La mayoría de las personas están familiarizadas con los términos metal y no metal. Sin embargo, pocos conocen los materiales que se encuentran entre los dos tipos principales: los metaloides. Los usos de los metaloides son aún más desconocidos.
Los metaloides son materiales intermedios con una gran variedad de propiedades que impulsan diversos aspectos cruciales de la economía mundial. El boro, el antimonio, el arsénico y el germanio demuestran que un material no tiene que ser un metal o no metal absoluto para ser útil.
Los agentes biológicos, la electrónica, los semiconductores y los vidrios son solo algunos de los usos populares de estos materiales intermedios. Conocer su clasificación, sus propiedades, usos y capacidades de procesamiento puede ayudar a las empresas a elegir el metaloide y el socio de fabricación de metaloides adecuado.
En linea con esto, Boda Ofrece esta cobertura de los fascinantes elementos químicos. Para nosotros, los metaloides son interesantes, sí, pero no nuevos. Nuestros servicios de mecanizado por electroerosión incluyen estos materiales, aunque con ajustes técnicos.
Continúe leyendo para obtener más información sobre los usos de los metaloides.
Para empezar, ¿qué son los metaloides?
Según la definición científica de metaloide, este es cualquier elemento que exhibe propiedades químicas y físicas tanto de metales como de no metales. Un metaloide también se conoce como no metal. Con una combinación de propiedades, los metaloides tienden a ser muy versátiles.
Boda aprovecha con frecuencia las diversas capacidades de los materiales a través de técnicas avanzadas como el mecanizado por descarga eléctrica (EDM) para construir piezas para productos electrónicos, semiconductores y muchos otros.
Si bien los metaloides generalmente no se encuentran entre los materiales adecuados para el proceso EDMHay excepciones, especialmente cuando los metaloides no son puros.
Curiosamente, los metaloides son muy escasos, menos de 10 para ser precisos. El silicio es el más destacado, pero existen otros como el arsénico y el boro.
Aspectos históricos de algunos metaloides
Los metaloides tienen una larga historia, y cada elemento tiene un origen o una ruta de descubrimiento únicos. Por ejemplo, el germanio está relacionado con las obras del alemán Clemens Winkler. Descubrió el elemento en 1886 y lo bautizó con el nombre de su país natal.
El boro tiene una conexión árabe, especialmente en relación con la palabra «fundente». Antiguamente, ya se utilizaba en cerámica y como agente de limpieza.
metaloide de boro
Otro metaloide notable es el silicio, utilizado por los humanos ya en el año 3000 a. C. La industria del vidrio y la cerámica prosperó en aquel entonces gracias al sílice. Sin embargo, no fue hasta el descubrimiento de la forma pura por Jöns Jacob Berzelius que se amplió el conocimiento de sus características y aplicaciones.
Silicio puro en bruto
Aquí está la singularidad de los metaloides
Los metaloides son únicos en su apariencia y propiedades. Su apariencia metálica puede ser engañosa, ya que, químicamente, estos materiales se comportan como no metales.
La combinación de metaloides con metales permite obtener aleaciones útiles en algunas industrias esenciales. La propiedad específica de un semimetal puede determinar el proceso de fabricación a utilizar, por lo que... Diferencias clave entre las técnicas de electroerosión por hilo y por penetración vale la pena destacar
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¿Cuáles son las propiedades de los metaloides?
Como ya hemos mencionado, observar un metaloide sugiere que se trata de un metal. Sin embargo, un análisis químico o una prueba revelan un comportamiento no metálico. Es seguro que no encontrará estos elementos en aplicaciones donde las propiedades mecánicas de los metaloides sean clave.
Tenga en cuenta que el comportamiento de estos elementos depende de los elementos con los que reaccionan. Los metaloides podrían comportarse como metales en ciertas situaciones.
