Os metais são classificados em ferrosos e não ferrosos, cada um com propriedades e utilizações únicas. Este artigo explora as características, aplicações e factos fascinantes sobre estes metais, desde o ferro comum aos elementos de terras raras. No final, compreenderá como os diferentes metais moldam a nossa vida quotidiana e os avanços tecnológicos. Pronto para descobrir o mundo dos metais e os seus segredos ocultos?
O metal ferroso refere-se principalmente ao ferro e às suas ligas, como o aço, o ferro-gusa, as ligas de ferro e o ferro fundido. É também designado por "metal negro".
As designações "metal ferroso" e "metal não ferroso" podem muitas vezes dar origem a mal-entendidos, uma vez que as pessoas podem assumir que o metal ferroso é sempre preto.
No entanto, existem de facto três tipos de metais ferrososferro, manganês e crómio, nenhum dos quais é realmente preto.
O ferro puro é branco-prateado, o crómio é branco-prateado e o manganês é branco-acinzentado.
Uma vez que a superfície do ferro enferruja frequentemente, fica coberta por uma mistura de óxido férrico preto e óxido de ferro castanho, que parece preto. É por isso que se lhe chama "metal ferroso".
A expressão "indústria da metalurgia ferrosa" refere-se principalmente aos seguintes sectores aço A indústria porque as ligas mais comuns para o aço são o aço manganês e o aço cromado, razão pela qual as pessoas também consideram o manganês e o crómio como "metais ferrosos".
Com exceção do ferro, do manganês e do crómio, todos os outros metais são considerados metais não ferrosos.
Os metais não ferrosos, também conhecidos como metais coloridos num sentido restrito, referem-se a todos os metais exceto o ferro, o manganês e o crómio. Em sentido lato, os metais coloridos incluem também as ligas coloridas.
As ligas não ferrosas são ligas compostas por um metal colorido como matriz (geralmente mais de 50%) e um ou mais outros elementos.
Os metais coloridos referem-se geralmente a todos os metais, exceto o ferro (por vezes também o manganês e o crómio) e as ligas à base de ferro.
Os metais não ferrosos podem ser divididos em metais pesados (como o cobre, o chumbo e o zinco), metais leves (como o alumínio e o magnésio), metais preciosos (como o ouro, a prata e a platina) e metais raros (como o tungsténiomolibdénio, germânio, lítio, lantânio, urânio), que incluem um total de 64 tipos: alumínio, magnésio, potássio, sódio, cálcio, estrôncio, bário, cobre, chumbo, zinco, estanho, cobalto, níquel, antimónio, mercúrio, cádmio, bismuto, ouro, prata, platina, ruténio, ródio, paládio, ósmio, irídio, berílio, lítio, rubídio, césio, titânio, zircónio, háfnio, vanádio, nióbio, tântalo, tungsténio, molibdénio, gálio, índio, tálio, germânio, rénio, lantânio, cério, praseodímio, neodímio, samário, európio, gadolínio, térbio, disprósio, hólmio, érbio, túlio, itérbio, lutécio, escândio, ítrio e tório.
O resistência e dureza das ligas não ferrosas são geralmente mais elevados do que os dos metais puros.
Têm também uma resistência eléctrica mais elevada e um coeficiente de resistência a temperaturas mais baixas, e possuem uma boa capacidade de absorção propriedades mecânicas.
As ligas não ferrosas mais comuns incluem ligas de alumínioligas de cobre, ligas de magnésio, ligas de níquel, ligas de estanho, ligas de tântalo, ligas de titânio, ligas de zinco, ligas de molibdénio e ligas de zircónio.
Nas aplicações práticas, os metais coloridos são normalmente classificados em cinco categorias:
O termo refere-se normalmente a um grupo de metais que são abundantes e relativamente baratos na crosta terrestre, como o ferro, o alumínio, o cobre, o zinco, etc.
Os metais raros são metais com baixa abundância e distribuição dispersa na crosta terrestre, ou metais de difícil extração a partir de matérias-primas, como o lítio, berílio, titânio, vanádio, germânio, nióbio, molibdénio, césio, lantânio, tungsténio, rádio, entre outros.
