A maioria das pessoas está familiarizada com os termos metal e não metal. No entanto, poucos estão familiarizados com materiais que se situam entre os dois principais tipos de materiais — os metaloides. Os usos dos metaloides são ainda mais desconhecidos.
Metaloides são materiais intermediários, apresentando uma miríade de propriedades que impulsionam diversos aspectos cruciais da economia mundial. Boro, antimônio, arsênio e germânio são a prova de que um material não precisa ser um metal ou não metal absoluto para ser útil.
Agentes biológicos, eletrônicos, semicondutores e vidros são apenas alguns dos usos populares desses materiais intermediários. O conhecimento de como esses materiais são categorizados, suas propriedades e usos, e suas capacidades de processamento, pode ajudar as empresas a escolher o metaloide certo e o parceiro certo para a fabricação de metaloides.
Alinhado com isto, Boda oferece esta cobertura dos fascinantes elementos químicos. Para nós, os metaloides são interessantes, sim, mas não são novidade. Nossos serviços de usinagem por eletroerosão envolvem esses materiais, embora com ajustes técnicos.
Continue lendo para obter mais informações sobre os usos dos metaloides.
Para começar, o que são metaloides?
De acordo com a definição científica de metaloide, este é qualquer elemento que apresente propriedades químicas e físicas tanto de metais quanto de não metais. Outro nome para um metaloide é não metal. Com uma combinação de propriedades, os metaloides tendem a ser muito versáteis.
A Boda frequentemente explora as diversas capacidades dos materiais por meio de técnicas avançadas, como usinagem por descarga elétrica (EDM), para construir peças para eletrônicos, semicondutores e muitos outros.
Embora os metalóides geralmente não sejam alguns dos materiais adequados para processo de eletroerosão, há exceções, especialmente quando os metaloides não são puros.
Curiosamente, os metaloides são muito poucos, menos de 10 para ser exato. O silício é o mais proeminente, mas existem outros como o arsênio e o boro.
Aspectos históricos de alguns metaloides
Os metaloides têm uma longa história, com cada elemento tendo uma origem ou caminho de descoberta único. Por exemplo, o germânio está relacionado aos trabalhos do alemão Clemens Winkler. Ele descobriu o elemento em 1886 e o batizou com o nome de seu país natal.
O boro tem uma ligação com o árabe, particularmente em relação à palavra "Flux". Antigamente, o elemento já era usado em cerâmica e como agente de limpeza.
Metalóide de boro
Outro metaloide notável é o silício, utilizado por humanos já em 3000 a.C. A indústria do vidro e da cerâmica prosperava naquela época, já em conexão com a sílica. No entanto, foi somente com a descoberta da forma pura por Jöns Jacob Berzelius que o conhecimento sobre suas características e aplicações se expandiu.
Silício bruto puro
Aqui está a singularidade dos metaloides
Os metaloides são únicos em sua aparência e capacidades. A aparência metálica pode enganar, pois, quimicamente, esses materiais se comportam como não metais.
A combinação de metaloides com metais pode produzir ligas, úteis em algumas indústrias essenciais. A propriedade específica de um semimetal pode determinar qual processo de fabricação utilizar, portanto, principais diferenças entre as técnicas de eletroerosão por fio e por penetração vale a pena notar
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Quais são as propriedades dos metaloides?
Como mencionamos, a observação de um metaloide sugere um metal. No entanto, uma análise ou teste químico revela comportamento não metálico. Você pode ter certeza de que não encontrará esses elementos em aplicações onde as propriedades mecânicas do metaloide são essenciais.
Observe que o comportamento desses elementos depende dos elementos reagentes. Os metaloides ainda podem se comportar como metais em determinadas situações.
Então, o que são metaloides em termos de posicionamento na tabela periódica, propriedades químicas e propriedades físicas?
Posição dos metaloides na tabela periódica
A tabela periódica ajuda a classificar os elementos de diversas maneiras. Uma das classificações populares para orientação de uso é metais, não metais e metaloides.
Podemos usar a demarcação em degraus que vai do Polônio (Po) ao Boro (B) como referência. Os elementos à direita dessa linha podem ser classificados como não metais, enquanto os da esquerda são metais.
A tabela periódica dos elementos
Os elementos nesta fronteira são semimetais ou metaloides. Eles incluem Boro (B), Silício (Si), Germânio (Ge) e Arsênio (As). Outros são Antimônio (Sb), Telúrio (Te) e Astatine (At).
Quais são as propriedades físicas dos metaloides?
As propriedades físicas dos metaloides são tipicamente uma mistura das propriedades dos metais e dos não metais. Esses materiais são normalmente quebradiços e apresentam uma aparência brilhante à temperatura ambiente.
Seus pontos de ebulição e fusão são geralmente intermediários entre os dos metais e dos não metais. Um bom exemplo é o ponto de fusão do boro (2079 °C), que excede os dos não metais, mas é inferior ao dos metais.
Embora alguns metaloides tenham propriedades semicondutoras, esses elementos geralmente são maus condutores elétricos. Os materiais podem ser usados como isolantes ou condutores, dependendo de fatores como temperatura e nível de impurezas.
Em termos de condutividade térmica, os metaloides apresentam melhor desempenho do que os não metais, mas não ao nível dos metais. Essa propriedade varia, portanto, um fabricante de produtos termoelétricos deve levar isso em consideração.
Outras propriedades físicas dos metaloides incluem fragilidade intermediária, densidades e dureza. Considere essas propriedades ao consultar o guia sobre o assunto. Prós e Contras do EDM: Uma Perspectiva Equilibrada.
As propriedades químicas dos metaloides
Quando os metaloides sofrem transformações químicas, surgem vários aspectos interessantes. O comportamento químico desses elementos é, em grande parte, semelhante ao dos não metais. Eles são conhecidos por suas reações com não metais para formar compostos.