Entonces, ¿qué son los metaloides en términos de posicionamiento en la tabla periódica, propiedades químicas y propiedades físicas de los metaloides?
Posición de los metaloides en la tabla periódica
La tabla periódica ayuda a clasificar los elementos de muchas maneras. Una de las clasificaciones más populares para orientar su uso es la de metales, no metales y metaloides.
Podemos usar como referencia la línea escalonada que va del polonio (Po) al boro (B). Los elementos a la derecha de esa línea pueden clasificarse como no metales, mientras que los de la izquierda son metales.
La tabla periódica de los elementos
Los elementos en este límite son semimetales o metaloides. Entre ellos se encuentran el boro (B), el silicio (Si), el germanio (Ge) y el arsénico (As). Otros elementos son el antimonio (Sb), el telurio (Te) y el astato (At).
¿Cuáles son las propiedades físicas de los metaloides?
Las propiedades físicas de los metaloides suelen ser una combinación de las de metales y no metales. Estos materiales suelen ser frágiles y presentan un aspecto brillante a temperatura ambiente.
Sus puntos de ebullición y fusión suelen ser intermedios entre los de los metales y los no metales. Un buen ejemplo es el punto de fusión del boro (2079 °C), que supera al de los no metales, pero es inferior al de los metales.
Si bien algunos metaloides tienen propiedades semiconductoras, estos elementos generalmente son malos conductores eléctricos. Estos materiales pueden utilizarse como aislantes o conductores, dependiendo de factores como la temperatura y el nivel de impurezas.
En cuanto a la conductividad térmica, los metaloides presentan un mejor rendimiento que los no metales, pero no al nivel de estos. Sin embargo, esta propiedad varía, por lo que un fabricante de productos termoeléctricos debe tenerla en cuenta.
Otras propiedades físicas de los metaloides incluyen fragilidad intermedia, densidades y dureza. Tenga en cuenta estas propiedades al consultar la guía sobre... Pros y contras de EDM: una perspectiva equilibrada.
Las propiedades químicas de los metaloides
Cuando los metaloides experimentan cambios químicos, surgen varios aspectos interesantes. El comportamiento químico de estos elementos es en gran medida similar al de los no metales. Son conocidos por sus reacciones con no metales para formar compuestos.
También pueden reaccionar con metales para formar aleaciones, algunas de las cuales tienen aplicaciones industriales cruciales.
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Diferentes metaloides y sus aplicaciones
Las propiedades químicas y físicas de los metaloides mencionadas anteriormente son útiles en aplicaciones industriales. Boda domina el procesamiento de diversos metaloides para su uso en diversas industrias.
A medida que describimos algunos metaloides comunes y sus aplicaciones, considere nuestra gama de servicios de mecanizado por electroerosión. Si un metaloide cumple con los requisitos en cuanto a sus propiedades materiales y conductividad eléctrica, puede confiar en nosotros para que sea útil mediante un mecanizado de calidad.
Veamos una descripción general de las aplicaciones de los semimetales más populares:
Silicio para semiconductores
El silicio es ampliamente reconocido por sus propiedades semiconductoras. Este metaloide posee una estructura atómica de soporte, concretamente una disposición tetravalente. La red cristalina cúbica de diamante del material es igualmente importante.
La estructura cristalina del silicio puro
El silicio es útil en circuitos integrados (CI), transistores, sensores y otros dispositivos electrónicos. Existen muchas otras aplicaciones del metaloide que lo justifican. Comprensión de la perforación EDM para agujeros de precisión en relación con los procesos de fabricación involucrados.
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Boro en aplicaciones aeroespaciales
La capacidad de dopaje del boro es la base de su amplia aplicación en la crucial industria aeroespacial. Este elemento crea fácilmente boruros con aluminio, cobre y titanio, ideales para la fabricación aeroespacial.
La combinación de boro y carbono forma una cerámica resistente llamada carburo de boro (B₄C), ideal para la industria aeroespacial, ya que su punto de fusión supera los 5600 grados Celsius. Este material se utiliza en cabinas y asientos de tripulación.
