Para determinar o metal mais forte da Terra , precisamos estabelecer algumas regras básicas. Para começar, existem várias maneiras de medir a resistência de um metal específico.

A resistência à tração, medida em libras por polegada quadrada (psi), reflete a carga máxima que um material pode suportar sem quebrar. A resistência ao escoamento mede a quantidade de tensão necessária para causar deformação permanente.



O tungstênio tem o maior rendimento e resistência à tração de qualquer metal puro, tornando-o indiscutivelmente o metal mais forte do mundo. E, no entanto, não é o elemento metálico mais duro nem mesmo o metal mais forte em peso.

Falando em metal puro, determinar os metais mais fortes também levanta a questão:o metal mais forte tem que ser um metal natural (metal não ligado) ou pode ser uma liga de vários metais diferentes? O aço é considerado a liga mais forte da Terra.

Vamos dar uma olhada em alguns dos metais mais fortes da Terra e seus usos surpreendentes.


Conteúdo

1. Tungstênio
2. Aço
3. Ósmio
4. Cromo
5. Titânio

Tungstênio

O tungstênio tem o ponto de fusão mais alto (3.695 K) e a resistência à tração máxima (142.000 psi) de qualquer metal natural. O tungstênio e suas ligas têm sido usados ​​na fabricação de filamentos para lâmpadas incandescentes e tubos de TV.

Por si só, esse metal raro tem 7,5 na escala de dureza de Mohs (o diamante tem 10), mas o composto de carboneto de tungstênio é muito mais duro (9,5) e é usado para fazer ferramentas.

Aço

O aço é uma liga de dois elementos:ferro (metal) e carbono (não metálico). As ligas de aço variam em sua proporção de ferro para aço, bem como em quaisquer metais adicionais presentes. Por exemplo, para criar aço inoxidável, você combinaria aço com cromo. O aço carbono contém uma porcentagem maior de carbono, tornando-o mais resistente do que outras ligas de aço.

Ósmio

O ósmio é um dos metais naturais mais densos do mundo. No entanto, o ósmio é muito frágil, por isso é normalmente usado com moderação em ligas. Você pode encontrar ósmio em componentes de circuitos elétricos.

Cromo

Se você pensar em resistência como dureza, poderá considerar o cromo o metal mais forte do mundo. Com uma classificação de dureza de 8,5 na escala de Mohs, o cromo é o metal mais duro da Terra. Também resiste à corrosão, daí a popularidade do cromagem.

Titânio

Nomeado em homenagem aos colossais Titãs da mitologia grega, o titânio tem a maior proporção entre resistência à tração e densidade de qualquer metal na Terra. As ligas de titânio (misturas de titânio e outros metais) apresentam a maior relação resistência-peso de qualquer metal do planeta. O titânio puro é tão forte quanto o aço, mas 45% mais leve.

A impressionante relação resistência-peso do titânio tornou as ligas de titânio os materiais preferidos para motores e carrocerias de aviões, foguetes, mísseis - qualquer aplicação onde os componentes metálicos precisam ser tão resistentes e leves quanto possível. Embora não seja um metal particularmente raro, é caro devido ao custo de mineração e produção.



O Airbus A380, o maior avião de passageiros do mundo, inclui 77 toneladas (70 toneladas métricas) de titânio, principalmente em seus enormes motores.

Graças a uma inovação metalúrgica na década de 1930 chamada “processo Knox”, o forjamento comercial de titânio entrou em pleno andamento nas décadas de 1940 e 1950. A primeira aplicação foi em aeronaves militares e submarinos (americanos e russos) e, em seguida, em aeronaves comerciais na década de 1960.

A descoberta do titânio

Em 1791, um mineralogista britânico amador e pastor de igreja, William Gregor, escavou um pouco de curiosa areia preta em um riacho perto da cidade de Cornwall. Parte da areia era magnética, o que Gregor determinou ser óxido de ferro, mas o outro material era um mistério. Era outro óxido, com certeza, mas nenhum dos livros da Royal Geological Society.

O químico alemão Martin Heinrich Klaproth redescobriu o estranho óxido em 1795 e deu-lhe o seu nome mitológico, óxido de titânio, em homenagem às divindades que precederam os olímpicos na mitologia grega.

Embora tenha sido descoberto no final do século XVIII, o titânio puro não foi isolado do seu óxido até 1910, quando o químico americano Matthew Hunter, trabalhando para a General Electric, descobriu como retirar o metal prateado do seu óxido sob alto calor e pressão. em uma "bomba" selada.

O titânio não enferruja

A corrosão é um processo eletroquímico que destrói lentamente a maioria dos metais ao longo do tempo. Quando os metais são expostos ao oxigênio, seja no ar ou debaixo d’água, o oxigênio arrebata elétrons, criando o que chamamos de “óxidos” metálicos. Um dos óxidos corrosivos mais comuns é o óxido de ferro, também conhecido como ferrugem.

