Sobre o Magnésio
O magnésio é um sólido cinza brilhante que tem uma grande semelhança física com os outros cinco elementos da segunda coluna (grupo 2, ou metais alcalino-terrosos) da tabela periódica: todos os elementos do grupo 2 têm a mesma configuração eletrônica na camada eletrônica externa e uma estrutura cristalina semelhante.
Resumo
Elemento | Magnésio |
Número atômico | 12 |
Categoria do elemento | Metal alcalino-terroso |
Fase em STP | Sólido |
Densidade | 1,738 g/cm3 |
Resistência à tração | 200 MPa |
Força de rendimento | N/D |
Módulo de elasticidade de Young | 45 GPa |
Escala de Mohs | 2,5 |
Dureza Brinell | 260 MPa |
Dureza Vickers | N/D |
Ponto de fusão | 649 °C |
Ponto de ebulição | 1090 °C |
Condutividade térmica | 156 W/mK |
Coeficiente de Expansão Térmica | 24,8 µm/mK |
Calor específico | 1,02 J/gK |
Calor de fusão | 8.954 kJ/mol |
Calor da vaporização | 127,4 kJ/mol |
Resistividade elétrica [nanoOhm meter] | 43,9 |
Suscetibilidade Magnética | +13,1e-6 cm3/mol |
Aplicações do Magnésio
O magnésio é o terceiro metal estrutural mais usado, depois do ferro e do alumínio.[35] As principais aplicações do magnésio são, pela ordem: ligas de alumínio, fundição sob pressão (ligada com zinco), remoção de enxofre na produção de ferro e aço e produção de titânio no processo Kroll. As ligas de magnésio são usadas em uma ampla variedade de aplicações estruturais e não estruturais. As aplicações estruturais incluem equipamentos automotivos, industriais, de manuseio de materiais, comerciais e aeroespaciais. As ligas de magnésio são usadas para peças que operam em altas velocidades e, portanto, devem ser leves para minimizar as forças inerciais. As aplicações comerciais incluem ferramentas portáteis, laptops, malas e escadas, automóveis (por exemplo, volantes e colunas, estruturas de assentos, caixas de transmissão). Magnox (liga), cujo nome é uma abreviação de “magnesium non-oxidizing”, é 99% magnésio e 1% alumínio, e é usado no revestimento de barras de combustível em reatores nucleares magnox.
Produção e Preço do Magnésio
Os preços das matérias-primas mudam diariamente. Eles são impulsionados principalmente pela oferta, demanda e preços de energia. Em 2019, os preços do Magnésio puro estavam em torno de 37 $/kg.
O magnésio é hoje obtido principalmente por eletrólise de sais de magnésio obtidos a partir de salmoura e é usado principalmente como componente em ligas de alumínio-magnésio, às vezes chamadas de magnalium ou magnelium. A produção mundial foi de aproximadamente 1.100 kt em 2017, sendo a maior parte produzida na China (930 kt) e na Rússia (60 kt). O magnésio é menos denso que o alumínio, e a liga é valorizada por sua combinação de leveza e resistência.
Fonte: www.luciteria.com
Propriedades Mecânicas do Magnésio
Força do Magnésio
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 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 Magnésio
A resistência à tração final do Magnésio é de 200 MPa.
Força de rendimento de Magnésio
O limite de escoamento do Magnésio é N/A.
Módulo de Elasticidade do Magnésio
O módulo de elasticidade de Young do Magnésio é 45 GPa.
Dureza do Magnésio
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 Magnésio é de aproximadamente 260 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 Magnésio 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 magnésio tem uma dureza de aproximadamente 2,5.
Veja também: Dureza dos Materiais
Magnésio – Estrutura Cristalina
Uma possível estrutura cristalina do Magnésio 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 Magnésio
Propriedades Térmicas do Magnésio
Magnésio – Ponto de fusão e ponto de ebulição
O ponto de fusão do Magnésio é 649 °C.
O ponto de ebulição do Magnésio é 1090 °C.
Observe que esses pontos estão associados à pressão atmosférica padrão.
Magnésio – Condutividade Térmica
A condutividade térmica do Magnésio é 156 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 de Magnésio
O coeficiente de expansão térmica linear de Magnésio é 24,8 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.
Magnésio – Calor Específico, Calor Latente de Fusão, Calor Latente de Vaporização
O calor específico do Magnésio é 1,02 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 Magnésio é 8,954 kJ/mol .
O calor latente de vaporização do Magnésio é 127,4 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.
Magnésio – 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 Magnésio
A resistividade elétrica do Magnésio é 43,9 nΩ⋅m.
A condutividade elétrica e seu inverso, a resistividade elétrica, é uma propriedade fundamental de um material que quantifica como o Magnésio conduz o fluxo de corrente elétrica. A condutividade elétrica ou condutância específica é o recíproco da resistividade elétrica.
Suscetibilidade Magnética do Magnésio
A suscetibilidade magnética do Magnésio é +13,1e-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 Magnésio em resposta a um campo magnético aplicado.