Metal (Português)

Pré-História

cobre, que ocorre na forma nativa, pode ter sido o primeiro metal descoberto devido à sua aparência distintiva, peso e maleabilidade em comparação com outras pedras ou calhaus. Ouro, Prata e ferro (como ferro meteórico), e chumbo também foram descobertos na pré-história. Formas de latão, uma liga de cobre e zinco feita pela fusão simultânea dos minérios destes metais, são originários deste período (Embora o zinco puro não tenha sido isolado até o século XIII)., A maleabilidade dos metais sólidos levou às primeiras tentativas de artesanato ornamentos metálicos, ferramentas e armas. Ferro meteórico contendo níquel foi descoberto de tempos em tempos e, em alguns aspectos, isso foi superior a qualquer aço industrial fabricado até a década de 1880, quando as ligas de aço se tornaram proeminentes.,>

Antiquity

a descoberta do bronze (uma liga de cobre com arsênico ou estanho) permitiu que as pessoas criassem objetos metálicos que eram mais difíceis e mais duráveis do que anteriormente possível. Ferramentas de Bronze, armas, armaduras e materiais de construção, tais como azulejos decorativos eram mais difíceis e mais duráveis do que seus predecessores de pedra e cobre (“Chalcolithic”). Inicialmente, o bronze era feito de cobre e arsênico (formando bronze arsênico) pela fusão natural ou artificialmente minérios de cobre e arsênico., Os primeiros artefatos até agora conhecidos vêm do Planalto Iraniano no quinto milênio aC. Foi só mais tarde que o estanho foi usado, tornando-se o principal ingrediente não-cobre do bronze no final do terceiro milênio aC. O próprio estanho puro foi isolado pela primeira vez em 1800 A. C. por metalúrgicos chineses e japoneses.Mercúrio era conhecido pelos antigos chineses e indianos antes de 2000 a. C., e encontrado em túmulos egípcios datando de 1500 a. C.,a mais antiga produção conhecida de aço, uma liga ferro-carbono, é vista em peças de ferro escavado a partir de um sítio arqueológico na Anatólia (Kaman-Kalehöyük) e tem quase 4.000 anos de idade, datando de 1800 A. C.a partir de cerca de 500 fabricantes de espada BC de Toledo, a Espanha estava fazendo formas iniciais de aço ligado, adicionando um mineral chamado wolframita, que continha tungstênio e manganês, para minério de ferro (e carbono). O aço Toledo resultante chamou a atenção de Roma quando usado por Aníbal nas Guerras Púnicas., Logo se tornou a base para o armamento das legiões romanas; suas espadas foram ditas ter sido “tão afiado que não há capacete que não pode ser cortado por eles.na América pré-colombiana, objetos feitos de tumbaga, uma liga de cobre e ouro, começaram a ser produzidos no Panamá e na Costa Rica entre 300 e 500 D. C. Pequenas esculturas de metal eram comuns e uma extensa gama de ornamentos de tumbaga (e Ouro) compreendia a habitual regalia de pessoas de alto status.,ao mesmo tempo, os equatorianos nativos combinavam ouro com uma liga de platina natural contendo pequenas quantidades de paládio, ródio e irídio, para produzir miniaturas e máscaras compostas por uma liga branca de ouro e platina. Os trabalhadores do metal envolveram ouro aquecido com grãos da liga de platina até que o ouro derreteu em que ponto os metais do grupo de platina se tornaram ligados dentro do ouro., Após arrefecimento, o conglomerado resultante foi martelado e reaquecido repetidamente até se tornar tão homogéneo como se todos os metais em causa tivessem sido derretidos em conjunto (atingir os pontos de fusão dos metais do grupo da platina em causa excedia a tecnologia do dia).,

• Uma gota de solidificou de fundição de estanho

• sendo o Mercúrio
  derramado em uma placa de petri
• Electro, uma liga natural de ouro e prata, foi muitas vezes usado para a confecção de moedas. Mostrado é o deus romano Apolo, e no anverso, um tripé de Delfos (cerca de 310-305 A. C.).,

• Um prato de estanho, uma liga de 85-99% de estanho e (geralmente) de cobre. Pewter foi usado pela primeira vez em torno do início da Idade do Bronze no Oriente Médio.

