Índio – Propriedades – Preço – Aplicações – Produção

Sobre o Índio

O índio é um metal pós-transição que compõe 0,21 partes por milhão da crosta terrestre. Muito macio e maleável, o índio tem um ponto de fusão superior ao do sódio e do gálio, mas inferior ao do lítio e do estanho. Quimicamente, o índio é semelhante ao gálio e ao tálio.

Resumo

Elemento	Índio
Número atômico	49
Categoria do elemento	Pobre Metal
Fase em STP	Sólido
Densidade	7,31 g/cm3
Resistência à tração	2,5 MPa
Força de rendimento	1 MPa
Módulo de elasticidade de Young	11 GPa
Escala de Mohs	1,2
Dureza Brinell	10 MPa
Dureza Vickers	N/D
Ponto de fusão	156,6 °C
Ponto de ebulição	2072 °C
Condutividade térmica	82 W/mK
Coeficiente de Expansão Térmica	32,1 µm/mK
Calor específico	0,23 J/gK
Calor de fusão	3.263 kJ/mol
Calor da vaporização	231,5 kJ/mol
Resistividade elétrica [nanoOhm meter]	83,7
Suscetibilidade Magnética	−64e-6 cm3/mol

Aplicações do Índio

O consumo primário de índio em todo o mundo é a produção de LCD. A demanda aumentou rapidamente do final da década de 1990 a 2010 com a popularidade de monitores de computador LCD e aparelhos de televisão, que agora respondem por 50% do consumo de índio. É usado principalmente na indústria de semicondutores, em ligas metálicas de baixo ponto de fusão, como soldas, em vedações de alto vácuo de metais macios e na produção de revestimentos condutores transparentes de óxido de índio e estanho (ITO) em vidro. O índio é considerado um elemento de tecnologia crítica.

 

 

Produção e preço do Índio

Os preços das matérias-primas mudam diariamente. Eles são impulsionados principalmente pela oferta, demanda e preços de energia. Em 2019, os preços do índio puro estavam em torno de 600 $/kg.

O índio é produzido principalmente a partir de resíduos gerados durante o processamento do minério de zinco. Em meados e final da década de 1980, o desenvolvimento de semicondutores de fosfeto de índio e filmes finos de óxido de índio-estanho para telas de cristal líquido (LCD) despertou muito interesse. Em 1992, a aplicação de filme fino tornou-se o maior uso final. A quantidade de índio consumida é em grande parte uma função da produção mundial de LCD. O aumento da eficiência de fabricação e reciclagem (especialmente no Japão) mantém um equilíbrio entre demanda e oferta. Seu principal material de origem são minérios de zinco sulfídicos, onde é principalmente hospedado por esfalerita.

Fonte: www.luciteria.com

Propriedades mecânicas do Índio

Força do Índio

Na mecânica dos materiais, a resistência de um material é sua capacidade de suportar uma carga aplicada sem falha ou deformação plástica. A resistência dos materiais considera basicamente a relação entre as cargas externas aplicadas a um material e a deformação resultante ou alteração nas dimensões do material. Ao projetar estruturas e máquinas, é importante considerar esses fatores, para que o material selecionado tenha resistência adequada para resistir às cargas ou forças aplicadas e manter sua forma original. A resistência de um material é a sua capacidade de suportar esta carga aplicada sem falha ou deformação plástica.

Para tensão de tração, a capacidade de um material ou estrutura de suportar cargas que tendem a se alongar é conhecida como resistência à tração final (UTS). O limite de escoamento ou tensão de escoamento é a propriedade do material definida como a tensão na qual um material começa a se deformar plasticamente, enquanto o ponto de escoamento é o ponto onde a deformação não linear (elástica + plástica) começa.

Veja também: Resistência dos Materiais

Resistência à tração final do Índio

A resistência à tração final do Índio é de 2,5 MPa.

Força de rendimento do Índio

O limite de escoamento do Índio é de 1 MPa.

Módulo de elasticidade do Índio

O módulo de elasticidade de Young do Índio é de 1 MPa.

Dureza do Índio

Na ciência dos materiais, a dureza  é a capacidade de suportar o recuo da superfície (deformação plástica localizada) e arranhões. O teste de dureza Brinell é um dos testes de dureza de indentação, que foi desenvolvido para testes de dureza. Nos testes Brinell, um penetrador esférico duro é forçado sob uma carga específica na superfície do metal a ser testado.

A dureza Brinell do Índio é de aproximadamente 10 MPa.

O método de teste de dureza Vickers foi desenvolvido por Robert L. Smith e George E. Sandland na Vickers Ltd como uma alternativa ao método Brinell para medir a dureza dos materiais. O método de teste de dureza Vickers também pode ser usado como um método de teste de microdureza, que é usado principalmente para peças pequenas, seções finas ou trabalhos de profundidade de caixa.

