Coeficiente de expansão térmica: Metais, ligas e materiais comuns
Figura 1. Tabela periódica [1]
Coeficiente de expansão térmica de metais e ligas
|
Metal |
Expansão térmica |
|
Latão do Almirantado |
11.2 |
|
3 |
|
|
13.1 |
|
|
Bronze de alumínio |
9.0 |
|
Antimônio |
5 |
|
Bário |
11.4 |
|
6.7 |
|
|
Berílio Cobre |
9.3 |
|
7.2 |
|
|
Latão |
10.4 |
|
Bronze |
10 |
|
Cálcio |
12.4 |
|
Ferro fundido, cinza |
5.8 |
|
Aço fundido, 3% C |
7.0 |
|
2.9 |
|
|
3.3 |
|
|
6.7 |
|
|
9.8 |
|
|
Liga à base de cobre - Bronze de manganês |
11.8 |
|
Liga à base de cobre - níquel-prata |
9.0 |
|
Cuproníquel |
9.0 |
|
6.8 |
|
|
19.4 |
|
|
5 |
|
|
Germânio |
3.4 |
|
7.9 |
|
|
3.3 |
|
|
Hastelloy C |
5.3 |
|
6.4 |
|
|
8.0 |
|
|
18.3 |
|
|
Invar |
0.67 |
|
3.3 |
|
|
Ferro, nodular perlítico |
6.5 |
|
Ferro puro |
6.8 |
|
15.1 |
|
|
15.6 |
|
|
14 |
|
|
12 |
|
|
Bronze com manganês |
11.8 |
|
Aço doce |
5.9 |
|
3.0 |
|
|
Monel |
7.8 |
|
5.3 |
|
|
7.2 |
|
|
Níquel forjado |
7.4 |
|
3.9 |
|
|
Latão vermelho |
10.4 |
|
Ósmio |
2.8 |
|
5 |
|
|
Plutônio |
19.84 |
|
Potássio |
46 |
|
4.4 |
|
|
21 |
|
|
11 |
|
|
39 |
|
|
Aço inoxidável |
9.4 |
|
3.6 |
|
|
Tório |
6.7 |
|
5.7 |
|
|
12.8 |
|
|
4.8 |
|
|
2.5 |
|
|
Urânio |
7.4 |
|
4.4 |
|
|
14.6 |
|
|
19 |
|
|
3.2 |
Coeficiente de expansão térmica de materiais comuns
|
Produto |
Temperatura Expansão |
|
Termoplástico ABS (acrilonitrila butadieno estireno) |
72 - 108 |
|
ABS reforçado com fibra de vidro |
31 |
|
Acetal - reforçado com fibra de vidro |
39 |
|
Acetais |
85 - 110 |
|
Acrílico |
68 - 75 |
|
Âmbar |
50 - 60 |
|
Arsênico |
4.7 |
|
Baquelite, branqueada |
22 |
|
Ferrita de bário |
10 |
|
Benzociclobuteno |
42 |
|
Latão |
18 - 19 |
|
Alvenaria de tijolos |
5 |
|
Bronze |
17.5 - 18 |
|
Caoutchouc |
66 - 69 |
|
Ferro fundido cinza |
10.8 |
|
Celuloide |
100 |
|
Acetato de celulose (CA) |
130 |
|
Butinato de acetato de celulose (CAB) |
96 - 171 |
|
Nitrato de celulose (CN) |
80 - 120 |
|
Cloreto de polivinila clorado (CPVC) |
63 - 66 |
|
Cromo |
6 - 7 |
|
Estrutura de telha de argila |
5.9 |
|
Concreto |
13 - 14 |
|
Estrutura de concreto |
9.8 |
|
Ebonite |
70 |
|
Epóxi - reforçado com fibra de vidro |
36 |
|
Epóxi, resinas e compostos fundidos, não preenchidos |
45 - 65 |
|
Acrilato de etileno e etila (EEA) |
205 |
|
Acetato de etileno e vinila (EVA) |
180 |
|
Fluoroetileno propileno (FEP) |
135 |
|
Espatoflúor, CaF2 |
19.5 |
|
Vidro, duro |
5.9 |
|
Vidro laminado |
9.0 |
|
Vidro, pirex |
4.0 |
|
Granito |
7.9 - 8.4 |
|
Grafite, puro (carbono) |
4 -8 |
|
Gunmetal |
18 |
|
Gelo, água a 0oC |
51 |
|
Inconel |
11.5 - 12.6 |
|
Calcário |
8 |
|
Macor |
9.3 |
|
Mármore |
5.5 - 14.1 |
|
Alvenaria, tijolo |
4.7 - 9.0 |
|
Mica |
3 |
|
Metal Monel |
13.5 |
|
Argamassa |
7.3 - 13.5 |
|
Nylon, uso geral |
50 - 90 |
|
Náilon, reforçado com fibra de vidro |
23 |
|
Bronze fosforoso |
16.7 |
|
Gesso |
17 |
|
Plástico |
40 - 120 |
|
Policarbonato - reforçado com fibra de vidro |
21.5 |
|
Poliéster |
124 |
|
Poliéster - reforçado com fibra de vidro |
25 |
|
Polietileno (PE) |
108 - 200 |
|
Polietileno (PE) - alto peso molecular |
108 |
|
Politereftalato de etileno (PET) |
59.4 |