• Um peitoral (ornamental peitoral) feito de tumbaga, uma liga de ouro e cobre

Idade Média

árabe e alquimistas medievais acreditavam que todos os metais e matéria era composta do princípio de enxofre, o pai de todos os metais e transportar o combustível de propriedade e o princípio de mercúrio, a mãe de todos os metais e transportadora de liquidez, fusibility, a volatilidade e propriedades. Estes princípios não eram necessariamente as substâncias comuns enxofre e mercúrio encontrados na maioria dos laboratórios., Esta teoria reforçou a crença de que todos os metais estavam destinados a se tornar ouro nas entranhas da terra através das combinações adequadas de calor, digestão, tempo e Eliminação de contaminantes, todos os quais poderiam ser desenvolvidos e acelerados através do conhecimento e métodos de Alquimia.

arsênico, zinco, antimônio e bismuto tornaram-se conhecidos, embora estes eram inicialmente chamados de semimetais ou metais bastardos por causa de sua imalabilidade. Todos os quatro podem ter sido utilizados incidentalmente em tempos anteriores, sem reconhecer a sua natureza., Acredita-se que Albertus Magnus tenha sido o primeiro a isolar arsênico de um composto em 1250, aquecendo sabão juntamente com trissulfeto de arsênico. O zinco metálico, que é frágil se impuro, foi isolado na Índia por volta de 1300. A primeira descrição de um procedimento para isolar antimônio está no livro de la pirotechnia de 1540 por Vannoccio Biringuccio. Bismuto foi descrito por Agricola em “De Natura Fossilium” (C. 1546); ele tinha sido confundido nos tempos iniciais com estanho e chumbo por causa de sua semelhança com esses elementos. ,uth in crystalline form, with a very thin oxidation layer, and a 1 cm3 bismuth cube

The Renaissance

o primeiro texto sistemático sobre as artes da mineração e Metalurgia foi de la Pirotechnia (1540) por Vannoccio Biringuccio, que trata do exame, fusão e trabalho de Metais.dezesseis anos mais tarde, Georgius Agricola publicou De Re Metallica em 1556, um relato claro e completo da profissão de mineração, metalurgia e as artes e Ciências acessórios, bem como qualificando-se como o maior tratado sobre a indústria química até o século XVI.,

Ele deu a seguinte descrição de um metal em seu De Natura Fossilium (1546):

Metal é um mineral corpo, por natureza, um líquido ou um pouco difícil. O último pode ser derretido pelo calor do fogo, mas quando arrefeceu novamente e perdeu todo o calor, torna-se duro novamente e retoma a sua forma apropriada. A este respeito, difere da pedra que derrete no fogo, pois, embora este recupere a sua dureza, no entanto, perde a sua forma e propriedades intocáveis.,tradicionalmente, há seis tipos diferentes de metais: ouro, prata, cobre, ferro, estanho e chumbo. Há realmente outros, pois quicksilver é um metal, embora os Alquimistas discordem de nós sobre este assunto, e bismuth também é. Os escritores gregos antigos parecem ter sido ignorantes de bismuto, pelo que amônio afirma com razão que há muitas espécies de Metais, animais e plantas que são desconhecidas para nós. Stibium quando fundido no cadinho e refinado tem tanto direito de ser considerado como um metal adequado como é concedido para liderar por escritores., Se, quando fundida, uma determinada porção for adicionada ao estanho, a liga de um livreiro é produzida a partir da qual o tipo é feito que é usado por aqueles que imprimem livros em papel.cada metal tem a sua própria forma que preserva quando separado dos metais que lhe foram misturados. Portanto, nem electrum nem Stannum é de si mesmo um metal real, mas sim uma liga de dois metais. Electrum é uma liga de ouro e prata, estanho de chumbo e prata. E ainda se a prata for separada do electro, então o ouro permanece e não o electro; se a prata for retirada de Stannum, então o chumbo permanece e não Stannum.,

no entanto, o latão é encontrado como um metal nativo ou Não, Não pode ser determinado com qualquer garantia. Só conhecemos o latão artificial, que consiste em cobre colorido com a cor da calamina mineral. E, no entanto, se algum fosse desenterrado, seria um metal adequado. O cobre preto e branco parece ser diferente do vermelho.

