CAPÍTULO IIINTRODUCCIÓN A LOS METALES REFRACTARIOS Los metales refractarios son en cierta manera olvidados en el mundo de los materiales, pero en realidad son una parte muy importante del desarrollo de nuevas tecnologías en diferentes sectores de la industria, puesto que poseen excelentes propiedades físicas a temperaturas extremas de calor, es por esto que son utilizados de manera frecuente en la industria automotriz y aeroespacial. 2.1. Historia de los materiales refractarios. Podemos decir que los materiales refractarios son grandes desconocidos, no solo para el público en general sino, incluso para el medio industrial, no obstante que la historia de estos data de hace muchos años atrás ya que han sido utilizados por la humanidad casi desde el comienzo de la misma. Cerámicos o no cerámicos, los materiales refractarios se caracterizan por su elevada resistencia a las altas temperaturas sin deterioro de sus propiedades físicas y químicas. Los materiales refractarios más antiguos, fueron piedras naturales, como granitos areniscas, cuarcitas, piedra pómez, cortados en bloques de dimensiones adecuadas para construir los hornos (Ballester, 2012) utilizados para la elaboración de pan y de sus alimentos diarios. A mediados del siglo XVIII es cuando se sustituyen estos materiales por ladrillos de arcilla cocida "sílice-aluminosos" (P. Groover., 2012). Posteriormente a los ladrillos de arcilla cocida aparecieron los ladrillos de sílice. Sin embargo, los primeros ladrillos de sílice, unidos entre sí con mortero de cal, se emplearon en Persia hacia el año 500 a. de C. en la construcción del palacio de Darío (Ballester, 2012). Dichos ladrillos tenían que estar sometidos a una cocción de aproximadamente unos 1200 ºC, debido a la complejidad de la fabricación de estos nuevos ladrillos se utilizaron solamente en la construcción de ostentosas edificaciones de la gente pudiente de aquel entonces. Después de mucho experimentar con diferentes concentraciones y diversas materias primas los primeros refractarios funcionales fueron fabricados hacia el año 1842 en Inglaterra por W. W. Young fabricante de porcelana, utilizando una roca que se encontraba en el Valle de Neath, al Sur de Gales, y que recibía el nombre de Dinas, de ahí el nombre de ladrillos de Dinas (dinas bricks) (P. Groover., 2012) dado durante muchos años a los ladrillos de sílice, y que todavía se encuentra en alguna literatura. En la composición característica de las piedras dinas podemos observar como materia prima principal sílice, como impurezas comunes entra alúmina, óxido de hierro y cal, una vez molida se mezclaba con una pequeña cantidad de cal o arcilla, y se prensaban para compactar la mezcla y eliminar humedad (P. Groover., 2012). La composición de este ladrillo era: 93 % de SiO2 3,5% de Al2O3 3,5% de CaO (Chavez, 2010). 2.2. Materiales refractarios. Los refractarios son materiales, que en condiciones de servicio resisten elevadas temperaturas, erosión, abrasión, impacto, ataque químico, acción de gases corrosivos y otras experiencias no menos recias. Estos materiales refractarios son aquellos productos naturales o artificiales cuya resistencia a altas temperaturas sin fundir o reblandecer es igual o superior a 1500 ºC (Smith, 2011). La definición anterior solo hace referencia a las temperaturas mínimas que debe de ser capaz de resistir un refractario, sin tener en cuenta otro tipo de condiciones. Es importante precisar que la resistencia piroscópica es una condición necesaria, pero no es suficiente para que una material sea considerado como refractario, ya que además debe conservar a dichas temperaturas elevadas una resistencia mecánica y/o una resistencia a la corrosión suficientes para el empleo a que se destine. 2.2.1. Refractarios ácidos. Este tipo de refractarios incluyen las arcilla de sílice, de alúmina y refractarios de arcilla. El sílice puro a veces se utiliza para contener metal derretido. Los refractarios de arcilla por lo general son relativamente débiles, pero poco costosos. Contenidos de alúmina por arriba de aprox. 50% a un 80% de Al203 y un 10% a un 45% de SiO2 constituyen los refractarios de alta alúmina (WILLkIM D. CALLISTER, 2013). Se utilizan en áreas donde la escoria y la atmósfera son ácidas, es decir que son estables a los ácidos, pero atacados pueden ser utilizados para separar refractarios ácidos de los básicos. buena refractariedad. 2010). el grafito.2.2. normalmente incluyen la cromatina y la magnesita.4. buena resistencia al ataque por los entornos que a menudo se encuentran en los procesos de fabricación de acero (Ballester. Refractarios Especiales. 2013). . particularmente cuando no hay oxígeno fácilmente disponible. Refractarios neutros.. El carbono. El MgO puro tiene un punto de fusión alto.3. 