Estudo de Caso - Desenvolvimento de Liga Metálica Leve e Resistente

Estudo de Caso Um grupo formado por pesquisadores da Universidade da Carolina do Norte e da Universidade do Qatar desenvolveram uma liga metálica que apresenta uma resistência mecânica próxima ao titânio aliada uma leveza similar à do alumínio Dessa forma os autores que ainda não criaram um nome próprio para a liga disseram que a liga possui uma resistênciapeso maior que a de qualquer outro composto feito a partir de materiais conhecidos ROCHA 2014 Para tal os pesquisadores combinaram os elementos lítio magnésio titânio alumínio e escândio para criar a substância Sendo que a liga poderia ser utilizada para muitas aplicações entretanto um fator limitante é o elevado custo do elemento escândio que está presente em uma grande quantidade 20p na liga sendo que um dos próximos passos segundo o coordenador do estudo é a substituição do escândio por um outro elemento Dessa forma como os pesquisadores obtiveram tais propriedades a partir da adição de elementos de liga e quais as características que um novo elemento deve ter para que este com um menor custo possa substituir o escândio sem que altere significativamente as propriedades mecânicas da liga REFERÊNCIA ROCHA L Cientistas criam liga metálica leve como o alumínio e forte como o titânio 2014 Disponível em httpswwwtecmundocombrciencia69418cientistascriamligametalicalevealuminioforteotitaniohtm Acesso em 25 jul 2019 Para selecionar um elemento substituto ao escândio Sc na liga produzida deve ser levar em consideração principalmente as propriedades mecânicas físicas e térmicas de tal modo a serem semelhantes ao elemento que será substituído Também deve ser considerado um elemento de menor custo Para o Sc temos as seguintes propriedades Raio iônico 0732 Å Densidade 300 gcm³ Resistência à tração 255 Mpa Tensão de escoamento 173 Mpa Dureza 36 132 Vickers a depender da direção dos planos em que se foi realizado o teste Módulo volumétrico 566 GPa Coeficiente de Poisson 0279 Módulo de cisalhamento 291 GPa Ponto de fusão 1539 C Preço US 100000150000 Kg Para a seleção do elemento substituto o mais viável é procurar por elementos do mesmo grupo na tabela periódica pois em geral esses apresentam propriedades semelhantes entre si Um fator a se destacar é um elemento com densidade próxima do Sc de tal maneira a manter o peso da liga menor Visando todas as propriedades listadas acima o elemento que melhor se encaixou como possível substituo é o Ítrio Y Suas propriedades são Raio iônico 0893 Å Densidade 447 gcm³ Resistência à tração 150 Mpa Tensão de escoamento 67 Mpa Dureza 40 Vickers Módulo volumétrico 412 GPa Coeficiente de Poisson 0243 Módulo de cisalhamento 256 GPa Ponto de fusão 1531 C Preço US 1000035000 Kg