Metal, portanto, é por natureza sólido, como já afirmei, ou fluido, como no caso único de mercúrio.

mas basta agora sobre os tipos simples.,

a Platina, o terceiro de metais preciosos após o ouro e a prata, foi descoberto, no Equador, durante o período de 1736 a 1744, pelo astrônomo espanhol Antonio de Ulloa e seu colega o matemático Jorge Juan y Santacilia. Ulloa foi a primeira pessoa a escrever uma descrição científica do metal, em 1748.em 1789, o químico alemão Martin Heinrich Klaproth foi capaz de isolar um óxido de urânio, que ele pensava ser o próprio metal. Klaproth foi posteriormente creditado como o descobridor de urânio., Só em 1841, o químico francês Eugène-Melchior Péligot conseguiu preparar a primeira amostra de urânio metálico. Henri Becquerel descobriu a radioactividade em 1896 usando urânio.

Na década de 1790, Joseph Priestley e o químico holandês Martinus van Marum observada a acção transformadora de superfícies de metal na desidrogenação do álcool, um desenvolvimento que, posteriormente, levou, em 1831, para a escala industrial de síntese de ácido sulfúrico, utilizando um catalisador de platina.,em 1803, cério foi o primeiro dos metais lantanídeos a ser descoberto, em Bastnäs, Suécia por Jöns Jakob Berzelius e Wilhelm Hisinger, e independentemente por Martin Heinrich Klaproth na Alemanha. Os metais de lantanídeos foram em grande parte considerados como odities até a década de 1960, quando os métodos foram desenvolvidos para separá-los mais eficientemente um do outro. Eles posteriormente encontraram usos em telefones celulares, ímãs, lasers, iluminação, baterias, catalisadores, e em outras aplicações que permitem tecnologias modernas.,outros metais descobertos e preparados durante este tempo foram cobalto, níquel, manganês, molibdênio, tungstênio e crómio; e alguns dos metais do grupo platina, paládio, ósmio, irídio e ródio.todos os metais descobertos até 1809 tinham densidades relativamente elevadas; o seu peso era considerado como um critério distintivo único. A partir de 1809, metais leves como sódio, potássio e estrôncio foram isolados. Suas baixas densidades desafiaram a sabedoria convencional quanto à natureza dos metais., No entanto, comportaram-se quimicamente como metais e foram posteriormente reconhecidos como tal.

alumínio foi descoberto em 1824, mas não foi até 1886 que um método de produção industrial de grande escala foi desenvolvido. Os preços do alumínio caíram e o alumínio tornou-se amplamente utilizado em jóias, itens do dia-a-dia, armações de óculos, Instrumentos ópticos, louça de mesa e folha de alumínio nos anos 1890 e início do século XX. A capacidade de alumínio para formar ligas leves e duras com outros metais forneceu o metal muitos usos na época., Durante a Primeira Guerra Mundial, os principais governos exigiram grandes carregamentos de alumínio para aeronaves leves. O metal mais comum em uso para a transmissão de energia elétrica hoje em dia é reforçado com aço condutor de alumínio. Também ver muito uso é todo-alumínio-condutor liga. Alumínio é usado porque tem cerca de metade do peso de um cabo de cobre de resistência comparável (embora maior diâmetro devido à menor condutividade específica), bem como ser mais barato. O cobre era mais popular no passado e ainda está em uso, especialmente em voltagens mais baixas e para a imobilização.enquanto titânio metálico puro (99.,9%) foi preparado pela primeira vez em 1910 e não foi usado fora do laboratório até 1932. Nas décadas de 1950 e 1960, A União Soviética foi pioneira no uso do titânio em aplicações militares e submarinas como parte de programas relacionados à Guerra Fria. A partir do início da década de 1950, o titânio passou a ser usado extensivamente na aviação militar, particularmente em jatos de alto desempenho, começando com aeronaves como o F-100 Super Sabre e Lockheed a-12 e SR-71.o escândio metálico foi produzido pela primeira vez em 1937. A primeira Libra de 99% puro metal escândio foi produzida em 1960., Production of aluminum-scandium alloys began in 1971 following a U.S. patent. Aluminum-scandium alloys were also developed in the USSR.

