Metalls: propietats, aplicacions i processos de fabricació

Metalls: Propietats i Aplicacions

Titani

Color: Gris fosc. Metall relativament lleuger (entre l'alumini i el acer), però molt més resistent als esforços mecànics que altres metalls lleugers com l'alumini i el magnesi. Molt més resistent a la corrosió, especialment a productes químics a alta temperatura. Bastant abundant, però amb un procés d'obtenció molt car (necessita més energia que l'alumini).

Aplicacions:

• Indústria aeronàutica, aeroespacial, naval, petroliera i química.
• Diòxid de titani: pigment blanc utilitzat en pintures, paper i plàstics com a reflector (reflecteix molt bé la radiació infraroja).
• Implants de titani (fisiològicament inert).
• Aplicacions en contacte amb aigua de mar (gran resistència a la corrosió).

Plom

Propietats: Densitat molt alta, molt resistent, punt de fusió baix, s'obté de la galena. Tou, dúctil i mal·leable. Metall tòxic si s'inhala o s'ingereix. Quan està polit és de color poc brillant, però en contacte amb l'aire li apareix una capa protectora i es torna de color gris.

Aplicacions:

• Làmines i tubs de revestiment i conduccions en la indústria química (mal·leable).
• Revestiments de dipòsits que contenen àcid sulfúric.
• Fabricació de minium (òxid de plom), pintura antioxidant.
• Acumuladors elèctrics.
• Material de soldadura.
• Revestiments antifricció en coixinets.

Estany

Propietats: Metall platejat, mal·leable, dúctil i tou. No s'oxida fàcilment amb l'aire i és resistent a la corrosió. Es troba en molts aliatges i s'usa per recobrir altres metalls per protegir-los de la corrosió. En determinades condicions ambientals forma la pesta de l'estany. S'obté del mineral cassiterita.

Aplicacions:

• El seu aliatge amb plom (50/50%) forma la soldadura utilitzada per soldar conductors electrònics per la seva baixa temperatura de fusió.
• Recobriment protector de coure, ferro i altres metalls en la fabricació de llaunes de conserva.
• Fusibles elèctrics.
• Materials antifricció per a coixinets.
• El bronze conté estany.

Zinc

Propietats: El zinc pur no és ferromagnètic i recentment polit és de color blanc blavós i moderadament dur. És molt trencadís a temperatura ordinària, però és mal·leable entre 120 i 150 graus i pot laminar-se mitjançant rodets calents. S'extreu de la blenda. Difícil de corroir, tant en contacte amb aire sec com humit. És bon conductor de calor i electricitat. A 0,91 K és un superconductor. Poc resistent als esforços, no és gaire abundant a la superfície, però és fàcil d'obtenir a partir d'altres minerals.

Aplicacions:

• Revestiments protectors contra la corrosió atmosfèrica o galvanitzat per al ferro i l'acer.
• Planxes per a cobrir teulades.
• Llautó (aliatge Cu i 20-45% Zn).
• Component de les piles seques.
• Fabricació de monedes (per fusió i emmotllament).
• Sulfur de zinc: aplicacions que requereixen electroluminescència (quan passa corrent fa llum) i fotoconductivitat (quan toca la llum condueix electricitat).

Niquel

Propietats: Condueix l'electricitat i la calor. Dúctil i mal·leable, i es pot laminar, polir i forjar fàcilment. Molt resistent al desgast, a la tracció i a la corrosió. És magnètic fins a 345 °C, temperatura a la qual perd aquesta propietat.

Aplicacions:

• Aproximadament el 65% del níquel és per a la fabricació d'acer inoxidable i un altre 12% en superaliatges de níquel.
• Bateries recargables i piles.
• Encunyació de monedes.
• Recobriments metàl·lics (protegir acer de l'oxidació).
• Fabricació d'automòbils: eixos, frens, vàlvules o rodaments.
• Instrumental quirúrgic i electrònic.
• AlNiCo, aliatge per a imants.

La Pulverimetal·lúrgia

La seqüència normal de processos en la fabricació de peces metàl·liques comença amb un procés de fusió. Quan el metall té una temperatura de fusió tan elevada que no pot fondre's a escala industrial, en lloc de començar per la fusió es comença per la síntesi de polvors.

Tècnica: Serveix per obtenir materials metàl·lics a partir de components que fonen a temperatures molt elevades. Aquests components tenen una extrema duresa o altres característiques especials que fan que no siguin aplicables processos d'obtenció o conformació tradicionals. Consta de tres fases: obtenció de les polvors, la compressió i la sinterització.

Aplicacions:

• Obtenir materials que formen a altes temperatures (tungstè).
• Nous materials amb molt bones qualitats (carbur de tungstè).

Com es fa?

1. Obtenció de pols dels materials.
2. Compressió: Posar la pols dins d'un motlle i sotmetre'l a altes pressions.
3. Sinterització: Sotmetre el motlle a temperatures d'uns 700 °C. Aquestes polvors desprenen una substància (una mena de cola) que fa que les partícules quedin més unides.

Avantatges:

• Gran estalvi d'energia (no treballar a temperatures elevades).
• Procés bastant ràpid.
• Aprofitament total del material.
• Obtenció de peces impossibles d'aconseguir per altres mètodes.
• Preus reduïts.

Inconvenients:

• Els motlles tenen un cost molt elevat.