Asientos de avión
Lea esta guía de Dominando las técnicas de electroerosión por inmersión para descubrir cómo se puede utilizar el proceso para generar piezas para las industrias relevantes.
Telurio para aleaciones de acero
Este semimetal natural, plateado y frágil, es más raro que el oro, pero se puede encontrar en yacimientos de cobre. Tiene la propiedad única de no reaccionar con el agua ni el aire.
Tellerium
Una aplicación popular es en aleaciones de acero, principalmente para mejorar la maquinabilidad. Aproximadamente el 50% de la aplicación del metaloide se encuentra en esta área. Nuestro Guía de mecanizado EDM para piezas complejas da una idea de lo que se puede lograr con este producto, incluso con piezas complejas.
Germanio en paneles solares
El auge de la tecnología de paneles solares ha puesto de relieve la importancia de este frágil metaloide. Sus células solares multiunión ofrecen un mejor rendimiento que las de silicio. Esto explica por qué la NASA prefiere este metaloide para las células solares en las estaciones espaciales.
Paneles solares en la estación espacial
Otros usos comunes de los metaloides
A continuación se presentan otros usos notables de los semimetales que podrían aplicarse a su negocio:
- Silicio en paneles solares
- Boro para la absorción de neutrones en reactores nucleares
- Arsénico en pesticidas agrícolas
- El antimonio como retardante de llama en las industrias electrónica y textil
- Tellerium en componentes eléctricos por su conductividad eléctrica
Fabricación de metaloides mediante mecanizado por electroerosión (EDM)
Cuando se trata de usar metaloides, hay más que simplemente identificar el mejor CNC con el medio ambienteEl mecanizado EDM es un servicio popular en Boda y funciona para metaloides, junto con metales y no metales.
Método EDM
Si un semimetal posee suficiente conductividad eléctrica, se puede aplicar la electroerosión. La fragilidad de estos materiales supone un reto para los procesos de mecanizado convencionales. La electroerosión es un proceso de mecanizado sin contacto, por lo que funciona de maravilla con los metaloides adecuados.
Un desafío importante sería el ritmo de mecanizado relativamente lento debido, por ejemplo, a la naturaleza semiconductora del silicio. Se están realizando investigaciones y desarrollos para mejorar la eficacia del proceso de mecanizado por electroerosión (EDM) para estos materiales únicos.
Para obtener más información sobre cómo funciona la electroerosión y cómo mejora la aplicación de metaloides en su negocio, contáctenos. contacta con nuestros expertos .
En conclusión
La etiqueta de semiconductor para metaloides indica uno de los principales usos de estos elementos, como se destaca en este artículo. Existen otros usos, como la aleación de otros materiales y la creación de células solares.
Sea cual sea la aplicación, la necesidad de una fabricación adecuada es innegable. Dada la rareza y el alto coste de algunos de estos semimetales, no debería arriesgarse con un fabricante desconocido.
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Preguntas Frecuentes
¿El aluminio es un metaloide, un metal o un no metal?
El aluminio es un metal.
¿Qué metaloide se utiliza para fabricar chips de ordenador es?
El metaloide que se utiliza para fabricar chips de ordenador es el silicio.
¿El metaloide es un semiconductor?
Sí, muchos de los metaloides son semiconductores.
¿Dónde se encuentran los metaloides?
En la tabla periódica, los metaloides están en el bloque p, una línea distintiva que delimita los metales y los no metales.
¿Cuáles son los principales usos de los metaloides?
Los principales usos de los metaloides son aleaciones, retardantes de llama y semiconductores.
¿Cuál es el metaloide más utilizado?
El silicio es el metaloide más utilizado.
¿Cuál es el elemento más raro que se encuentra en la naturaleza?
El astato es el elemento natural más raro.