- Como determinar a maleabilidade? Martelo e botões
- Relação com dureza e temperatura
- Papel da ligação metálica
- Efeito da temperatura e liga
- Exemplos de materiais maleáveis
- Referências
A maleabilidade é uma propriedade física da matéria que se caracteriza por permitir que corpos ou objetos sejam deformados pela ação de uma força sem fissurar no processo. Esta ação pode ser um golpe de martelo, uma detonação, a pressão de uma prensa hidráulica ou um rolo; por qualquer meio que achatará o material em uma folha.
Assim, a maleabilidade é observada no cotidiano de forma notória, mas ao mesmo tempo despercebida. Por exemplo, a folha de alumínio representa o caráter maleável desse metal, já que com ela folhas extremamente finas e deformáveis são fabricadas por nós mesmos.
Metais maleáveis ou ligas permitem o projeto de folheados ou placas para revestir paredes ou estruturas. Fonte: Pxhere.
Portanto, um método superficial de reconhecer a maleabilidade de um material é observar se folhas, placas, folhas ou folheados foram feitos a partir dele; quanto mais finos, é natural pensar que mais maleáveis são.
Outra definição possível para essa propriedade seria a capacidade de um material ser mecanicamente reduzido a um corpo 2D, sem rachaduras ou fraturas. Portanto, falamos de um comportamento plástico, que geralmente é estudado em metais e ligas, bem como em certos materiais poliméricos.
Como determinar a maleabilidade? Martelo e botões
A maleabilidade de um material pode ser determinada qualitativamente usando um martelo e, se necessário, uma tocha. Partindo de esferas de diferentes metais, ligas ou materiais poliméricos (silicones, plasticinas, etc.), são submetidos a impactos de martelo até que sejam suficientemente amolecidos em forma de folha ou botão.
O material que é mais fácil de amolecer sem rachaduras ou rachaduras na esfera será mais maleável à temperatura ambiente. Se ao atingirmos a esfera metálica ela libera pequenos fragmentos das laterais, diz-se que sua estrutura não resiste à pressão e é incapaz de se deformar.
Existem materiais que à temperatura ambiente não são muito maleáveis. O experimento é repetido aquecendo as esferas com a tocha em uma base que resiste a altas temperaturas. Veremos que existem metais ou ligas que agora se tornam mais maleáveis; fenômeno amplamente utilizado na indústria metalúrgica.
Quanto mais finos esses botões forem e quanto menos fraturas mostrarem quentes, mais maleáveis eles serão. Se a pressão exercida pelo martelo pudesse ser quantificada, teríamos valores absolutos da maleabilidade desses metais obtidos graças a este experimento e sem recurso a outros equipamentos.
Relação com dureza e temperatura
O alumínio é um material maleável.
Da seção anterior foi visto que, em geral, quanto maior a temperatura do material, sua maleabilidade será igualmente maior. É por esta razão que os metais são aquecidos ao rubro para que possam ser deformados em rolos, placas ou folhas.
Além disso, a maleabilidade é normalmente inversamente proporcional à dureza: maior dureza implica menos maleabilidade.
Por exemplo, imagine que uma das esferas seja um diamante. Não importa o quanto você aqueça com o maçarico, ao primeiro golpe do martelo seus cristais se quebrarão, tornando impossível por este método fazer um botão de diamante. Os materiais duros também são caracterizados por serem quebradiços, o que é o oposto de tenacidade ou resistência.
Assim, as esferas que se quebram ao menor golpe do martelo são mais duras, quebradiças e menos maleáveis.
Papel da ligação metálica
Para que um corpo seja maleável, especialmente metálico, seus átomos devem ser capazes de se reorganizar com eficiência em resposta à pressão.
Os compostos iônicos, como os cristais covalentes, têm interações que os impedem de se restabelecer após pressão ou impacto; deslocamentos ou defeitos de cristal tornam-se maiores e, eventualmente, aparecem fraturas. Este não é o caso com todos os metais e polímeros.
No caso dos metais, a maleabilidade se deve à singularidade de sua ligação metálica. Seus átomos são mantidos juntos por um mar de elétrons que viaja através dos cristais até seus limites, onde eles não podem pular de um cristal para outro.
Quanto mais grãos cristalinos eles encontrarem, mais duro (resistente a ser arranhado por outra superfície) o metal será e, portanto, menos maleável.
Os átomos dentro de um cristal metálico estão dispostos em linhas e colunas, capazes de deslizarem juntos graças à mobilidade de seus elétrons e dependendo da orientação da pressão (em qual eixo ele atua). No entanto, uma fileira de átomos não pode deslizar de um cristal para outro; isto é, suas bordas ou limites de grão jogam contra tal deformação.
Efeito da temperatura e liga
Do ponto de vista atômico, o aumento da temperatura favorece a união entre os grãos cristalinos e, portanto, o deslizamento dos átomos sob pressão. É por isso que a temperatura aumenta a maleabilidade dos metais.
Da mesma forma, ocorre quando os metais são ligados, à medida que os novos átomos metálicos diminuem os limites dos grãos, aproximando os cristais uns dos outros e permitindo melhores deslocamentos internos.
Exemplos de materiais maleáveis
A maleabilidade da prata permite que seja deformada para fazer moedas com ela. Fonte: Pixabay.
Nem todos os materiais observados em 2D são necessariamente maleáveis, pois foram cortados ou fabricados de forma que adquiram essas formas ou geometrias. É porque a maleabilidade tende a se concentrar principalmente em metais e, em menor grau, em polímeros. Alguns exemplos de metais, materiais ou misturas maleáveis são:
-Alumínio
-Prata
-Cobre
-Lata
-Ferro
-Aço
-Indiano
-Cádmio
-Níquel
-Platina
-Ouro
-Latão
-Bronze
- Ligas banhadas a níquel
-Vidro quente
-Argila
-Silicone
-Mud (antes de cozinhar)
-Farinha de massa
Outros metais, como o titânio, requerem altas temperaturas para se tornarem maleáveis. Da mesma forma, o chumbo e o magnésio são exemplos de metais não muito maleáveis, assim como o escândio e o ósmio.
Observe que o vidro, os enfeites de argila e a madeira são materiais maleáveis; No entanto, tanto o vidro quanto a argila passam por fases em que são maleáveis e podem receber figuras 2D (janelas, mesas, réguas, etc.).
No que diz respeito aos metais, uma boa observação para determinar o quão relativamente maleáveis eles são, é saber se com eles e suas ligas podem ser feitas moedas; como com moedas de latão, bronze e prata.
Referências
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- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química (8ª ed.). CENGAGE Learning.
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