Podem ser divididos em diferentes categorias com base nas suas propriedades físicas e químicas, bem como nos seus métodos de produção:
Os metais raros são principalmente utilizados para produzir aços especiais, ligas superduras e ligas resistentes a altas temperaturas, e são amplamente utilizados em indústrias como a eléctrica, química, cerâmica, energia atómica e tecnologia de foguetões.
Os nomes dos metais raros têm uma certa relatividade e, à medida que a investigação sobre os metais raros se expande, que se descobrem novas fontes e métodos de extração e que o seu âmbito de aplicação se expande, a fronteira entre os metais raros e os outros metais vai desaparecendo gradualmente.
Alguns metais raros têm uma abundância mais elevada na crosta terrestre do que o cobre, o mercúrio, o cádmio e outros metais.
Alguns metais raros são semelhantes em termos de propriedades físicas e químicas e não são facilmente separados em metais individuais. No passado, eram raramente produzidos e utilizados, daí o nome de metais raros.
O termo "elementos raros" existia no século XIX e, na década de 1920, passou a designar-se "metais raros". O desenvolvimento dos metais raros é relativamente tardio, pelo que são por vezes designados por "novos metais".
Desde a Segunda Guerra Mundial, com o desenvolvimento de novas tecnologias e o aumento da procura, a investigação e a aplicação de metais raros desenvolveram-se rapidamente e continuam a surgir novos processos metalúrgicos, o que conduz a um aumento da sua produção.
Os metais raros já não são raros. Os metais incluídos nos metais raros também estão a mudar.
Por exemplo, o titânio é cada vez mais utilizado na tecnologia moderna e a sua produção tem aumentado, pelo que é por vezes classificado como um metal leve.
Metais com uma densidade inferior a 5000 kg/m3 são designados metais leves, também conhecidos como metais não ferrosos leves. Existem sete metais no total, incluindo o alumínio (Al), o magnésio (Mg), o cálcio (Ca), o estrôncio (Sr), o bário (Ba), o potássio (K) e o sódio (Na).
Os metais raros com densidade igualmente baixa, como o berílio, o lítio, o rubídio e o césio, são geralmente classificados como metais leves raros.
O cálcio, o estrôncio, o magnésio e o bário nos metais leves são conhecidos coletivamente como metais alcalino-terrosos, enquanto o potássio e o sódio são metais alcalinos.
Os metais alcalino-terrosos referem-se aos elementos mais pesados do grupo II A da tabela periódica, enquanto os metais alcalinos se referem a todos os elementos do grupo I A, incluindo o lítio, o rubídio, o césio e o frâncio, para além do potássio e do sódio.
O alumínio, o magnésio e as suas ligas têm muitas propriedades físicas e químicas excelentes e são importantes metais não ferrosos de uso comum.
Os metais alcalino-terrosos cálcio, estrôncio, bário e os metais alcalinos sódio e potássio são normalmente utilizados sob a forma de compostos na indústria química e noutras indústrias.
Além disso, os metais leves têm propriedades químicas activas e são fortes agentes redutores, que são importantes nas indústrias metalúrgicas.
Os metais pesados referem-se a metais com uma densidade superior a 4,5 g/cm3incluindo ouro, prata, cobre, ferro, mercúrio, chumbo, cádmio, etc.
A acumulação de metais pesados no corpo humano, até certo ponto, pode causar envenenamento crónico.
Em termos de poluição ambiental, os metais pesados referem-se principalmente a elementos pesados biotóxicos como o mercúrio, o cádmio, o chumbo, o crómio e os metais semelhantes ao arsénio.
Os metais pesados são muito difíceis de biodegradar, mas podem ser enriquecidos milhares de vezes na cadeia alimentar por biomagnificação e, finalmente, entrar no corpo humano.
Os metais pesados no corpo humano podem interagir fortemente com proteínas e enzimas, fazendo com que estas percam a sua atividade, e podem também acumular-se em certos órgãos do corpo humano, causando envenenamento crónico.
Os metais preciosos referem-se principalmente a oito elementos metálicos: ouro, prata e metais do grupo da platina (ruténio, ródio, paládio, ósmio, irídio e platina).
Estes metais têm, na sua maioria, cores bonitas e uma forte estabilidade química, e geralmente não são facilmente reactivos com outros produtos químicos em condições normais.
