Este artigo contém uma comparação das principais propriedades térmicas e atômicas do carbono e do ferro, dois elementos químicos comparáveis da tabela periódica. Ele também contém descrições básicas e aplicações de ambos os elementos. Carbono vs. Ferro.
Carbono e Ferro – Sobre Elementos
Fonte: www.luciteria.com
Carbono e Ferro – Aplicações
Carbono
O principal uso econômico do carbono, além de alimentos e madeira, é na forma de hidrocarbonetos, principalmente o gás metano combustível fóssil e o petróleo bruto (petróleo). Grafite e diamantes são dois importantes alótropos de carbono que têm amplas aplicações. Os usos do carbono e seus compostos são extremamente variados. Pode formar ligas com ferro, sendo o mais comum o aço carbono. O carbono é um elemento não metálico, que é um importante elemento de liga em todos os materiais à base de metais ferrosos. O carbono está sempre presente em ligas metálicas, ou seja, em todos os tipos de aço inoxidável e ligas resistentes ao calor. O carbono é um austenitizador muito forte e aumenta a resistência do aço. Na verdade, é o principal elemento de endurecimento e é essencial para a formação de cementita, Fe3C, perlita, esferoidita e martensita ferro-carbono. Adicionar uma pequena quantidade de carbono não metálico ao ferro troca sua grande ductilidade pela maior resistência. O grafite é combinado com argilas para formar o ‘chumbo’ usado nos lápis usados para escrever e desenhar. Também é usado como lubrificante e pigmento, como material de moldagem na fabricação de vidro, em eletrodos para baterias secas e em galvanoplastia e eletroformação, em escovas para motores elétricos e como moderador de nêutrons em reatores nucleares. O carvão vegetal tem sido usado desde os primeiros tempos para uma grande variedade de propósitos, incluindo arte e medicina, mas, de longe, seu uso mais importante tem sido como combustível metalúrgico. As fibras de carbono são usadas onde o baixo peso, alta rigidez, alta condutividade ou onde a aparência da fibra de carbono é desejada. O grafite é combinado com argilas para formar o ‘chumbo’ usado nos lápis usados para escrever e desenhar. Também é usado como lubrificante e pigmento, como material de moldagem na fabricação de vidro, em eletrodos para baterias secas e em galvanoplastia e eletroformação, em escovas para motores elétricos e como moderador de nêutrons em reatores nucleares. O carvão vegetal tem sido usado desde os primeiros tempos para uma grande variedade de propósitos, incluindo arte e medicina, mas, de longe, seu uso mais importante tem sido como combustível metalúrgico. As fibras de carbono são usadas onde o baixo peso, alta rigidez, alta condutividade ou onde a aparência da fibra de carbono é desejada. O grafite é combinado com argilas para formar o ‘chumbo’ usado nos lápis usados para escrever e desenhar. Também é usado como lubrificante e pigmento, como material de moldagem na fabricação de vidro, em eletrodos para baterias secas e em galvanoplastia e eletroformação, em escovas para motores elétricos e como moderador de nêutrons em reatores nucleares. O carvão vegetal tem sido usado desde os primeiros tempos para uma grande variedade de propósitos, incluindo arte e medicina, mas, de longe, seu uso mais importante tem sido como combustível metalúrgico. As fibras de carbono são usadas onde o baixo peso, alta rigidez, alta condutividade ou onde a aparência da fibra de carbono é desejada. em escovas para motores elétricos e como moderador de nêutrons em reatores nucleares. O carvão vegetal tem sido usado desde os primeiros tempos para uma grande variedade de propósitos, incluindo arte e medicina, mas, de longe, seu uso mais importante tem sido como combustível metalúrgico. As fibras de carbono são usadas onde o baixo peso, alta rigidez, alta condutividade ou onde a aparência da fibra de carbono é desejada. Em escovas para motores elétricos e como moderador de nêutrons em reatores nucleares. O carvão vegetal tem sido usado desde os primeiros tempos para uma grande variedade de propósitos, incluindo arte e medicina, mas, de longe, seu uso mais importante tem sido como combustível metalúrgico. As fibras de carbono são usadas onde o baixo peso, alta rigidez, alta condutividade ou onde a aparência da fibra de carbono é desejada.
Ferro
O ferro é usado em vários setores, como eletrônicos, manufatura, automotivo e construção civil. O ferro é o mais amplamente utilizado de todos os metais, respondendo por mais de 90% da produção mundial de metal. Seu baixo custo e alta resistência muitas vezes o tornam o material de escolha para suportar tensões ou transmitir forças, como a construção de máquinas e máquinas-ferramentas, trilhos, automóveis, cascos de navios, barras de reforço de concreto e a estrutura de carga de edifícios. Como o ferro puro é bastante macio, é mais comumente combinado com elementos de liga para fazer aço. Os aços são ligas ferro-carbono que podem conter concentrações apreciáveis de outros elementos de liga. Adicionar uma pequena quantidade de carbono não metálico ao ferro troca sua grande ductilidade pela maior resistência. Devido à sua alta resistência, mas ainda tenacidade substancial, e sua capacidade de ser grandemente alterada por tratamento térmico, o aço é uma das ligas ferrosas mais úteis e comuns em uso moderno. Existem milhares de ligas que possuem diferentes composições e/ou tratamentos térmicos. As propriedades mecânicas são sensíveis ao teor de carbono, que normalmente é inferior a 1,0% em peso.
Carbono e Ferro – Comparação na Tabela
| Elemento | Carbono | Ferro |
| Densidade | 2,26 g/cm3 | 7,874 g/cm3 |
| Resistência à tração | 15 MPa (grafite); 3500 MPa (fibra de carbono) | 540 MPa |
| Força de rendimento | N/D | 50 MPa |
| Módulo de elasticidade de Young | 4,1 GPa (grafite); 228 GPa (fibra de carbono) | 211 GPa |
| Escala de Mohs | 0,8 (grafite) | 4,5 |
| Dureza Brinell | N/D | 490 MPa |
| Dureza Vickers | N/D | 608 MPa |
| Ponto de fusão | 4099 °C | 1538 °C |
| Ponto de ebulição | 4527 °C | 2861 °C |
| Condutividade térmica | 129 W/mK | 80,2 W/mK |
| Coeficiente de Expansão Térmica | 0,8 µm/mK | 11,8 µm/mK |
| Calor específico | 0,71 J/gK | 0,44 J/gK |
| Calor de fusão | N/D | 13,8 kJ/mol |
| Calor da vaporização | 355,8 kJ/mol | 349,6 kJ/mol |
