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Fragilização por Metal Líquido (LME)

1930
  • Adolph S. Rehbinder
Cientista de materiais analisando fratura de metal devido à fragilização de metal líquido em um laboratório.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

fragilização por metal líquido é um fenômeno no qual um metal sólido normalmente dúctil sofre uma severa perda de ductilidade e falha de forma frágil quando umedecido por um material específico. metal líquido while under tensile stress. The failure is often catastrophic and rapid. The mechanism involves the liquid metal atoms adsorbing at a crack tip, which reduces the cohesive strength of the solid’s atomic bonds.

Para que a fragilização por metal líquido (LME) ocorra, várias condições devem ser atendidas: a presença de tensão de tração, contato íntimo entre os metais sólido e líquido e uma combinação metalúrgica específica. Um exemplo clássico e dramático é a fragilização do alumínio pelo gálio líquido. Uma pequena gota de gálio sobre uma peça de alumínio sob tensão pode causar sua fratura quase instantaneamente. A novidade técnica na compreensão da LME foi o reconhecimento de que a fratura poderia ser impulsionada por um fenômeno de energia superficial, e não apenas pelas propriedades do material em si. Os átomos do metal líquido efetivamente "desfazem" as ligações atômicas na ponta da trinca, reduzindo a energia necessária para a propagação da mesma.

A severidade da metalização por líquido (ML) depende de fatores como temperatura, nível de tensão e o par metal-líquido específico. A solubilidade entre os dois metais é um fator crucial; sistemas com baixa solubilidade mútua são frequentemente altamente suscetíveis. Historicamente, falhas inesperadas em estruturas como armações de aço galvanizado ou em componentes onde termômetros de mercúrio quebraram foram posteriormente atribuídas à ML. Esse conhecimento tornou-se fundamental para a seleção de materiais e a avaliação da compatibilidade em projetos de engenharia, especialmente nas áreas aeroespacial e nuclear, onde metais diferentes frequentemente estão em estreita proximidade.

UNESCO Nomenclature: 3308
Ciência dos materiais

Tipo

Processo físico

Interrupção

Substancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • O trabalho de Thomas Young sobre tensão superficial e coesão
  • O desenvolvimento dos conceitos de termodinâmica e energia interfacial por Josiah Willard Gibbs
  • Compreensão das ligações metálicas e estruturas cristalinas
  • Práticas industriais como galvanização a quente e soldagem criaram oportunidades para observar o efeito.

Aplicações

  • Diretrizes de projeto para evitar o contato entre pares de metais suscetíveis em aplicações de alta temperatura (por exemplo, trocadores de calor).
  • Análise de falhas em indústrias que utilizam metais fundidos, como soldagem, brasagem e galvanização.
  • Compreendendo os riscos de segurança em reatores nucleares que utilizam refrigerantes de metal líquido.
  • Aplicações de fraturamento controlado para reciclagem de materiais ou demolição

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

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Related to: liquid metal embrittlement, lme, brittle fracture, gallium, aluminum, mercury, stress corrosion, metallurgy, interfacial energy, adsorption.

Contexto histórico

Fragilização por Metal Líquido (LME)

1922
1925-01-01
1930
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1930
1930
1934
1922
1924
1927
1930
1930
1930
1930
1940

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

Princípios relacionados à invenção, inovação e tecnologia

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