• Sodium

• Potassium pearls under paraffin oil. Size of the largest pearl is 0.5 cm.

• Strontium crystals

• Aluminum chunk,
  2.,6 grams, 1 x 2 cm

• A bar of titanium crystals

• Scandium, including a 1 cm3 cube

The age of steel

a era moderna na produção de aço começou com a introdução do processo de Bessemer de Henry Bessemer em 1855, cuja matéria-prima era o ferro-porco. Seu método permitiu-lhe produzir aço em grandes quantidades baratas, assim Aço Leve veio a ser usado para a maioria dos propósitos para os quais o ferro forjado foi usado anteriormente. O processo Gilchrist-Thomas (ou processo Bessemer básico) foi uma melhoria do processo Bessemer, feito por revestimento do conversor com um material básico para remover fósforo.,devido à sua elevada resistência à tração e baixo custo, o aço passou a ser um dos principais componentes utilizados em edifícios, infra-estruturas, ferramentas, navios, automóveis, máquinas, aparelhos e armas.em 1872, os ingleses Clark e Woods patentearam uma liga que hoje seria considerada aço inoxidável. A resistência à corrosão das ligas de ferro-crómio foi reconhecida em 1821 pelo metalurgista francês Pierre Berthier. Ele observou a sua resistência contra o ataque de alguns ácidos e sugeriu o seu uso em Cutelaria., Metalurgistas do século XIX foram incapazes de produzir a combinação de baixo carbono e alto crómio encontrado na maioria dos aços inoxidáveis modernos, e as ligas de alto crómio que eles poderiam produzir eram muito frágeis para ser prático. Foi apenas em 1912 que a industrialização das ligas de aço inoxidável ocorreu na Inglaterra, Alemanha e Estados Unidos.

os últimos elementos metálicos estáveis

por 1900, três metais com números atómicos inferiores ao chumbo (#82), O metal estável mais pesado, permaneceram a ser descobertos: elementos 71, 72, 75.,

Von Welsbach, in 1906, proved that the old ytterbium also contained a new element (#71), which he named cassiopeium. Urbain provou isso simultaneamente, mas suas amostras eram muito impuras e continham apenas quantidades vestigiais do novo elemento. Apesar disso, seu nome escolhido lutécio foi adotado.

em 1908, Ogawa encontrou o elemento 75 na torianita, mas atribuiu-o como elemento 43 em vez de 75 e nomeou-o nippônio. Em 1925 Walter Noddack, Ida Eva Tacke e Otto Berg anunciaram sua separação de gadolinite e deram-lhe o nome atual, rhenium.,Georges Urbain alegou ter encontrado o elemento 72 em resíduos de terras raras, enquanto Vladimir Vernadsky independentemente encontrou-o em ortite. Nenhuma alegação foi confirmada devido à Primeira Guerra Mundial, e nenhuma poderia ser confirmada mais tarde, uma vez que a química que eles relataram não coincide com a que agora é conhecida pelo háfnio. Após a guerra, em 1922, Coster e Hevesy a encontraram por análise espectroscópica de raios X em zircão Norueguês. Háfnio foi assim o último elemento estável a ser descoberto.,

• Lutetium, incluindo um 1 cm3 cubo

• Rênio, incluindo um 1 cm3 cubo

• Háfnio, na forma de uma 1,7 kg bar

até o final da II Guerra Mundial, os cientistas tinham sintetizado quatro pós-urânio elementos, que são radioativos (instável) metais: neptúnio (em 1940), o plutónio (1940-41), e cúrio e americium (1944), que representa os elementos de 93 a 96., Os dois primeiros foram eventualmente encontrados na natureza também. Curium e americium foram subprodutos do Projeto Manhattan, que produziu a primeira bomba atômica do mundo em 1945. A bomba foi baseada na fissão nuclear de urânio, um metal que se pensava ter sido descoberto quase 150 anos antes.,

