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COBRE e suas ligas
COBRE e suas ligas
é um metal de transição possui coloração marrom avermelhada principais propriedades:
boa ductibilidade maleabilidade alta condutibilidade térmica e elétrica excelente resistência a corrosão
formação de ligas metálicas latão (Cu/Zn) bronze (Cu/Sn) metal monel (Cu/Ni)
O QUE É O COBRE
COBRE e suas ligas
primeiro metal a ser usado pelo homem 13.000 a.C. na forma de “cobre nativo” usado como substituto da pedra como ferramenta
de trabalho, arma, objeto de decoração ao Norte do Golfo Pérsico, entre Tigre e Eufrates grande incidência:
Ilha de Chipre - Cyprus - Cuprum - Símbolo: Cu
processo de mineração: mais de 5.000 anos
HISTÓRIA DO COBRE
COBRE e suas ligas
Nome químico: COBRE Símbolo químico: Cu Número atômico: 29 Peso atômico: 63,546 Configuração eletrônica:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1
Estado físico (25°C): sólido
INFORMAÇÕES GERAIS
COBRE e suas ligas
Estado físico (25°C): sólido Densidade do sólido (20°C): 8,96 g/cm³ Ponto de fusão: 1083°C Ponto de ebulição: 2595°C Condutividade térmica: 400 W/m.K Resistividade elétrica: 1,7 x 10-8 Ohm.m Calor específico: 0,0912 cal/g/°C Calor latente de fusão: 50,6 cal/g Eletronegatividade: 1,95
PROPRIEDADES FÍSICAS
COBRE e suas ligas
Ocorre principalmente em compostos de: Cu(I): cuprosos Cu(II): cúpricos
A maioria dos compostos de Cu(I) com ânions monoatômicos são insolúveis em água, e são facilmente oxidados a Cu(II)
O Cu(II) forma sais mais solúveis em água Quando exposto ao ar úmido com gás carbônico
lentamente se oxida, formando uma camada verde chamada de zinabre, de fórmula: CuCO3.Cu(OH)2
PROPRIEDADES QUÍMICAS
COBRE e suas ligas
Raio neutro: raio atômico empírico: 135 pm raio atômico calculado: 145 pm raio covalente: 138 pm raio Van der Waals: 140 pm
Raio iônico: íon Cu(I): 96 pm
1 pm = 10-12 metros
RAIO ATÔMICO
COBRE e suas ligas
Cu(II) para Cu(I): 0,159 eV
Cu(I) para Cu(0): 0,520 eV
Cu(II) para Cu(0): 0,340 eV
POTENCIAL PADRÃO DE REDUÇÃO
COBRE e suas ligas
ELEMENTO PURO
Raspas de Cobre
COBRE e suas ligas
Tipo de estrutura: cúbica de face centrada
ESTRUTURA CRISTALOGRÁFICA
COBRE e suas ligas
ESTRUTURA CRISTALOGRÁFICA
COBRE e suas ligas
ESTRUTURA CRISTALOGRÁFICA
COBRE e suas ligas
63Cu massa atômica: 62,930 spin: 3/2 abundância natural: 69,17% momento magnético: 2,2233
65Cu massa atômica: 64,928 spin: 3/2 abundância natural: 30,83% momento magnético: 2,3817
ISÓTOPOS NATURAIS DO COBRE
COBRE e suas ligas
OCORRÊNCIA DO COBRE
COBRE e suas ligas
Cenário internacional:Chile Congo
Peru Rússia
Estados Unidos Canadá
Zâmbia
Cenário nacional:Ceará São Paulo
Bahia Rio Grande do Sul Menores no Maranhão, Paraíba e Paraná.
OCORRÊNCIA DO COBRE
COBRE e suas ligas
CICLO INDUSTRIAL DO COBRE
COBRE e suas ligas
INDÚSTRIAS DE TRANSFORMAÇÃO
Processos utilizados: laminação extrusão forjagem fundição metalurgia do pó
COBRE e suas ligas
APLICAÇÕES
Barras e laminados: Vantagens:
resistência a corrosão resistência elástica a compressão soldabilidade bom condutor de calor os latões são trabalháveis a frio (emprego onde há
transformações mecânicas de compressão e expansão) suas ligas também são trabalháveis a quente
COBRE e suas ligas
APLICAÇÕES Tubos e conexões:
Vantagens: durabilidade propriedade bactericida rapidez de instalação versatilidade ecológico aspecto visual resistência mecânica resistência a corrosão impermeabilidade resistência ao calor, fogo, pressão e ao tempo relação custo x benefício
COBRE e suas ligas
APLICAÇÕES
Condução de energia: cobre recozido: padrão de condutibilidade (100%) compatível com conexões, soldas (flexibilidade,
resistência mecânica e a corrosão) combina resistência e ductibilidade facilidade de instalação relação custo x benefício
COBRE e suas ligas
APLICAÇÕES
Outras utilizações: Arquitetura: coberturas, peças ornamentais, esculturas, estátuas,
portas, janelas, calhas Agropecuária (como sulfato de cobre): controle de fungos, correção de
solos, estimulante de crescimento de animais (porcos e galinhas) Indústria naval Indústria química: reagentes, equipamentos (trocadores de calor,
aquecedores, evaporadores, colunas de destilação): tequila, whisky, cerveja, álcool, perfumes, óleos essenciais, concentração de açúcar, leite, café, etc.