|
Polipropileno (PP), sem enchimento |
72 - 90 |
|
Polipropileno reforçado com fibra de vidro |
32 |
|
Politetrafluoretileno (PTFE) |
112 - 135 |
|
Cloreto de polivinila (PVC) |
54 - 110 |
|
Porcelana, industrial |
4 |
|
Quartzo, fundido |
0.55 |
|
Quartzo, mineral |
8 - 14 |
|
Arenito |
11.6 |
|
Safira |
5.3 |
|
Cera |
2 - 15 |
|
Louça Wedgwood |
8.9 |
|
Madeira, transversal (perpendicular) à fibra |
30 |
|
Madeira, abeto |
3.7 |
|
Madeira, paralela à fibra |
3 |
|
Madeira, pinheiro |
5 |
Observação: a maioria dos coeficientes é registrada a 25 graus Celsius (77 graus Fahrenheit).
Coeficiente de expansão térmica: Perguntas frequentes
1. O que é o coeficiente de expansão térmica?
O coeficiente de expansão térmica refere-se à taxa na qual um material se expande ou se contrai quando submetido a mudanças de temperatura. Ele quantifica a mudança no tamanho de um material em resposta a alterações na temperatura.
2. Como o coeficiente de expansão térmica é medido?
Os coeficientes de expansão térmica são comumente determinados por meio de métodos como dilatometria ou interferometria, em que o material é exposto a mudanças de temperatura controladas, permitindo a medição das alterações dimensionais subsequentes.
3. Por que o coeficiente de expansão térmica é importante?
A compreensão dos coeficientes de expansão térmica é fundamental em vários setores, especialmente na construção, engenharia e ciência dos materiais. Ele ajuda a prever como os materiais responderão às variações de temperatura, evitando danos estruturais ou falhas em aplicações expostas a flutuações de temperatura.
4. Todos os materiais se expandem ou contraem na mesma proporção?
Não, diferentes materiais apresentam coeficientes de expansão térmica variáveis. Por exemplo, os metais geralmente têm coeficientes mais altos em comparação com as cerâmicas ou os polímeros. A compreensão dessas diferenças é fundamental para a seleção de materiais para aplicações específicas.
5. Como a expansão térmica afeta as estruturas?
A expansão térmica pode causar alterações dimensionais nas estruturas, levando a tensões, deformações ou rachaduras quando os materiais se expandem ou se contraem de forma desigual devido a variações de temperatura. Esse fenômeno deve ser considerado nos projetos de arquitetura e engenharia.
6. Os coeficientes de expansão térmica podem ser controlados?
Embora seja um desafio alterar as características inerentes de expansão térmica de um material, os engenheiros e projetistas podem atenuar seus efeitos por meio de considerações de projeto, seleção de materiais e uso de materiais compostos com propriedades personalizadas.
7. A expansão térmica é sempre indesejável?
Embora a expansão térmica possa representar desafios em algumas aplicações, em outras, ela pode ser benéfica. Por exemplo, as tiras bimetálicas exploram diferentes taxas de expansão térmica para atuar como termômetros ou interruptores.
Referências:
[1] Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia (2024). Tabela Periódica de Elementos. Recuperado em 8 de janeiro de 2024 de https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/periodic-table/.