O custo deste metal é mais elevado do que o de outros metais comuns e a sua disponibilidade na crosta terrestre é baixa.
Esta escassez também se reflecte no valor de Clarke, que indica a concentração média de elementos químicos na crosta terrestre.
A purificação deste metal é uma tarefa difícil, semelhante à refinação do ouro, da prata e dos metais pertencentes ao grupo da platina.
Os elementos anfotéricos, também conhecidos como elementos metalóides ou elementos semi-metálicos, são elementos que apresentam algumas propriedades químicas de metais e não-metais, como o boro, o silício, o germânio, o arsénio, o antimónio, o selénio e o telúrio.
Os seus óxidos e hidróxidos são frequentemente anfotéricos. Embora pareçam geralmente ter propriedades metálicas, as suas propriedades químicas apresentam características tanto de metais como de não metais.
Os seus óxidos são anfotéricos, o que significa que se dissolvem tanto em ácidos como em bases.
Os metalóides têm um número relativamente grande de orbitais de electrões vazios na sua estrutura eletrónica, o que os torna altamente reactivos e facilmente capazes de formar compostos organometálicos com moléculas orgânicas.
Os metais raros são metais com uma abundância relativamente baixa e uma distribuição dispersa na crosta terrestre, ou metais que são difíceis de extrair das matérias-primas, como o lítio, o berílio, o titânio, o vanádio, o germânio, o nióbio, o molibdénio, o césio, o lantânio, o tungsténio e o rádio.
Podem ser classificados de acordo com as suas propriedades físicas e químicas e métodos de produção:
Os metais raros são principalmente utilizados no fabrico de aço especialligas super-duras e ligas resistentes a altas temperaturas nas indústrias eléctrica, química, cerâmica, nuclear e de foguetões.
Os nomes dos metais raros são relativos e, com a extensa investigação sobre metais raros, a descoberta de novas fontes e novos métodos de refinação e a expansão da sua gama de aplicações, as fronteiras entre metais raros e outros metais desaparecerão gradualmente, uma vez que alguns metais raros têm maior abundância na crosta terrestre do que o cobre, o mercúrio, o cádmio e outros metais.
Alguns metais raros têm propriedades físicas e químicas semelhantes e não são facilmente separados em metais individuais.
No passado, eram raramente produzidos e utilizados, daí o nome "metais raros".
O termo "elementos raros" foi cunhado no século XIX e, na década de 1920, passou a designar-se "metais raros".
O desenvolvimento dos metais raros começou relativamente tarde, pelo que são por vezes também designados por "novos metais".
Desde a Segunda Guerra Mundial, com o desenvolvimento de novas tecnologias e o aumento da procura, a investigação e a aplicação de metais raros desenvolveram-se rapidamente, surgiram novos processos metalúrgicos e a produção destes metais aumentou gradualmente.
Os metais raros já não são raros. Os metais incluídos nos metais raros também estão a mudar.
Por exemplo, o titânio é cada vez mais utilizado na tecnologia moderna, com uma produção crescente, pelo que é por vezes classificado como um metal leve.
Lista de metais Tabela
| Metais não ferrosos | cobre, alumínio, chumbo, zinco, estanho, níquel, magnésio, antimónio, cobalto, mercúrio |
| Metais ferrosos | ferro, manganês e crómio |
| Metal nobre | ouro, prata, platina, paládio, ruténio, ródio, irídio, ósmio |
| Metais ligeiros não ferrosos | alumínio, magnésio, sódio, potássio, cálcio, estrôncio, bário |
| Metais pesados não ferrosos | cobre, níquel, chumbo, zinco, cobalto, estanho, antimónio, mercúrio, cádmio, bismuto |
| Metal refratário raro | zircónio, molibdénio, vanádio, háfnio |
| Metal leve raro | lítio, rubídio, berílio, césio, titânio |
| Metal disperso | gálio, índio, tálio, germânio |
| Metal radioativo disperso | rádio, urânio, plutónio, frâncio, polónio, tório |
| Metal de terras raras | lantânio, cério, praseodímio, neodímio, promécio, samário, európio, gadolínio, térbio, disprósio, hólmio, érbio, túlio, itérbio, lutécio, escândio e ítrio |
| Semimetal | silício, selénio, telúrio, arsénio e boro |
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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