Pós-segunda Guerra Mundial

Superligas

Superligas composta de combinações de Fe, Ni, Co e Cr, e menores quantidades de W, Mo, Ta, Nb, Ti e Al foram desenvolvidos logo após a II Guerra Mundial para uso em motores de alta performance, operando em temperaturas elevadas (acima de 650 °C A 1200 °F)). Eles retêm a maior parte de sua resistência sob estas condições, por períodos prolongados, e combinam boa ductilidade a baixa temperatura com resistência à corrosão ou oxidação., Superligas podem agora ser encontradas em uma ampla gama de aplicações, incluindo turbinas terrestres, marítimas e aeroespaciais, e usinas químicas e petrolíferas.o desenvolvimento bem sucedido da bomba atômica no final da Segunda Guerra Mundial provocou mais esforços para sintetizar novos elementos, quase todos os quais são, ou se espera que sejam, metais, e todos os quais são radioativos. Foi apenas em 1949 que o elemento 97 (berquélio), depois do elemento 96 (cúrio), foi sintetizado disparando partículas alfa em um alvo amerício., Em 1952, o elemento 100 (férmio) foi encontrado nos detritos da primeira explosão da bomba de hidrogênio; hidrogênio, um não-metal, tinha sido identificado como um elemento quase 200 anos antes. Desde 1952, os elementos 101 (mendelevium) a 118 (oganesson) foram sintetizados.um vidro metálico (também conhecido como metal amorfo ou vítreo) é um material metálico sólido, geralmente uma liga, com estrutura atômica desordenada. A maioria dos metais puros e ligados, em seu estado sólido, têm átomos dispostos em uma estrutura cristalina altamente ordenada., Os metais amorfo têm uma estrutura de vidro não cristalina. Mas ao contrário de óculos comuns, como vidro de janela, que são tipicamente isoladores elétricos, metais amorfo têm boa condutividade elétrica. Metais amorfo são produzidos de várias maneiras, incluindo resfriamento extremamente rápido, deposição física de vapor, reação de Estado Sólido, irradiação de íons e liga mecânica. O primeiro vidro metálico relatado foi uma liga (Au75Si25) produzida na Caltech em 1960. Mais recentemente, lotes de aço amorfo com três vezes a força das ligas de aço convencionais foram produzidos., Atualmente, as aplicações mais importantes dependem das propriedades magnéticas especiais de alguns óculos metálicos ferromagnéticos. A baixa perda de magnetização é usada em transformadores de alta eficiência. Etiquetas de identificação de controle de roubo e outros esquemas de vigilância de artigos muitas vezes usam óculos metálicos por causa dessas propriedades magnéticas.liga de memória-forma (“shape-memory alloys”) é uma liga que “lembra” a sua forma original e quando deformada retorna à sua forma pré-deformada quando aquecida., Embora o efeito da memória de forma tenha sido observado pela primeira vez em 1932, em uma liga Au-Cd, não foi até 1962, com a descoberta acidental do efeito em uma liga Ni-Ti que a pesquisa começou a sério, e outros dez anos antes de aplicações comerciais surgiram. A SMA tem aplicações em robótica e automotiva, aeroespacial e biomédica. Há outro tipo de SMA, chamado de liga ferromagnética de forma-memória (FSMA), que muda de forma sob fortes campos magnéticos., Estes materiais são de particular interesse, pois a resposta magnética tende a ser mais rápida e mais eficiente do que as respostas induzidas pela temperatura.,

