuto, têm uma estrutura cristalina mais complexa, tornando mais difícil forçar átomos para novos locais sem quebrá-los. Isso se deve ao fato de que as fileiras de átomos do metal não se alinham. Dito de outra forma, há mais bordas de grãos ou áreas onde os átomos não estão tão fortemente ligados. Os metais são propensos a fraturar perto dos limites de grão. Como resultado, quanto mais duro, quebradiço e menos flexível for um metal, mais contornos de grão ele terá.

Os metais são propensos a fraturar em locais de contorno de grão onde os átomos não estão tão fortemente acoplados. Como resultado, quando os metais têm muitos contornos de grão, será mais difícil. Quando há menos contornos de grão, no entanto, torna-se quebradiço e menos flexível. Por causa dos efeitos da temperatura mais alta nos grãos do cristal, a maioria dos metais se torna mais dobrável quando aquecido.

Qual é o efeito da temperatura na maleabilidade?

O número de contornos de grão na maioria dos metais diminui à medida que a temperatura aumenta, aumentando a maleabilidade. Como resultado, o tratamento térmico pode tornar alguns metais que não são maleáveis em condições normais. O zinco, por exemplo, é frágil até ser aquecido acima de 150 graus Celsius. Acima desta temperatura, o metal pode ser enrolado em folhas.

Qual é o efeito da liga na maleabilidade?

Outra técnica para controlar a maleabilidade são os metais de liga. O latão, por exemplo, é menos dobrável que o cobre ou o zinco, seus metais constituintes. O ouro de 14 quilates e a prata esterlina são ligas que endurecem o ouro e a prata e minimizam sua maleabilidade.

Como medir a maleabilidade?

A maleabilidade pode ser medida de duas maneiras. O primeiro teste envolve determinar a quantidade de pressão ou tensão de compressão que um material pode suportar antes de quebrar. O outro teste é determinar quão fina uma folha de metal pode se tornar antes de fraturar.

Em resumo

Metais maleáveis são metais que podem ser afogados e laminados e é comum em chapas finas. Não-metais podem quebrar ao tentar ser maleável. No entanto, a folha de ouro também é considerada um material maleável. A maioria dos metais maleáveis também são dúcteis, as duas qualidades nem sempre são mutuamente exclusivas.

Isso é tudo para este artigo, onde as respostas para as seguintes perguntas estão sendo discutidas: