Sobre el Vanadio
El vanadio es un metal de transición duro, gris plateado, dúctil y maleable. El metal elemental rara vez se encuentra en la naturaleza, pero una vez aislado artificialmente, la formación de una capa de óxido (pasivación) estabiliza un poco el metal libre frente a una oxidación adicional.
Resumen
| Elemento | Vanadio |
| Número atómico | 23 |
| Categoría de elemento | Metal de transición |
| Fase en STP | Sólido |
| Densidad | 6,11 g / cm3 |
| Resistencia a la tracción | 800 MPa |
| Límite de elastacidad | 770 MPa |
| Módulo de Young | 128 GPa |
| Escala de Mohs | 6,7 |
| Dureza Brinell | 650 MPa |
| Dureza Vickers | 630 MPa |
| Punto de fusion | 1910 ° C |
| Punto de ebullición | 3407 ° C |
| Conductividad térmica | 30,7 W / mK |
| Coeficiente de expansión térmica | 8,4 µm / mK |
| Calor especifico | 0,49 J / g K |
| Calor de fusión | 20,9 kJ / mol |
| Calor de vaporización | 0,452 kJ / mol |
| Resistividad eléctrica [medidor de nanoOhmios] | 197 |
| Susceptibilidad magnética | + 255e-6 cm ^ 3 / mol |
Aplicaciones del Vanadio
El vanadio se utiliza principalmente para producir aleaciones de acero especiales, como aceros para herramientas de alta velocidad y algunas aleaciones de aluminio. El vanadio generalmente se agrega al acero para inhibir el crecimiento de granos durante el tratamiento térmico. Al controlar el crecimiento del grano, mejora tanto la resistencia como la tenacidad de los aceros templados y revenido. Se agrega vanadio para promover la resistencia a la abrasión y producir carburos duros y estables que, al ser solo parcialmente solubles, liberan poco carbono en la matriz. El compuesto de vanadio industrial más importante, el pentóxido de vanadio, se utiliza como catalizador para la producción de ácido sulfúrico. La batería redox de vanadio para almacenamiento de energía puede ser una aplicación importante en el futuro.
Producción y precio del Vanadio
Los precios de las materias primas cambian a diario. Están impulsados principalmente por la oferta, la demanda y los precios de la energía. En 2019, los precios del vanadio puro rondaron los 2200 $ / kg.
El vanadio se encuentra naturalmente en unos 65 minerales y en depósitos de combustibles fósiles. Se produce en China y Rusia a partir de escoria de fundición de acero. Otros países lo producen a partir de magnetita directamente, polvo de combustión de petróleo pesado o como subproducto de la extracción de uranio. Las reservas mundiales de vanadio (la parte del recurso de vanadio identificado que cumple con los criterios físicos y químicos mínimos especificados relacionados con las prácticas actuales de minería y producción) se estiman en aproximadamente 15 millones de toneladas métricas y es probable que sea suficiente para satisfacer las necesidades de vanadio en el próximo siglo en el futuro. tasa actual de consumo.
Fuente: www.luciteria.com
Propiedades mecánicas del Vanadio
Reistencia del Vanadio
En mecánica de materiales, la resistencia de un material es su capacidad para soportar una carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. La resistencia de los materiales básicamente considera la relación entre las cargas externas aplicadas a un material y la deformación resultante o cambio en las dimensiones del material. Al diseñar estructuras y máquinas, es importante considerar estos factores, a fin de que el material seleccionado tenga la resistencia adecuada para resistir las cargas o fuerzas aplicadas y conservar su forma original. La resistencia de un material es su capacidad para soportar esta carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas.
Para la tensión de tracción, la capacidad de un material o estructura para soportar cargas que tienden a alargarse se conoce como resistencia máxima a la tracción (UTS). El límite elástico o límite elástico es la propiedad del material definida como el esfuerzo en el que un material comienza a deformarse plásticamente, mientras que el límite elástico es el punto donde comienza la deformación no lineal (elástica + plástica).
Ver también: Resistencia de los materiales
Máxima resistencia a la tracción del Vanadio
La resistencia máxima a la tracción del vanadio es de 800 MPa.
Límite de elastacidad de Vanadio
El límite elástico del vanadio es de 770 MPa.
Módulo de Young del Vanadio
El módulo de Young del vanadio es 128 GPa.
Dureza del Vanadio
En la ciencia de los materiales, la dureza es la capacidad de resistir la hendidura de la superficie ( deformación plástica localizada ) y el rayado . La prueba de dureza Brinell es una de las pruebas de dureza por indentación, que se ha desarrollado para pruebas de dureza. En las pruebas Brinell, se fuerza un penetrador esférico duro bajo una carga específica en la superficie del metal que se va a probar.
La dureza Brinell del vanadio es de aproximadamente 650 MPa.
El método de prueba de dureza Vickers fue desarrollado por Robert L. Smith y George E. Sandland en Vickers Ltd como una alternativa al método Brinell para medir la dureza de materiales. El método de prueba de dureza Vickers también se puede utilizar como método de prueba de microdureza , que se utiliza principalmente para piezas pequeñas, secciones delgadas o trabajos de profundidad de caja.
La dureza Vickers del vanadio es de aproximadamente 630 MPa.
La dureza al rayado es la medida de la resistencia de una muestra a la deformación plástica permanente debido a la fricción de un objeto afilado. La escala más común para esta prueba cualitativa es la escala de Mohs , que se utiliza en mineralogía. La escala de Mohs de dureza mineral se basa en la capacidad de una muestra natural de mineral para rayar visiblemente otro mineral.
El vanadio tiene una dureza de aproximadamente 6,7.
Ver también: dureza de materiales
Vanadio – Estructura cristalina
Una posible estructura cristalina del vanadio es la estructura cúbica centrada en el cuerpo .
En los metales, y en muchos otros sólidos, los átomos están dispuestos en matrices regulares llamadas cristales. Una red de cristal es un patrón repetitivo de puntos matemáticos que se extiende por todo el espacio. Las fuerzas de los enlaces químicos provocan esta repetición. Es este patrón repetido el que controla propiedades como resistencia, ductilidad, densidad, conductividad (propiedad de conducir o transmitir calor, electricidad, etc.) y forma. Hay 14 tipos generales de patrones conocidos como celosías de Bravais.
Ver también: Estructura cristalina de materiales
Estructura cristalina del Vanadio
Reistencia de los elementos
Elasticidad de los elementos
Dureza de los elementos
Propiedades térmicas del Vanadio
Vanadio: punto de fusión y punto de ebullición
Punto de vanadio de fusión es de 1910 ° C .
Punto de vanadio de ebullición es de 3407 ° C .
Tenga en cuenta que estos puntos están asociados con la presión atmosférica estándar.
Vanadio – Conductividad térmica
La conductividad térmica del vanadio es 30,7 W / (m · K).
Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden mediante una propiedad llamada conductividad térmica , k (o λ), medida en W / mK . Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por conducción . Tenga en cuenta que la ley de Fourier se aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo tanto, también se define para líquidos y gases.
Coeficiente de expansión térmica del Vanadio
El coeficiente de expansión térmica lineal del vanadio es de 8,4 µm / (m · K)
La expansión térmica es generalmente la tendencia de la materia a cambiar sus dimensiones en respuesta a un cambio de temperatura. Por lo general, se expresa como un cambio fraccional de longitud o volumen por cambio de temperatura unitario.
Vanadio: calor específico, calor latente de fusión, calor latente de vaporización
El calor específico de vanadio es 0,49 J / g K .
La capacidad calorífica es una propiedad extensa de la materia, lo que significa que es proporcional al tamaño del sistema. La capacidad calorífica C tiene la unidad de energía por grado o energía por kelvin. Cuando se expresa el mismo fenómeno como una propiedad intensiva, la capacidad calorífica se divide por la cantidad de sustancia, masa o volumen, por lo que la cantidad es independiente del tamaño o extensión de la muestra.
El calor latente de fusión del vanadio es 20,9 kJ / mol .
El calor latente de vaporización del vanadio es 0,452 kJ / mol .
El calor latente es la cantidad de calor que se agrega o se elimina de una sustancia para producir un cambio de fase. Esta energía rompe las fuerzas de atracción intermoleculares y también debe proporcionar la energía necesaria para expandir el gas (el trabajo pΔV ). Cuando se agrega calor latente, no se produce ningún cambio de temperatura. La entalpía de vaporización es función de la presión a la que tiene lugar esa transformación.
Punto de fusión de los elementos
Conductividad térmica de elementos
Expansión térmica de elementos
Capacidad calorífica de los elementos
Calor de fusión de elementos
Calor de vaporización de elementos
Vanadio – Resistividad eléctrica – Susceptibilidad magnética
La propiedad eléctrica se refiere a la respuesta de un material a un campo eléctrico aplicado. Una de las principales características de los materiales es su capacidad (o falta de capacidad) para conducir corriente eléctrica. De hecho, los materiales se clasifican según esta propiedad, es decir, se dividen en conductores, semiconductores y no conductores.
Ver también: Propiedades eléctricas
La propiedad magnética se refiere a la respuesta de un material a un campo magnético aplicado . Las propiedades magnéticas macroscópicas de un material son una consecuencia de las interacciones entre un campo magnético externo y los momentos dipolares magnéticos de los átomos constituyentes . Diferentes materiales reaccionan a la aplicación de un campo magnético de manera diferente .
Ver también: Propiedades magnéticas
Resistividad eléctrica del Vanadio
La resistividad eléctrica del vanadio es 197 nΩ⋅m .
La conductividad eléctrica y su inversa, la resistividad eléctrica , es una propiedad fundamental de un material que cuantifica cómo el vanadio conduce el flujo de corriente eléctrica. La conductividad eléctrica o conductancia específica es el recíproco de la resistividad eléctrica.
Susceptibilidad magnética del Vanadio
La susceptibilidad magnética del vanadio es + 255e-6 cm ^ 3 / mol .
En electromagnetismo, la susceptibilidad magnética es la medida de la magnetización de una sustancia. La susceptibilidad magnética es un factor de proporcionalidad adimensional que indica el grado de magnetización del vanadio en respuesta a un campo magnético aplicado.
Resistividad eléctrica de elementos
Susceptibilidad magnética de elementos
Otras propiedades del Vanadio
