Ligas Metálicas: Tipos, Propriedades e Exemplos
Ligas metálicas são materiais formados por combinações de dois ou mais metais, ou metais e não metais. Então, essas substâncias podem ser representadas pela união de um metal primário (ou base) e o nome desse metal pode vir a representar o nome da liga.
A liga é criada por um processo de união dos diferentes elementos fundidos, nos quais os outros elementos são unidos ou dissolvidos no metal base, unindo os componentes para formar um novo material com propriedades mistas de cada elemento separadamente.
Esse tipo de material é normalmente criado para aproveitar as forças de um metal e, simultaneamente, para combater suas fraquezas por meio da união com outro elemento que pode suprir essas necessidades.
Isso ocorre em exemplos como o aço, que usa carbono para fortalecer a estrutura cristalina do ferro; ou no caso do bronze, que é registrado como a primeira liga obtida pelo homem e que tem sido usada desde o começo da humanidade.
Tipos
Quando se fala dos tipos de ligas metálicas, além dos elementos que as compõem, estas devem ser estudadas sob um microscópio eletrônico para diferenciá-las de acordo com sua estrutura cristalina.
Assim, existem dois tipos de ligas metálicas, de acordo com sua estrutura cristalina e o mecanismo que foi realizado para sua formação: ligas por substituição e intersticiais.
Ligas por substituição
Estas ligas são aquelas em que os átomos da liga (a substância que se liga ao metal de base) substituem os átomos do metal primário pela formação da liga.
Este tipo de liga é gerado quando os átomos do metal base e os do agente de liga têm um tamanho similar. As ligas por substituição têm a característica de ter seus elementos constituintes relativamente próximos na tabela periódica.
O latão é um exemplo de uma liga por substituição, que é formada pela união de cobre e zinco. Por sua vez, estes têm átomos de tamanhos e proximidade semelhantes na tabela periódica.
Ligas intersticiais
Quando o agente ou agentes de liga têm átomos que são consideravelmente menores que os do metal primário da liga, eles podem entrar na estrutura cristalina do segundo e vazar entre os átomos maiores.
O aço é um exemplo de liga intersticial, na qual um menor número de átomos de carbono está localizado entre os átomos da rede cristalina do ferro.
Propriedades
Ao contrário de muitos outros materiais, as ligas metálicas não possuem uma série de propriedades inerentes a este tipo de mistura; Estes são geralmente formados para capturar as características desejáveis de cada elemento e aumentar sua utilidade.
Portanto, essas substâncias apresentam um caráter único quando se trata de medir suas propriedades gerais, mas sabe-se que elas são criadas para melhorar as seguintes características:
Resistência à deformação ou impactos
A resistência mecânica de um metal pode ser aumentada pela sua união com outro elemento metálico ou não metálico, como no caso dos aços inoxidáveis.
Estes usam cromo, níquel e ferro para formar um material de extrema resistência à tração para um amplo espectro de usos comerciais e industriais.
Deste modo, as ligas de alumínio (com cobre, zinco, magnésio ou outros metais) são outro tipo de ligas em que os segundos componentes são adicionados para melhorar a resistência do alumínio, um metal puro naturalmente macio.
Ponto de fusão
O ponto de fusão das ligas é diferente daquele dos metais puros: estes materiais não têm um valor fixo, mas fundem dentro de um intervalo de temperaturas em que a substância se torna uma mistura de fases líquida e sólida.
A temperatura na qual a fusão começa é chamada solidus, e a temperatura na qual ela termina é chamada liquidus.
Resistência à corrosão
As ligas podem ser formadas com a finalidade de melhorar a capacidade de um metal para resistir à corrosão; No caso do zinco, ele possui uma propriedade de alta resistência ao processo de corrosão, o que o torna útil ao misturá-lo com outros metais como cobre e aço.
Aparência e cor
Existem ligas que foram criadas para embelezar um metal e dar usos decorativos. Alpaca (ou nova prata) é um material formado por zinco, cobre e níquel, que tem uma cor e brilho semelhante à prata que pode confundir as pessoas que não estão familiarizadas com este material. Além disso, é usado para inúmeras aplicações.
Condução de calor
A condução do calor pode ser diminuída ou aumentada com a união entre um metal e outro elemento.
No caso do latão, este é um bom condutor de calor e é útil para a produção de radiadores domésticos e trocadores de calor na indústria. Além disso, as ligas de cobre têm menor condutividade térmica do que o metal puro.
Condução elétrica
A condução elétrica também pode ser favorecida ou danificada pela união de um metal a outra substância.
O cobre é naturalmente um dos melhores materiais eletricamente condutivos, mas será prejudicado a esse respeito por se aliar a outras substâncias para formar ligas.
Exemplos
Ferro Meteorico
É essa liga que ocorre naturalmente, obtida a partir de meteoritos caracterizados por sua composição de níquel e ferro, que caíram na Terra no passado e permitiram que os primeiros humanos usassem esse material para forjar armas e ferramentas.
Bronze
Representa a liga de cobre e estanho, e representou a liga básica para fazer armas, utensílios, esculturas e jóias durante os primeiros tempos da humanidade.
Latão
Uma liga de cobre e zinco. Este material é usado por sua baixa fricção para fazer parte de fechaduras, maçanetas e válvulas.
Manganês
Este elemento não é obtido de forma livre na natureza. Comumente representa um agente de liga de ferro em múltiplas formas minerais e pode ter usos importantes nos aços inoxidáveis.