Mas nem todos os óxidos expõem o metal subjacente à corrosão. Quando o titânio entra em contato com o oxigênio, forma uma fina camada de dióxido de titânio (TiO₂ ) em sua superfície. Esta camada de óxido protege realmente o titânio subjacente da corrosão causada pela maioria dos ácidos, álcalis, poluição e água salgada.

As propriedades anticorrosivas naturais do titânio fazem dele o material ideal não apenas para aeronaves, mas também para componentes submarinos expostos a água salgada altamente corrosiva. As hélices dos navios são quase sempre feitas de titânio, assim como os sistemas internos de lastro e tubulação do navio e as ferragens de bordo expostas à água do mar.

O titânio vive em partes do corpo, da cabeça aos pés

A mesma fina camada de dióxido de titânio que protege o titânio da corrosão também o torna o material mais seguro para implante no corpo humano. O titânio é totalmente “biocompatível”, o que significa que não é tóxico, não é alergênico e pode até se fundir com tecidos e ossos humanos.

O titânio é o material cirúrgico de escolha para implantes ósseos e articulares, placas cranianas, raízes de implantes dentários, pinos para olhos e ouvidos artificiais, válvulas cardíacas, fusões espinhais e até mesmo passagens uretrais. Estudos demonstraram que os implantes de titânio acionam o sistema imunológico do corpo para fazer crescer osso diretamente na superfície do titânio, um processo chamado osseointegração.

Outras razões pelas quais o titânio é a escolha certa para substituições de quadril e pinos para ossos fraturados é que o titânio tem aquela famosa relação resistência-peso, que mantém os implantes leves, além de exibir exatamente a mesma elasticidade do osso humano.

Balanços de titânio em tacos de golfe e outros equipamentos esportivos

À medida que o preço do titânio puro caiu no final do século 20, os fabricantes começaram a procurar mais aplicações comerciais para este metal maravilhoso. A leveza do titânio tornou-o ideal para artigos esportivos.

Os primeiros tacos de golfe de titânio chegaram às lojas em meados da década de 1990, incluindo um piloto gigante da Callaway conhecido como Great Big Bertha. Os tacos eram caros em comparação com os tacos de aço ou madeira, mas seu sucesso levou outros fabricantes esportivos a se interessarem pelo titânio.

Agora você pode encontrar titânio em qualquer equipamento esportivo onde peso, resistência e durabilidade são fundamentais:raquetes de tênis, bastões de lacrosse, esquis, quadros de bicicletas, tacos de beisebol, equipamentos para caminhadas e alpinismo, equipamentos de camping e até ferraduras para cavalos de corrida profissionais.

A tinta branca (e a cobertura do bolo) contém titânio

Apenas 5% dos 6,3 milhões de toneladas (5,7 milhões de toneladas métricas) de titânio produzidos todos os anos são forjados em metal. A grande maioria é transformada em dióxido de titânio, o mesmo material que protege naturalmente o titânio da corrosão. O dióxido de titânio é usado mundialmente como pigmento branqueador não tóxico para tintas, cosméticos, medicamentos e alimentos, incluindo cobertura de bolo branco.

A tinta branca costumava ser tingida com um pigmento à base de chumbo, mas assim que os efeitos do chumbo na saúde foram conhecidos, o dióxido de titânio assumiu o controle. Acontece que os pigmentos à base de titânio têm algumas propriedades interessantes.

Os pintores de casas escolhem tintas brancas à base de titânio porque são anticorrosivas e duram mais. O óxido de titânio é extremamente refrativo, conferindo-lhe um brilho natural maior que o do diamante e produzindo um tom de branco particularmente brilhante.

O óxido de titânio também reflete a luz infravermelha, razão pela qual tintas à base de titânio são sempre usadas no exterior dos observatórios solares para dispersar a luz infravermelha que desfoca as imagens.
Agora isso é legal
O arquiteto Frank Gehry escolheu o titânio para envolver o exterior do impressionante Museu Guggenheim em Bilbao, que é revestido por 33.000 painéis de titânio que mudam de cor e brilho sob diferentes condições de luz.

Fontes

Ed. Jonathan Law e Richard Rennie. Um Dicionário de Química (8 ed.). 2020. (10 de outubro de 2023). https://www.oxf.com/display/10.1093/acref/9780198841227.001.0001/acref-9780198841227

Deziel, Chris. "Quais são os 10 metais mais fortes da Terra?" Ciência. 13 de março de 2018. (10 de outubro de 2023). https://sciencing.com/top-10-strongest-metals-earth-2595.html

"Dureza de Mohs." Enciclopédia Britânica. 15 de setembro de 2023. (10 de outubro de 2023). https://www.britannica.com/science/Mohs-hardness

"Resistência à tracção." Enciclopédia Britânica. 22 de setembro de 2023. (10 de outubro de 2023). https://www.britannica.com/science/tensile-strength.

"Tungstênio, W." MatWeb. (10 de outubro de 2023). https://www.matweb.com/search/datasheet_print.aspx?matguid=41e0851d2f3c417ba69ea0188fa570e3

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