A dureza Vickers do Índio é aproximadamente N/A.

A dureza ao risco é a medida de quão resistente uma amostra é à deformação plástica permanente devido ao atrito de um objeto pontiagudo. A escala mais comum para este teste qualitativo é a escala de Mohs, que é usada em mineralogia. A escala Mohs de dureza mineral é baseada na capacidade de uma amostra natural de mineral riscar visivelmente outro mineral.

O índio tem uma dureza de aproximadamente 1,2.

Veja também: Dureza dos Materiais

Índio – Estrutura Cristalina

Uma possível estrutura cristalina do Índio é a estrutura tetragonal centrada no corpo.

Nos metais e em muitos outros sólidos, os átomos estão dispostos em arranjos regulares chamados cristais. Uma rede cristalina é um padrão repetitivo de pontos matemáticos que se estende por todo o espaço. As forças de ligação química causam essa repetição. É esse padrão repetido que controla propriedades como força, ductilidade, densidade, condutividade (propriedade de conduzir ou transmitir calor, eletricidade, etc.) e forma. Existem 14 tipos gerais de tais padrões conhecidos como reticulados de Bravais.

Veja também: Estrutura Cristalina de Materiais

Estrutura cristalina do índio

Propriedades térmicas do Índio

Índio – Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição

O ponto de fusão do índio é 156,6 °C.

O ponto de ebulição do Índio é 2072 °C.

Observe que esses pontos estão associados à pressão atmosférica padrão.

Índio – Condutividade Térmica

A condutividade térmica do Índio é 82 W/(m·K).

As características de transferência de calor de um material sólido são medidas por uma propriedade chamada condutividade térmica, k (ou λ), medida em W/mK. É uma medida da capacidade de uma substância de transferir calor através de um material por condução. Observe que a lei de Fourier se aplica a toda matéria, independentemente de seu estado (sólido, líquido ou gasoso), portanto, também é definida para líquidos e gases.

Coeficiente de expansão térmica do Índio

O coeficiente de expansão térmica linear do Índio é 32,1 µm/(m·K).

A expansão térmica é geralmente a tendência da matéria de mudar suas dimensões em resposta a uma mudança na temperatura. Geralmente é expresso como uma mudança fracionária no comprimento ou volume por unidade de mudança de temperatura.

Índio – Calor Específico, Calor Latente de Fusão, Calor Latente de Vaporização

O calor específico do Índio é 0,23 J/gK.

A capacidade calorífica é uma propriedade extensiva da matéria, o que significa que é proporcional ao tamanho do sistema. A capacidade calorífica C tem a unidade de energia por grau ou energia por kelvin. Ao expressar o mesmo fenômeno como uma propriedade intensiva, a capacidade calorífica é dividida pela quantidade de substância, massa ou volume, portanto a quantidade é independente do tamanho ou extensão da amostra.

O calor latente de fusão do Índio é 3,263 kJ/mol.

O calor latente de vaporização do Índio é 231,5 kJ/mol.

Calor latente é a quantidade de calor adicionada ou removida de uma substância para produzir uma mudança de fase. Essa energia quebra as forças atrativas intermoleculares e também deve fornecer a energia necessária para expandir o gás (o pΔV trabalho). Quando o calor latente é adicionado, nenhuma mudança de temperatura ocorre. A entalpia de vaporização é uma função da pressão na qual essa transformação ocorre.

Índio – Resistividade Elétrica – Suscetibilidade Magnética

A propriedade elétrica refere-se à resposta de um material a um campo elétrico aplicado. Uma das principais características dos materiais é sua capacidade (ou falta de capacidade) de conduzir corrente elétrica. De fato, os materiais são classificados por essa propriedade, ou seja, são divididos em condutores, semicondutores e não condutores.

Veja também: Propriedades Elétricas

A propriedade magnética refere-se à resposta de um material a um campo magnético aplicado. As propriedades magnéticas macroscópicas de um material são conseqüência das interações entre um campo magnético externo e os momentos de dipolo magnético dos átomos constituintes. Diferentes materiais reagem à aplicação do campo magnético de forma diferente.

Veja também: Propriedades Magnéticas

Resistividade elétrica do Índio

A resistividade elétrica do Índio é 83,7 nΩ⋅m.

A condutividade elétrica e seu inverso, a resistividade elétrica, é uma propriedade fundamental de um material que quantifica como o índio conduz o fluxo de corrente elétrica. A condutividade elétrica ou condutância específica é o recíproco da resistividade elétrica.

Suscetibilidade Magnética do Índio

A suscetibilidade magnética do Índio é -64e-6 cm³/mol .

No eletromagnetismo, a suscetibilidade magnética é a medida da magnetização de uma substância. A suscetibilidade magnética é um fator de proporcionalidade adimensional que indica o grau de magnetização do índio em resposta a um campo magnético aplicado.