CobreCobrePropriedades e Aplicações

Universidade SalvadorDEAR – Departamento de Engenharia e Arquitetura

Coordenação de Engenharia Elétrica

Salvador/2010

IntroduçãoIntrodução

Histórico

◦Primeiro metal a ser usado pelo homem

◦descoberto há mais de 10.000 anos!

◦usado em armas, utensílios e decoração

IntroduçãoIntroduçãoÉ encontrado sob forma dos minerais:

◦CuFeS2 (Calcopirita);

◦Cu2S (Calcocita);

◦Cu3FeS3 (Bornita);

◦Cu2O e; (Cuprita)

◦CuCO3 ∙ Cu(OH)2 (Azurita)

IntroduçãoIntrodução

Obtenção

◦Processo seco

◦Por via úmida

2Cu2S + 3O2 → 2Cu2O + 2SO2 (I)

2Cu2O + Cu2S → 6Cu + SO2 (II)

IntroduçãoIntrodução

Purificação

◦Influência de impurezas

na condução

◦Processo de eletrólise

Estrutura AtômicaEstrutura Atômica

Número atômico (Z): 29

Configuração eletrônica

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10

Nuvem eletrônica

Ligação metálica

Isótopos

IsótoposIsótopos

Estrutura CristalinaEstrutura CristalinaCúbica de face centrada

Propriedades dos Propriedades dos materiaismateriaisMecânica

Térmica

Óptica

Elétrica

Magnética

Detereorativa

Propriedade MecânicaPropriedade MecânicaCobre encruado ou duro:

◦Elevada dureza e resistência à tração

- Aplicações: Redes elétricas aéreas, peças de contato, fios telefônicos, etc.

Cobre recozido ou mole:◦Baixa dureza e resistência à tração

- Aplicações: Cabos isolados, barramentos e enrolamentos, etc.

Propriedade TérmicaPropriedade TérmicaCondutividade térmica a 27 ºC

◦398 W/m· K

Temperatura de fusão◦ 1083 ºC

Coeficiente de dilatação longitudinal◦ 1,65mm/m para cada 100 ºC

Propriedade ÓpticaPropriedade Óptica

Assim como todos os metais o cobre é brilhante;

Apresenta coloração avermelhada

Isotrópico

Propriedade ElétricaPropriedade ElétricaBaixa resistividade (alta

condutividade)◦R = ρ L/A

Coeficiente de temperatura positivo (PTC)

Grande quantidade de portadores de cargas (elétrons livres)

Propriedade MagnéticaPropriedade Magnética

Não magnético

◦Diamagnético

Propriedade DetereorativaPropriedade DetereorativaResistente à corrosão;

Resistente a ação de água, fumaças, sulfatos, carbonatos;

Reação com o Oxigênio, Ácidos, Sais e Amoniacos.

O Cobre para Projetos O Cobre para Projetos ElétricosElétricosCondutividade elétrica

Resistência mecânica

Flexibilidade

Resistência à corrosão

Custo x Benefício

Importância Econômica e Importância Econômica e SustentávelSustentávelConservação de recursos;

Redução de resíduos;

Diminuição dos efeitos sobre

mudanças climáticas;

Reciclagem;

Aumento do ciclo de vida de vários

produtos;

Aplicações Gerais do Aplicações Gerais do CobreCobre

Algumas ligas metálicasAlgumas ligas metálicas

Aplicações geraisAplicações gerais

Aplicações do Cobre na Aplicações do Cobre na EngenhariaEngenharia

Aplicações do CobreAplicações do CobreGeradorestransformadoresmotoresfios e cabos;hastes;placas;conectores;etc.

AplicaçõesAplicações

AplicaçõesAplicações

AplicaçõesAplicações

ReferênciasReferênciasSCHMIDT, Walfredo. Materiais Elétricos:

Condutores e Semicondutores. Vol. 1. Segunda Edição. Editora Edgard Blucher LTDA. São Paulo – SP.

Callister Jr., William D. Ciência e Engenharia de Materiais - Uma Introdução. 7ª Ed. Editora LTC. São Paulo – SP.

http://www.mspc.eng.br/quim1/quim1_029.shtml