Eles também podem reagir com metais para formar ligas, algumas das quais têm aplicações industriais cruciais.
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Diferentes Metaloides e Suas Aplicações
As propriedades químicas e físicas dos metaloides destacados acima são úteis em aplicações industriais. A Boda domina o processamento de diversos metaloides para uso em diferentes indústrias.
Ao descrevermos alguns metaloides comuns e suas aplicações, considere conferir nossa gama de serviços de usinagem por eletroerosão. Desde que um metaloide se qualifique em termos de suas propriedades materiais e condutividade elétrica, você pode contar conosco para torná-lo útil por meio de usinagem de qualidade.
Vejamos uma visão geral das aplicações de semimetais populares:
Silício para semicondutores
O silício é amplamente reconhecido por suas capacidades semicondutoras. O metaloide possui uma estrutura atômica de suporte, especificamente um arranjo tetravalente. A estrutura cristalina cúbica de diamante do material é igualmente importante.
A estrutura cristalina do silício puro
O silício é útil em circuitos integrados (CIs), transistores, sensores e outros dispositivos eletrônicos. Existem muitas outras aplicações do metaloide que justificam Compreendendo a perfuração por eletroerosão para furos de precisão em relação aos processos de fabricação envolvidos.
Faça parceria com a Boda para todas as suas necessidades de usinagem por eletroerosão de silício. Assim que você solicitar um orçamento, nossa equipe responderá com uma orçamento personalizado em prontidão para usinagem de peças.
Boro em aplicações aeroespaciais
A capacidade de dopagem do boro é a base da ampla aplicação deste metaloide na indústria aeroespacial, que é crucial. Este elemento cria facilmente boretos com alumínio, cobre e titânio, que são perfeitos para a fabricação aeroespacial.
A combinação de boro e carbono forma uma cerâmica resistente chamada carboneto de boro (B₄C), ideal para a indústria aeroespacial, pois seu ponto de fusão ultrapassa 5600 graus Celsius. Este material é usado em compartimentos de cabines e assentos de tripulação.
Assentos de aeronave
Leia este guia de Dominando as técnicas de EDM do Sink para descobrir como o processo pode ser usado para gerar peças para as indústrias relevantes.
Telúrio para ligas de aço
Este semimetal prateado e quebradiço, de ocorrência natural, é mais raro que o ouro, mas pode ser encontrado em jazidas de minério de cobre. Possui a propriedade única de não reagir com água ou ar.
Tellerium
Uma aplicação popular é em ligas de aço, principalmente para melhorar a usinabilidade. Aproximadamente 50% da aplicação do metaloide ocorre nessa área. Guia para usinagem por eletroerosão de peças complexas dá uma ideia do que você pode conseguir com este produto, mesmo para peças complexas.
Germânio em painéis solares
A crescente tecnologia de painéis solares trouxe à tona a importância desse metaloide frágil. Suas células solares multijunção apresentam desempenho superior ao das de silício. Isso explica por que a NASA prefere o metaloide para células solares em estações espaciais.
Painéis solares na estação espacial
Outros usos comuns de metaloides
Aqui estão outros usos notáveis de semimetais que podem ser aplicados ao seu negócio:
- Silício em painéis solares
- Boro para absorção de nêutrons em reatores nucleares
- Arsênio em pesticidas agrícolas
- Antimônio como retardante de chamas nas indústrias eletrônica e têxtil
- Telério em componentes elétricos por sua condutividade elétrica
Fabricação de Metaloides por Usinagem por Eletroerosão (EDM)
Quando se trata de usar metaloides, há mais do que apenas identificar o melhor CNC materiaisA usinagem por eletroerosão é um serviço popular na Boda e funciona para metaloides, além de metais e não metais.
Método EDM
Desde que o semimetal tenha condutividade elétrica suficiente, a eletroerosão pode ser aplicada. A fragilidade desses materiais representa um desafio para os processos de usinagem convencionais. A eletroerosão é um processo de usinagem sem contato, portanto, funciona como mágica para metaloides adequados.
Um desafio notável seria o ritmo de usinagem relativamente lento devido à natureza semicondutora do silício, por exemplo. Pesquisas e desenvolvimento estão em andamento para melhorar a eficácia do processo de usinagem por eletroerosão para esses materiais únicos.
Para saber mais sobre como a EDM funciona e melhora a aplicação de metaloides em seu negócio, entre em contato entre em contato com nossos especialistas hoje mesmo.
Conclusão
A etiqueta semicondutora para metaloides indica um dos principais usos desses elementos, conforme destacado neste artigo. Há outros usos, incluindo a formação de ligas com outros materiais e a criação de células solares.
Seja qual for a aplicação, a necessidade de uma fabricação adequada é inegável. Dada a raridade e o alto custo de alguns desses semimetais, arriscar com um fabricante desconhecido não deve ser sua aposta.
Ligue para a Boda hoje e peça o melhor serviços de usinagem EDM.
Perguntas Frequentes
O alumínio é um metaloide, metal ou não metal?
Alumínio é um metal.
O metaloide usado para fazer chips de computador é?
O metaloide usado para fazer chips de computador é o silício.
O metaloide é um semicondutor?
Sim, muitos dos metaloides são semicondutores.
Onde são encontrados metaloides?
Na tabela periódica, os metaloides estão no bloco p, uma linha distinta que demarca metais e não metais.
Quais são os principais usos dos metaloides?
Os principais usos dos metaloides são ligas, retardantes de chamas e semicondutores.
Qual é o metaloide mais comumente usado?
O silício é o metaloide mais comumente usado.
Qual é o elemento natural mais raro?
Astatine é o elemento natural mais raro.