Magnésio – Propriedades – Preço – Aplicações – Produção

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.