O Que São?
As ligas metálicas apareceram para colmatar as falhas que os metais puros apresentam, pois estes não apresentam todas as características necessárias para serem aplicados na fabricação de produtos utilizados no quotidiano.
As ligas metálicas são misturas de dois ou mais metais, ou de um metal com outra substância simples, por meio de aquecimento, os metais constituintes da liga são aquecidos até atingirem os seus pontos de fusão, em seguida deixa-se arrefecer a mistura líquida de metais até a mesma solidificar.
As ligas metálicas têm uma aparência exterior homogénea e os seus componentes não podem ser separados por processos físicos.
Das várias ligas metálicas como o aço, o aço inox, o latão, o ouro, o bronze... As mais utilizadas nos utensílios de cozinha são o aço, o aço inox, mas também existem utensílios constituídos essencialmente por ferro puro.
As propriedades das ligas variam devido à maneira de como os átomos se dispõem, existindo assim, ligas intersticiais e substanciais:
Liga Intersticial
É uma liga onde os átomos do soluto têm menores dimensões do que os átomos do solvente, o que leva a que os átomos do soluto se ajustem nos interstícios do retículo. Para que isto aconteça o raio atómico do soluto tem que ser 60% inferior ao raio atómico do elemento principal.
Embora estas ligas tenham condutividades térmica e elétrica baixas (devido às pequenas diferenças no tamanho dos átomos que distorcem a forma do metal e dificulta o fluxo de eletrões) são mais fortes e duras que o elemento puro.
Liga Substitucional
Tal como o nome indica, nestas ligas existe substituição de um átomo do metal principal por outro, neste caso é necessário que os átomos tenham dimensões idênticas (o raio não deve diferir mais de 15%).
Embora estas ligas tenham condutividades térmica e elétrica baixas (devido às pequenas diferenças no tamanho dos átomos que distorcem a forma do metal e dificulta o fluxo de eletrões) são mais fortes e duras que o elemento puro.
Constituição e Aplicação
Para além do ferro, que é o elemento maioritário no aço, os elementos abaixo fazem também parte da constituição dos vários tipos de aço:
- Carbono é o elemento principal no fortalecimento das ligas metálicas, como o aço;
- Manganês reage com o enxofre e ajuda a aumentar a resistência do aço ao calor;
- Fósforo é utilizado para proteger a superficie metálica da corrosão;
- Enxofre (na forma de Sulfeto de ferro) pode fazer com que a liga metálica fique porosa e se torne propensa a partir. No entanto, como dito anteriormente, ao reagir com o manganês ajuda a aumentar a resistência da liga ao calor;
- Silício é utilizando como desoxidante;
- Níquel torna o aço inox muito mais resistente ao calor e à corrosão;
- Crómio tem algumas parecenças com o níquel, é utilizado para aumentar a resistência à corrosão e oxidação.
Para além dos elementos constituintes, a percentagem dos ditos constituintes também influenciam o tipo de liga metálica resultante:
- Aço é uma liga intersticial, constituída por maioritariamente ferro, 0,5 a 1,7% de carbono, aproximadamente 1,5% de manganês e traços de silício, enxofre, fósforo e oxigénio. Está presente na construção civil e na cozinha é utilizado maioritariamente em armários.
- Aço inox é constituído por aço simples (74%), crómio (18%) e níquel (8%). Devido à sua estética apelativa e durabilidade, é utilizado em panelas, talheres e outros utensílios. Devido à fácil limpeza a sua utilização deixou de ser reduzida a utensílios, passando a ser utilizado também em bancadas. Devido à sua resistência passou a ser utilizado nas arcas frigoríficas, em fogões, microondas entre outros bens de consumo durável.
- Aço galvanizado é uma liga de aço revestida por zinco. Para além de utilizado na construção civil, é também utilizado na cozinha, onde o podemos encontrar nas máquinas de lavar loiça e em máquinas suscetíveis à corrosão.
- Ferro Fundido é uma liga de ferro, com aproximadamente 3.5% de carbono, 0.5% de Manganês, 0.13% de Fósforo, 0.13% de Enxofre e 1.2% de Silício. Dependendo do tipo de ferro fundido (cinzento, branco, maleável ou nodular) é utilizado em utensílios domésticos, no ramo automóvel e também na construção civil.
Fontes:
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/ligas-metalicas.htm
http://www.pbs.org/wgbh/americanexperience/features/general- article/streamliners-steel/
Simões, T. S., Queirós, M. A. e Simões, M. O., Química em contexto 12, 1aed., Porto Editora, Porto, Portugal, 2015.