2. según sea el criterio que se tome como base se tendrá una clasificación u otra. es utilizado en muchas aplicaciones refractarias. Así. Estos materiales refractarios incluyen la circonia (ZrO2).2. 2012). el circón (ZrO2. Típicamente. ALVAREZ. 2.3. No existe un criterio único de clasificación de los materiales refractarios. carburos y boruros (TORO.Condiciones que deben de soportar los materiales refractarios. Refractarios básicos. 2. 2011). Varios refractarios se basan en el MgO (magnesia o periclasa) (C .SiO2) y una diversidad de nitruros. 2. impidiendo que uno ataque al otro (Askeland. Este tipo de refractarios son poco comunes. Clasificación de los materiales refractarios. los refractarios básicos son más costosos que los refractarios ácidos. Tabla 1.2.por los álcalis. Los metales refractarios son una clase de metales que son extraordinariamente resistentes al calor y al desgaste. de tal modo que es necesario conocer sus aleaciones y aplicaciones. Groover.4. Uso. Sus puntos de fusión altos hacen que la metalurgia en polvo el método de elección para la fabricación de componentes a partir de estos metales. Ellos son químicamente inertes y tienen una densidad relativamente alta.. 2013). Atendiendo a las características físicas del producto acabado. Propiedades acido-base (Carácter químico). pero tienen su utilidad. la metalurgia y la ingeniería. Debido a que en la manufactura se emplean en enormes cantidades los metales. 2012). Aplicación. Se pueden clasificar de acuerdo con criterios diferentes. CALLISTER. Porosidad de los productos (Finalidad). La expresión se utiliza sobre todo en el contexto de la ciencia de materiales. incluyendo un punto de fusión por encima de 2000 °C y alta dureza a temperatura ambiente (P. Todos ellos comparten algunas propiedades. y los vasos de reacción química en ambientes corrosivos (WILLkIM D. Forma o presentación. Algunas de sus aplicaciones incluyen herramientas para trabajar metales a altas temperaturas. es necesario saber que existen metales que son refractarios. metales refractarios son estables frente a la deformación de fluencia a temperaturas muy altas. tales como: Composición química. En parte debido al alto punto de fusión. y por esa razón son muy utilizados en la industria.Las clasificaciones no son siempre muy precisas. Los metales refractarios más importantes son el molibdeno (Mo) y el tungsteno (W). mientras que también existen otros como el niobio (Nb) y el . moldes de fundición. Metales refractarios. filamentos de alambre. 2. Estos metales son aquellos capaces de soportar temperaturas muy elevadas. existen muy pocos compuestos simples más. Muestra una fuerte tendencia a formar complejos. Debido a sus propiedades y en especialmente su buena resistencia a alta temperatura. electrodos para soldadura por resistencia. puesto que hay muy pocos depósitos de mineral molibdenita (MoSO2) que tengan una calidad suficientemente alta (James. +4. Groover. troqueles para trabajos a altas temperaturas. Más del 90 % del molibdeno que se produce se utiliza como elemento de aleación para el hierro. especialmente por sus propiedades de resistencia al calor. 2012). El molibdeno es un oligoelemento esencial. rígido y fuerte (Carmen Mijangos. +2. el resto se utiliza en . la principal aleación es TZM que contiene cantidades pequeñas de titanio y zirconio. como aceros y superlaciones. el acero y metales no ferrosos (Carmen Mijangos. Dichos metales y sus aleaciones son muy importantes porque pueden conservar una resistencia y dureza elevadas a temperaturas altas. Forma una gran variedad de compuestos comercialmente útiles con las valencias 0. con excepción de los sulfuros y los haluros.1. Además dicho metal se utiliza mucho como ingrediente de aleación de otros metales.tantalio (Ta) (P. tiene muchas aplicaciones que incluyen escudos contra el calor. METALES: PROPIEDADES QUíMICAS Y TOXICIDAD.4. 2010). pero sólo existen minas de este elemento en algunos países. Cierta cantidad de molibdeno se obtiene como subproducto durante el proceso de los minerales de cobre.9% + %Mo) y como aleación (Nordberg. elementos de calefacción. Este metal tiene varias complicaciones para su extracción aun cuando está ampliamente distribuido por la corteza terrestre. tiene un punto de fusión alto de 2619ºC (4730 ºF) y es relativamente denso. Se utiliza tanto como metal puro (99. Comenzaremos hablando del molibdeno. 2. Modifica rápidamente su estado de valencia (se desproporciona) con cambios mínimos en las condiciones externas (Solà. 2010). Las centrales eléctricas que utilizan carbón pueden ser fuentes importantes de molibdeno. +5 y +6. 2010). Molibdeno. +3. 2010 ). 2012).. en galvanoplastia y en los procesos de curtido. el molibdeno se utiliza en la industria eléctrica. el molibdeno es un material excelente para las mayores exigencias. También se utilizan como reactivos de laboratorio. barnices y pigmentos. 