Ligas metálicas:
a)- Por que as ligas metálicas são mais resistentes mecanicamente que os agregados do metais puros que as formam?
b)- Por que não é uma boa idéia usar o endurecimento por solução sólida como mecanismo para fortalecer o cobre para aplicações elétricas?
a)- Por que as ligas metálicas são mais resistentes mecanicamente que os agregados do metais puros que as formam?
b)- Por que não é uma boa idéia usar o endurecimento por solução sólida como mecanismo para fortalecer o cobre para aplicações elétricas?
Passo 1
O enunciado pergunta duas coisas relativas ao reforço de metais por ligas e endurecimento por solução sólida. O conteúdo está em “mecanismos de fortalecimento de materiais metálicos” e “relação entre resistência mecânica e condutividade elétrica”. Para responder, vamos revisar como as ligas aumentam a resistência e por que o endurecimento por solução sólida prejudica a condutividade do cobre.
Passo 2
As ligas metálicas são mais resistentes que os metais puros porque a presença de átomos de soluto introduz distorções na rede cristalina que impedem o movimento de discordâncias (dislocations). Essas distorções criam campos de tensão local que interagem com as linhas de discordância e exigem energia extra para que elas deslizem, o que eleva a tensão de escoamento
. Além disso, em muitas ligas ocorre precipitação de fases secundárias e/ou refino de grão, ambos também atuando como obstáculos ao deslizamento, o que aumenta ainda mais a resistência mecânica.
Passo 3
O endurecimento por solução sólida consiste em dissolver átomos de soluto no metal-solo, mas esses átomos atuam não só como bloqueadores de discordâncias, como também como centros de espalhamento de elétrons. No cobre, que é usado por causa de sua alta condutividade elétrica, qualquer soluto aumenta a resistividade
(pois dispersa elétrons), reduzindo a eficiência elétrica. Portanto, embora o cobre com soluto fique mais forte, sua condutividade cai demais, tornando esse mecanismo inadequado para aplicações elétricas.
Resposta
a) Porque os átomos de soluto distorcem a rede cristalina e criam obstáculos ao movimento de discordâncias, além de favorecer precipitados e refino de grão, elevando a tensão de escoamento.
b) Porque os átomos de soluto espalham elétrons e aumentam a resistividade do cobre, degradando sua condutividade elétrica essencial em aplicações de transmissão de energia.
b) Porque os átomos de soluto espalham elétrons e aumentam a resistividade do cobre, degradando sua condutividade elétrica essencial em aplicações de transmissão de energia.