Corrosão e escolha de materiais: ligas, polímeros e compósitos
Introduzido| English | Significado |
|---|---|
| corrosion/kəˈrəʊʒn/ | corrosão |
| alloy/ˈælɔɪ/ | liga metálica |
| composite/ˈkɒmpəzɪt/ | material composto |
| sacrificial protection/ˌsækrɪˈfɪʃl prəˈtekʃn/ | proteção sacrificial |
| carat | quilate |
| thermosoftening polymer | polímero termoplástico |
| thermosetting polymer/ˈθɜːməsɪtɪŋ ˈpɒlɪmə/ | polímero termofixo |
| matrix/ˈmeɪtrɪks/ | matriz |
| reinforcement/ˌriːɪnˈfɔːsmənt/ | reforço |
Por que dois revestimentos falham de maneira diferente?
- Tinta e zinco podem separar o ferro do ambiente. Após um arranhão, a proteção difere porque o zinco reage no lugar do ferro.
- Esta lição cobre Materiais de Química Separada: corrosão, ligas, cerâmicas, polímeros e compósitos. Escolha um material pelas propriedades necessárias para sua função, usando os dados fornecidos.
Teste o que ferrugem precisa
- Corrosão é destruição por reações químicas com o ambiente. O ferro enferruja quando água e oxigênio estão disponíveis. Compare pregos equivalentes no mesmo tempo e temperatura.
- Ar úmido fornece ambos; ar seco com agente dessecante remove água; água fervida sob óleo limita o oxigênio. Mantenha o último prego totalmente submerso. Os controles distinguem duas condições necessárias em vez de provar uma regra com apenas um prego enferrujado.
Compare barreiras com proteção sacrificial
- Tinta, graxa e galvanização adequada formam barreiras. Um arranhão expõe o ferro à água e ao oxigênio. A galvanização com zinco também oferece proteção sacrificial porque o zinco é mais reativo que o ferro e oxida preferencialmente.
- Ferro exposto próximo pode permanecer protegido enquanto houver contato e suprimento adequados de zinco. Um revestimento menos reativo não pode oferecer o mesmo sacrifício. A camada aderente de óxido de alumínio protege sua superfície; isso não significa que o alumínio nunca reaja.
Por que o zinco protege ferro próximo em um arranhão?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
O zinco fornece proteção sacrificial porque é mais reativo que o ferro, enquanto contato adequado e suprimento de zinco permanecem. Revestimentos menos reativos fornecem apenas proteção de barreira relevante.
Combine cada liga com seu propósito
- Bronze contém cobre e estanho; latão contém cobre e zinco. Joias de ouro podem conter prata, cobre ou zinco para melhorar dureza e resistência ao desgaste. Diferentes tamanhos atômicos podem impedir o deslizamento de camadas metálicas regulares.
- Aço alto-carbono é forte/duro mas quebradiço; aço baixo-carbono é mais macio e fácil de moldar; aço inoxidável contém cromo e níquel e resiste à corrosão. Ligas de alumínio têm baixa densidade útil para aeronaves. Use dados de ligas desconhecidas em vez de assumir que toda liga é ideal para tudo.
Interprete quilates como fração de massa
- Ouro puro é 24 quilates. Dezoito quilates significam uma fração de massa de ouro $18/24=0.75$, ou $75\%$, e não dezoito por cento.
- Um anel de 12 g contém $m_{gold}=12\times18/24=9$ g de ouro e $12-9=3$ g de outros metais. Um anel independente de 8 g da mesma pureza contém 6 g de ouro; a fração permanece a mesma quando a massa total muda.
Um anel de 8 g é ouro de 18 quilates. Calcule a massa de ouro.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Massa de ouro = massa total × fração de ouro = 8 g × 18/24 = 6 g. Ouro de dezoito quilates é 75% ouro, não 18%. Os 2 restantes são outros metais.
Fabricar cerâmicas de vidro e argila
- Vidro sódico-cálcico é feito de areia, carbonato de sódio e calcário. Vidro borossilicato usa areia e trióxido de boro e tem temperatura de fusão mais alta.
- Cerâmicas de argila, como tijolos e louças, são feitas moldando argila úmida e aquecendo-a em forno. Dureza, fragilidade e resistência térmica afetam a adequação; a maior resistência sozinha não estabelece o melhor material para impacto.
Distinção entre empacotamento de polímero e reticulação
- O polietileno de baixa densidade e o de alta densidade usam o mesmo monômero eteno. Diferentes condições de produção levam a diferenças de ramificação/empacotamento: cadeias ramificadas empacotam menos densamente do que cadeias mais retas.
- Um polímero termoplástico possui cadeias separadas que podem se mover ao aquecer, pois as atrações intermoleculares são superadas. Um polímero termofixo tem ligações cruzadas covalentes formando uma rede e não derrete; aquecimento intenso pode decompor. Derreter cadeias separadas não quebra sua cadeia principal covalente.
Fundir um polímero termoplástico requer quebrar suas cadeias principais covalentes.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
O aquecimento supera as atrações intermoleculares o suficiente para que cadeias separadas se movam. Quebrar a cadeia principal covalente não é o processo de fusão. Ligações cruzadas covalentes tornam uma rede termoendurecível resistente à fusão; aquecimento intenso pode decompor-a.
Combine o termo com seu significado preciso.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Use a estrutura química, o processo ou o limite de comparação para distinguir os termos.
Escolha um compósito com limite explícito
- Um compósito tem uma matriz circundando e unindo um reforço de fibras ou fragmentos: fibras de vidro em resina, fibras de carbono em resina polimérica ou agregado em aglomerante à base de cimento. Nomeie ambos os componentes; "fibra de carbono" sozinho é incompleto.
- Candidatos fictícios têm valores de densidade/resistência A: 7.8/500, B fibra-resina: 1.6/600, C cerâmica: 2.4/650 com fragilidade, em unidades comuns fornecidas. B é promissor para uma peça leve resistente a impacto, mas testes de impacto, temperatura, custo e vida útil ainda são necessários. Não invente certeza a partir de um único número.
Conecte estrutura ou reação à propriedade, depois a propriedade ao uso. Indique uma condição ou medição ausente que limita a recomendação.
Quais duas conclusões usam corretamente as evidências do material?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
As propriedades devem corresponder ao serviço. O ramificação/cadeia/empacotamento depende das condições de produção, e o óxido protetor do alumínio é em si um produto de reação. A maior resistência sozinha não estabelece o comportamento de impacto.
Como se chama o aglutinante circundante em um compósito reforçado com fibra?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
A matriz circunda e une o reforço. Para fibra de vidro/resina, a resina é a matriz e as fibras de vidro são o reforço.