Pesquise aplicações de metais em que as propriedades elétricas são relevantes e reflita para cada caso sobre a composição, temperatura de fusão e microestrutura.
Passo 1
O enunciado pede para listar aplicações de metais nas quais as propriedades elétricas são cruciais e, para cada caso, discutir brevemente a composição do metal ou liga, sua temperatura de fusão e aspectos relevantes da microestrutura. Vamos abordar cinco exemplos típicos.
Passo 2
Aplicação: fiação elétrica (condutores de energia)
Composição: cobre quase puro de Cu)
Temperatura de fusão:
Microestrutura: cobre puro cristaliza em rede cúbica de faces centradas (fcc). Grãos grandes minimizam contorno de grão, reduzindo a dispersão de elétrons e garantindo baixa resistividade ( .
Composição: cobre quase puro
Temperatura de fusão:
Microestrutura: cobre puro cristaliza em rede cúbica de faces centradas (fcc). Grãos grandes minimizam contorno de grão, reduzindo a dispersão de elétrons e garantindo baixa resistividade (
Passo 3
Aplicação: barramentos e linhas aéreas (condutores de grande seção)
Composição: alumínio comercial ou ligas Al–Si–Mg (cerca de de Al mais elementos de liga)
Temperatura de fusão:
Microestrutura: alumínio fcc com precipitados finos de silício e magnésio (no caso de ligas tipo 6061). Esses precipitados fortalecem mecanicamente sem degradar muito a condutividade .
Composição: alumínio comercial ou ligas Al–Si–Mg (cerca de
Temperatura de fusão:
Microestrutura: alumínio fcc com precipitados finos de silício e magnésio (no caso de ligas tipo 6061). Esses precipitados fortalecem mecanicamente sem degradar muito a condutividade
Passo 4
Aplicação: filamentos de lâmpadas incandescentes e tubos de vácuo
Composição: tungstênio praticamente puro ( de W)
Temperatura de fusão:
Microestrutura: tungstênio cristaliza em rede cúbica de corpo centrado (bcc). Os grãos finos e trabalho a frio com tratamentos a altas temperaturas controlam a recristalização, conferindo resistência mecânica e alta resistividade térmica elétrica estável em altas temperaturas.
Composição: tungstênio praticamente puro (
Temperatura de fusão:
Microestrutura: tungstênio cristaliza em rede cúbica de corpo centrado (bcc). Os grãos finos e trabalho a frio com tratamentos a altas temperaturas controlam a recristalização, conferindo resistência mecânica e alta resistividade térmica elétrica estável em altas temperaturas.
Passo 5
Aplicação: elementos de resistência elétrica (resistores de aquecimento)
Composição: ligas nicromo (cerca de Ni,
Cr)
Temperatura de fusão:
Microestrutura: solução sólida Ni–Cr com fase única bcc ou fcc (dependendo da proporção). A presença de Cr dispersa elétrons, aumentando a resistividade e conferindo estabilidade em altas temperaturas sem oxidação rápida.
Composição: ligas nicromo (cerca de
Temperatura de fusão:
Microestrutura: solução sólida Ni–Cr com fase única bcc ou fcc (dependendo da proporção). A presença de Cr dispersa elétrons, aumentando a resistividade
Passo 6
Aplicação: contatos elétricos e soldas sem chumbo
Composição: prata para contatos Ag) e ligas Sn–Ag–Cu para solda
Temperatura de fusão: Ag: , solda Sn–Ag–Cu:
Microestrutura: prata fcc com grãos equiaxiais que garantem excelente condutividade ( . Na solda, microestrutura eutética de
-Sn e precipitados Ag
Sn/Cu
Sn
que equilibram resistência mecânica e condutividade elétrica.
Composição: prata para contatos
Temperatura de fusão: Ag:
Microestrutura: prata fcc com grãos equiaxiais que garantem excelente condutividade (
Resposta
- Fiação elétrica: cobre puro,
, fcc com grãos grandes (baixa resistividade). - Barramentos/linhas aéreas: alumínio ou ligas Al–Si–Mg,
, fcc com precipitados finos (boa condutividade e resistência). - Filamentos: tungstênio puro,
, bcc com grãos controlados (estável em altas ). - Resistores de aquecimento: nicromo (Ni–Cr 80/20),
, solução sólida (alta resistividade estável). - Contatos/soldas: prata para contatos,
, fcc; ligas Sn–Ag–Cu para solda, , microestrutura eutética.