COBRE e suas ligas
LIGAS DE COBRE
COBRE e suas ligas
LIGAS DE COBRE
Latão: cobre + zinco zinco: 5% - 45% uso: moedas, medalhas, bijuterias, radiadores de
automóveis, ferragens, componentes estampados e conformados, etc.
o zinco confere maior ductibilidade, porém aparece uma nova fase mais frágil que torna o latão menos trabalhável
adição de estanho ou alumínio aumenta resistência a corrosão por água do mar
COBRE e suas ligas
LIGAS DE COBRE
Bronze: cobre + estanho estanho: até 20% uso: tubos flexíveis, torneiras, varetas de
soldagem, válvulas, buchas, engrenagens, etc. o estanho confere uma maior resistência
mecânica ao material
COBRE e suas ligas
LIGAS DE COBRE
Metal monel (cuproníquel): cobre + níquel níquel: 10% - 30% uso: cultivos marinhos, moedas, bijuterias,
armações de lentes, etc. o níquel confere a liga uma resistência mecânica
elevada e boa resistência a corrosão adição de 3% - 4% de silício melhora as
propriedades de endurecimento por envelhecimento
COBRE e suas ligas
LIGAS DE COBRE
Cobre Alumínio alumínio: mais de 10% uso: peças para embarcações, trocadores de
calor, evaporadores, soluções ácidas ou salinas
COBRE e suas ligas
LIGAS DE COBRE
Alpacas: Cu + Ni + Zn cobre: 45% - 70% níquel: 10% - 18% uso: chaves, equipamentos de telecomunicações, decoração,
relojoaria, componentes de aparelhos óticos e fotográficos, etc. são facilmente confundidas com a prata devido a sua coloração
COBRE e suas ligas
ESTATÍSTICAS BRASILEIRAS
Ano 1997 1998 1999
Faturamento (US$ Milhões) 3100 3002 2636
Indicadores Macro da Indústria do Cobre
Capacidade instalada 1997 1998 1999
Produção de cobre refinado (kton) 176 177 177
Nº de empregos diretos 26.598 21.443 19.556
COBRE e suas ligas
Produção e consumo:
ESTATÍSTICAS BRASILEIRAS
COBRE e suas ligas
ESTATÍSTICAS BRASILEIRAS
COBRE e suas ligas
ESTATÍSTICAS BRASILEIRAS
COBRE e suas ligas
ESTATÍSTICAS BRASILEIRAS
COBRE e suas ligas
Produção e consumo:
ESTATÍSTICAS MUNDIAIS
COBRE e suas ligas
ESTATÍSTICAS MUNDIAIS
1996 1997 1998
EUA 2341 2452 2444
CHILE 1748 2116 2335
JAPÃO 1251 1279 1271
CHINA 1119 1179 1199
ALEMANHA 671 674 696
CANADÁ 559 563 564
RÚSSIA 570 610 541
POLÔNIA 425 441 447
PERÚ 338 384 399
ZÂMBIA 334 338 241
OUTROS 3334 3533 3694
TOTAL 12690 13570 13831
PRODUÇÃO DE COBRE REFINADO (kton)
COBRE e suas ligas
ESTATÍSTICAS MUNDIAIS
1996 1997 1998
CHILE 3116 3392 3691
EUA 1953 1977 1998
CANADÁ 688 659 705
RÚSSIA 523 526 504
INDONÉSIA 526 548 781
PERÚ 484 503 481
CHINA 439 495 457
POLÔNIA 422 415 427
AUSTRÁLIA 547 560 594
MÉXICO 341 393 403
OUTROS 2069 2095 2168
TOTAL 11109 11564 12109
PRODUÇÃO DE CONCENTRADO DE COBRE (kton)
COBRE e suas ligas
ESTATÍSTICAS MUNDIAIS
1996 1997 1998
EUA 2613 2790 2934
CHINA 1293 1285 1350
JAPÃO 1481 1441 1269
ALEMANHA 960 1040 1200
ITÁLIA 503 521 588
TAIWAN 545 588 586
FRANÇA 518 558 555
CORÉIA DO SUL 579 624 547
REINO UNIDO 397 409 402
BÉLGICA 359 364 390
OUTROS 3302 3465 3575
TOTAL 12550 13084 13394
CONSUMO DE COBRE REFINADO (kton)
COBRE e suas ligas
EXEMPLOS DE APLICAÇÕES
COBRE e suas ligas
Do nome em latim “cuprum” da Ilha de Chipre. Traduções:
Alemão: kupfer Inglês: copper Espanhol: cobre Francês: cuivre Italiano: rame
ORIGEM DO NOME COBRE
COBRE e suas ligas
www.procobrebrasil.org
www.merck.com.br
www.arq.ufsc.br
BIBLIOGRAFIA