Quasicyrstalline ligas

Em 1984, químico Israelense Dan Shechtman encontrado uma lata de alumínio-manganês liga de ter simetria, em violação de cristalográfica convenção no momento em que disse que as estruturas cristalinas, só pode ter um, dois, três, quatro, ou seis vezes mais que a simetria., Devido ao medo da reação da comunidade científica, ele levou dois anos para publicar os resultados pelos quais ele foi premiado com o Prêmio Nobel de Química em 2011. Desde então, centenas de quasicristais foram relatados e confirmados. Eles existem em muitas ligas metálicas (e alguns polímeros). Quasicristais são encontrados mais frequentemente em ligas de alumínio (Al-Li-Cu, Al-Mn-Si, Al-Ni-Co, Al-Pd-Mn, Al-Cu-Fe, Al-Cu-V, etc.), mas numerosas outras composições também são conhecidas (Cd-Yb, Ti-Zr-Ni, Zn-Mg-Ho, Zn-Mg-Sc, In-Ag-Yb, Pd-U-Si, etc.). Quasicristais efetivamente têm células unidades infinitamente grandes., Icosaedrite Al63Cu24Fe13, o primeiro quasicrystal encontrado na natureza, foi descoberto em 2009. A maioria dos quasicristais tem propriedades cerâmicas, incluindo baixa condutividade elétrica (valores aproximados observados em isoladores) e baixa condutividade térmica, alta dureza, fragilidade e resistência à corrosão, e propriedades não-aderentes. Quasicrystals têm sido usados para desenvolver isolamento térmico, LEDs, motores diesel, e novos materiais que convertem calor para eletricidade., Novas aplicações podem tirar partido do baixo coeficiente de atrito e da dureza de alguns materiais quasicristalinos, por exemplo, incorporando partículas em plástico para fazer engrenagens plásticas fortes, resistentes e de baixo atrito. Outras aplicações potenciais incluem absorvedores solares seletivos para conversão de energia, refletores de largo comprimento de onda, e reparos ósseos e próteses aplicações onde a biocompatibilidade, baixa resistência ao atrito e à corrosão são necessárias.,as ligas metálicas complexas (CMAs) são compostos intermetálicos caracterizados por grandes células unitárias, compreendendo algumas dezenas até milhares de átomos; a presença de aglomerados de átomos bem definidos (frequentemente com simetria icosaédrica); e desordem parcial dentro de seus reticulados cristalinos. Eles são compostos de dois ou mais elementos metálicos, às vezes com metaloides ou calcogenetos adicionados. Eles incluem, por exemplo, NaCd2, com 348 átomos de sódio e 768 átomos de cádmio na célula unitária., Linus Pauling tentou descrever a estrutura de NaCd2 em 1923, mas não teve sucesso até 1955. No início chamado de “cristais de células gigantes”, o interesse em CMAs, como eles vieram a ser chamados, não pegou até 2002, com a publicação de um artigo chamado “fases de liga estruturalmente complexas”, dada na 8ª Conferência Internacional sobre Quasicrystals. As aplicações potenciais do CMAs incluem como isolamento térmico, aquecimento solar, frigoríficos magnéticos, uso de calor residual para gerar eletricidade e revestimentos para pás de turbina em motores militares.,ligas de alta entropia (hea), tais como Alimgscti, são compostas por quantidades iguais ou quase iguais de cinco ou mais metais. Em comparação com ligas convencionais com apenas um ou dois metais de base, as HEAs têm consideravelmente melhores relações força-peso, maior resistência à tração, e maior resistência à fraturação, corrosão e oxidação. Embora as HEAs tenham sido descritas já em 1981, o interesse significativo não se desenvolveu até a década de 2010; elas continuam a ser o foco da pesquisa em ciência dos materiais e engenharia por causa de seu potencial para propriedades desejáveis.,tr>

In a MAX phase alloy, M is an early transition metal, A is an A group element (mostly group IIIA and IVA, or groups 13 and 14), and X is either carbon or nitrogen., Exemplos são Hf2SnC e Ti4AlN3. Tais ligas têm algumas das melhores propriedades de metais e cerâmicas. Estas propriedades incluem alta condutividade elétrica e térmica, resistência ao choque térmico, Tolerância a danos, usinabilidade, alta rigidez elástica e coeficientes de expansão térmica baixa.</ref> eles podem ser polidos para um brilho metálico por causa de suas excelentes condutividades elétricas., Durante os testes mecânicos, foi encontrado que cilindros policristalinos Ti3SiC2 podem ser repetidamente comprimidos à temperatura ambiente, até tensões de 1 GPa, e totalmente se recuperar após a remoção da carga. Algumas fases MAX são também altamente resistentes a ataques químicos (por exemplo, Ti3SiC2) e oxidação a alta temperatura no ar (Ti2AlC, Cr2AlC2 e Ti3AlC2). As potenciais aplicações das ligas de fase MAX incluem: como refractários resistentes aos choques térmicos, resistentes à máquina, elementos de aquecimento a alta temperatura, revestimentos para contactos eléctricos e peças resistentes à irradiação de neutrões para aplicações nucleares., Enquanto as ligas de fase MAX foram descobertas na década de 1960, o primeiro artigo sobre o assunto não foi publicado até 1996.