Maleabilidade dos Metais: Como se Dobram e Moldam

A capacidade de um material gerar uma chapa fina por sopro ou laminação é um indicador clássico de maleabilidade. Não-metais não possuem esta característica. Quando golpeados por um martelo, metais maleáveis dobram e torcem em várias formas, mas metais não maleáveis podem se fragmentar. Ouro, ferro, alumínio, cobre, prata e chumbo são exemplos de metais maleáveis.

Neste artigo, você entenderá a maleabilidade dos metais através das respostas às seguintes perguntas:

• O que é maleabilidade?
• Quais são exemplos de metais maleáveis?
• Como a maleabilidade funciona?
• Não-metais são maleáveis?
• Qual a diferença entre maleabilidade e ductilidade?
• Maleabilidade vs dureza
• Qual o efeito da temperatura na maleabilidade?
• Qual o efeito da liga na maleabilidade?
• Como medir a maleabilidade?

O que é maleabilidade?

A tendência dos metais de serem martelados, prensados ou laminados em chapas finas sem quebrar é chamada de maleabilidade. Em outras palavras, a capacidade de um metal deformar-se e assumir nova forma quando comprimido. A quantidade de pressão (tensão compressiva) que um metal pode suportar sem quebrar mede sua maleabilidade. Diversos metais têm diferentes estruturas cristalinas, o que causa diferenças na maleabilidade.

Folha de metal pode ser feita de materiais maleáveis. Folha de ouro é uma forma conhecida de folha de metal. Muitos metais com alta maleabilidade também têm alta ductilidade. Alguns não, como o chumbo, que tem baixa ductilidade mas alta maleabilidade. Uma propriedade física da matéria, principalmente metais, é a maleabilidade. Na tabela periódica moderna, a propriedade geralmente se aplica aos grupos 1 a 12.

A maleabilidade do metal é crítica nos setores de eletrodomésticos e automotivo. Esta propriedade é útil na construção de geladeiras, micro-ondas e fornos, bem como produtos metálicos planos e curvos.

Quais são exemplos de metais maleáveis?

Tensão de compressão faz com que átomos de metais maleáveis rolem uns sobre os outros em novas posições sem quebrar suas ligações metálicas no nível molecular. Quando um metal maleável é submetido a tremenda tensão, os átomos rolam uns sobre os outros e permanecem em sua nova posição indefinidamente. Exemplos incluem ouro, prata, ferro, alumínio, cobre, estanho, índio e lítio. Materiais feitos destes metais podem ser maleáveis, incluindo folha de ouro, folha de lítio e índio.

Ouro e prata são metais extremamente maleáveis. Quando martelado, um pedaço de ferro quente adquire forma de chapa. Não-metais não têm esta característica. Quando golpeados por martelo, metais não maleáveis podem se estilhaçar. Metais maleáveis dobram e torcem em várias formas. Zinco é maleável entre 100 e 200°C, mas frágil em temperaturas mais altas.

Como a maleabilidade funciona?

Devido à sua estrutura cristalina, metais são dobráveis. Estruturas cristalinas compactas [hexagonal compacta (hcp) ou cúbica de face centrada (fcc)] são mais flexíveis que estruturas de cristal abertas, como cúbica de corpo centrado (bcc).

Ouro, prata e magnésio, por exemplo, são mais maleáveis que vanádio ou cromo. Formações compactas têm átomos arranjados como folhas planas empilhadas, permitindo que planos deslizem uns sobre os outros sob tensão. Estruturas de corpo centrado, por outro lado, são mais como folhas corrugadas que não deslizam.

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

Não-metais são maleáveis?

Elementos não metálicos geralmente não são maleáveis. Existem, porém, algumas exceções. Certos alotropos podem ser manipulados. Alotropo plástico de enxofre é um exemplo. Alguns polímeros não metálicos são maleáveis, enquanto elementos não metálicos não são. Alguns plásticos, por exemplo, são maleáveis.

Qual a diferença entre maleabilidade e ductilidade?

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

Embora a maioria dos metais maleáveis também seja dúctil, as duas qualidades nem sempre são mutuamente exclusivas. Quando chumbo e estanho estão frios, são maleáveis e dúcteis, mas à medida que as temperaturas sobem próximo aos pontos de fusão, tornam-se progressivamente frágeis. Quando metais são aquecidos, porém, tornam-se mais maleáveis. Isso ocorre porque a temperatura afeta os grãos cristalinos nos metais.

Ductilidade e maleabilidade nem sempre são sinônimas; por exemplo, ouro é tanto dúctil quanto maleável, enquanto chumbo é apenas maleável. A quantidade de pressão (tensão compressiva) que um metal pode suportar sem quebrar é tipicamente 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 estrutura cristalina mais complexa, tornando mais difícil forçar átomos em novas posições sem quebrá-los. Isso ocorre porque as fileiras de átomos do metal não se alinham. Em outras palavras, há mais contornos de grão ou áreas onde átomos não estão tão firmemente ligados. Metais são propensos a fraturar perto de contornos de grão. Como resultado, quanto mais contornos de grão um metal tem, mais duro, quebradiço e menos maleável ele é.

Metais são propensos a fraturar em locais de contorno de grão onde átomos não estão tão firmemente acoplados. Como resultado, quando metais têm muitos contornos de grão, serão mais duros. Quando há menos contornos de grão, porém, torna-se quebradiço e menos flexível. Devido aos efeitos da temperatura mais alta nos grãos cristalinos, a maioria dos metais torna-se mais dobrável quando aquecida.

Qual o efeito da temperatura na maleabilidade?

O número de contornos de grão na maioria dos metais diminui à medida que a temperatura sobe, aumentando a maleabilidade. Como resultado, tratamento térmico pode tornar alguns metais que não são maleáveis sob condições normais maleáveis. Zinco, por exemplo, é frágil até ser aquecido acima de 150°C (300°F). Acima desta temperatura, o metal pode ser laminado em chapas.

Qual o efeito da liga na maleabilidade?

Outra técnica para controlar a maleabilidade é ligar metais. Latão, por exemplo, é menos dobrável que cobre ou zinco, seus metais constituintes. Ouro 14k e prata esterlina são ligas que endurecem ouro e prata e reduzem sua maleabilidade.

Como medir a maleabilidade?

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

Resumo

Metais maleáveis são metais que podem ser batidos e laminados, comum em chapas finas. Não-metais podem se estilhaçar ao tentar ser maleáveis. Porém, folha de ouro também é considerada material maleável. A maioria dos metais maleáveis também é dúctil, mas as duas qualidades nem sempre são mutuamente exclusivas.

Este artigo discutiu as respostas às seguintes perguntas:

• O que é maleabilidade?
• Quais são exemplos de metais maleáveis?
• Como a maleabilidade funciona?
• Não-metais são maleáveis?
• Qual a diferença entre maleabilidade e ductilidade?
• Maleabilidade vs dureza
• Qual o efeito da temperatura na maleabilidade?
• Qual o efeito da liga na maleabilidade?
• Como medir a maleabilidade?

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