CobrePropriedades e Aplicações

Universidade SalvadorDEAR – Departamento de Engenharia e ArquiteturaCoordenação de Engenharia Elétrica

Salvador/2010

IntroduçãoHistórico

◦Primeiro metal a ser usado pelo homem

◦descoberto há mais de 10.000 anos!

◦usado em armas, utensílios e decoração

IntroduçãoÉ encontrado sob forma dos minerais:

◦CuFeS2 (Calcopirita);

◦Cu2S (Calcocita);

◦Cu3FeS3 (Bornita);

◦Cu2O e; (Cuprita)

◦CuCO3 ∙ Cu(OH)2 (Azurita)

IntroduçãoObtenção

◦Processo seco◦Por via úmida

2Cu2S + 3O2 → 2Cu2O + 2SO2 (I)2Cu2O + Cu2S → 6Cu + SO2 (II)

Introdução

Purificação◦Influência de impurezas

na condução◦Processo de eletrólise

Estrutura AtômicaNúmero atômico (Z): 29

Configuração eletrônica

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

Nuvem eletrônica

Ligação metálica

Isótopos

Isótopos

Isótopo Abundância Natural Meia-vida Modo de

decaimentoEnergia de decaimento

Produto de decaimento

63Cu 69,17% Cu é isótopo estável com 34 nêutrons

64Cu 12 h 42 min captura eletrônica 1,675 64Ni

64Cu 12 h 42 min emissão beta 0,579 64Zn

65Cu 30,83% Cu é estável com 36 nêutrons

Estrutura CristalinaCúbica de face centrada

Propriedades dos materiaisMecânicaTérmicaÓpticaElétricaMagnéticaDetereorativa

Propriedade 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 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 Óptica

Assim como todos os metais o cobre é brilhante;

Apresenta coloração avermelhada

Isotrópico

Propriedade ElétricaBaixa resistividade (alta

condutividade)◦R = ρ L/A

Coeficiente de temperatura positivo (PTC)

Grande quantidade de portadores de cargas (elétrons livres)

Propriedade MagnéticaNão magnético

◦Diamagnético

Propriedade DetereorativaResistente à corrosão;

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

Reação com o Oxigênio, Ácidos, Sais e Amoniacos.

O Cobre para Projetos Elétricos

Condutividade elétricaResistência mecânicaFlexibilidadeResistência à corrosãoCusto x Benefício

Importância Econômica e SustentávelConservação de recursos;Redução de resíduos;Diminuição dos efeitos sobre mudanças

climáticas;Reciclagem;Aumento do ciclo de vida de vários

produtos;

Aplicações Gerais do Cobre

Algumas ligas metálicas

Aplicações gerais

Aplicações do Cobre na Engenharia

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

Aplicações

Aplicações

Aplicações

ReferênciasSCHMIDT, 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