Lutécio – Propriedades – Preço – Aplicações – Produção

Sobre o Lutécio

O lutécio é um metal branco prateado, que resiste à corrosão no ar seco, mas não no ar úmido. O lutécio é o último elemento da série dos lantanídeos e é tradicionalmente contado entre as terras raras.

Resumo

Elemento	Lutécio
Número atômico	71
Categoria do elemento	Metal de terras raras
Fase em STP	Sólido
Densidade	9,841 g/cm3
Resistência à tração	N/D
Força de rendimento	N/D
Módulo de elasticidade de Young	68,6 GPa
Escala de Mohs	N/D
Dureza Brinell	900 MPa
Dureza Vickers	1100 MPa
Ponto de fusão	1663 °C
Ponto de ebulição	3402 °C
Condutividade térmica	16 W/mK
Coeficiente de Expansão Térmica	9,9 µm/mK
Calor específico	0,15 J/gK
Calor de fusão	18,6 kJ/mol
Calor da vaporização	355,9 kJ/mol
Resistividade elétrica [nanoOhm meter]	582
Suscetibilidade Magnética	N/D

Aplicações do Lutécio

O lutécio não é um metal amplamente utilizado. A maior parte do lutécio é usada apenas em pesquisa. Um de seus poucos usos comerciais é como catalisador para craqueamento de hidrocarbonetos em refinarias de petróleo. É utilizado em detectores de topografia de emissão de pósitrons que detectam a atividade celular do corpo.

 

Produção e Preço do Lutécio

Os preços das matérias-primas mudam diariamente. Eles são impulsionados principalmente pela oferta, demanda e preços de energia. Em 2019, os preços do Lutécio puro estavam em torno de 69000 $/kg.

Sua principal fonte comercial é como subproduto do processamento do mineral fosfato de terras raras monazita (Ce,La,…) PO4, que possui concentrações de apenas 0,0001% do elemento. Monazita é um minério importante para tório, lantânio e cério. É frequentemente encontrado em depósitos de placer. Índia, Madagascar e África do Sul têm grandes depósitos de areias monazíticas. Os depósitos na Índia são particularmente ricos em monazita.

Fonte: www.luciteria.com

Propriedades Mecânicas do Lutécio

Força do Lutécio

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 Lutécio

A resistência à tração final do Lutécio é N/A.

Força de Cedência de Lutécio

O limite de escoamento do Lutécio é N/A.

Módulo de Elasticidade do Lutécio

O módulo de elasticidade de Young do Lutécio é N/A.

Dureza do Lutécio

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 Lutécio é de aproximadamente 900 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 Lutécio é de aproximadamente 1100 MPa.

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 lutécio tem uma dureza de aproximadamente N/A.

Veja também: Dureza dos Materiais

Paris – Estrutura Cristalina

Uma possível estrutura cristalina do Lutécio é a estrutura compacta hexagonal.

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 de Lutécio

Propriedades Térmicas do Lutécio

Lutécio – Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição

O ponto de fusão do Lutécio é 1663 °C.

O ponto de ebulição do Lutécio é 3402 °C.

Observe que esses pontos estão associados à pressão atmosférica padrão.

Paris – Condutividade Térmica

A condutividade térmica do Lutécio é 16 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 Lutécio

O coeficiente de expansão térmica linear de Lutécio é 9,9 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.

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

O calor específico do Lutécio é 0,15 J/g K.

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 Lutécio é 18,6 kJ/mol.

O calor latente de vaporização do Lutécio é 355,9 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.

Lutécio – 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 consequência 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 Lutécio

A resistividade elétrica do Lutécio é 582 nΩ⋅m.

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

Suscetibilidade Magnética de Lutécio

A suscetibilidade magnética do Lutécio é N/A.

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 Lutécio em resposta a um campo magnético aplicado.