2010 ). 2011). se utiliza en muchas industrias diferentes. alquilación y reformado en la industria petrolífera. El trióxido de molibdeno puro se utiliza para la fabricación de productos químicos y catalizadores. 2010). cámaras calientes para hornos de alta temperatura y cátodos . que se obtiene por calcinación del mineral de sulfuro (Chavez. aunque cada vez más importante. especialmente en las operaciones de hidrogenación-cracking. electrodos de fusión de vidrio. 2011) y cada vez se emplea más para el recubrimiento con molibdeno mediante descomposición térmica. Con sus extraordinarias propiedades mecánicas y químicas. El compuesto de molibdeno más importante es el trióxido de molibdeno (MoO3). tintes y lacas de molibdeno inorgánico. Dado que el molibdeno posee un punto de fusión muy alto. El molibdeno es realmente polivalente. así como en ingeniería aeronáutica. de molibdeno se utiliza como elemento traza en los fertilizantes (ICMM. placas base para semiconductores para la electrónica de potencia. El disulfuro de molibdeno (MoS2) se usa como lubricante resistente a altas temperaturas o como aditivo para lubricantes (Askeland. un bajo coeficiente de expansión térmica y una elevada conductividad térmica. militar y automovilística. Como aleación del acero. Se emplea asimismo como catalizador en la industria del petróleo y como componente de cerámicas. para producir cintas e hilos para la industria del alumbrado.la fabricación de productos químicos y lubricantes. Los compuestos de molibdeno se utilizan mucho como catalizadores y activadores o promotores de catalizadores. Utilizamos este material. El hexacarbonilo de molibdeno (Mo(CO)6) es la materia prima utilizada para la fabricación de colorantes orgánicos de molibdeno (Smith. electrónica. y también se añade al acero como agente de aleación. por ejemplo. Otro uso importante del molibdeno es la producción de pigmentos. Una cantidad pequeña. se obtiene un . Los principales depósitos están situados en Australia y Nigeria. El tántalo (Ta) se obtiene de los minerales tantalita y columbita. la fergusonita. que son mezclas de óxido de hierro. Para aparatos termonucleares se usa la aleación de ferroniobio. El uso principal del tántalo es la producción de capacitores eléctricos. del equipamiento para vuelos interplanetarios y de los satélites (Carmen Mijangos. 2. 2010). filtros. En la ingeniería química. como el titanio (Ti). 2012). niobio y tántalo (Villar. La película de óxido que se forma en la superficie sirve de aislante y cuando se introduce en una solución electrolítica. la corteza terrestre contiene aproximadamente un 0. pero en los últimos años se han descubierto algunos muy importantes en Uganda. Kenya. condensadores electrolíticos y rectificadores. 2011). el pirocloro. Tanzania y Canadá. en minerales como la tantalita-columbita. 2010).4. el niobio se emplea como material resistente a la corrosión para termo intercambiadores. la samarskita.4. 2. 2010). el torio (Th) y el urano (U). de los aviones supersónicos. El niobio se utiliza además en cirugía. se sinteriza y se somete a oxidación anódica (Ballester. así como en la fabricación de ánodos. que son elementos químicamente similares y generalmente se encuentran combinados. etc. la koppita y la loparita (Villar. válvulas de aguja. El niobio se utiliza mucho en la industria del electrovacío. Tántalo.para sputtering para el recubrimiento de células solares y pantallas planas (Nordberg.2. A pesar de que se consideran elementos raros. El polvo de tántalo se comprime.003 % de niobio y tántalo juntos (Gregorio Lopez-Lopez. El niobio y sus aleaciones refractarias encuentran empleo en el ámbito de la tecnología de los cohetes. El niobio (Nb) se encuentra con otros elementos. 2010). rejillas. manganeso. Con aleaciones de niobio se fabrican herramientas de corte de gran calidad y materiales magnéticos. METALES: PROPIEDADES QUíMICAS Y TOXICIDAD. Niobio. el circonio (Zr). el tungsteno (W).3. tubos de vacío. sino combinado en algunos minerales. toberas para hilar fibras y material de laboratorio (Carmen Mijangos. hornos.4. duro y el que tiene el punto de fusión más alto de 3400ºC (6150ºF) de todos los metales puros. Tungsteno. hierro o manganeso. Groover. prótesis. El carburo de tántalo se utiliza como abrasivo y el óxido de tántalo en la fabricación de un vidrio especial con un alto índice de refracción para lentes de cámaras.. 2011). Nunca se encuentra libre en la naturaleza. Su aplicación más conocida es el filamento de focos incandescentes. bismuto.capacitor de alta calidad.4. El tungsteno (W) es el más rígido.000. una alta densidad y resistencia a los ácidos. 2012). en hilo de sutura para cirugía y en la reparación de hueso. 2010).0 % (P. El contenido de tungsteno del mineral extraído se sitúa entre el 0. De los minerales de tungsteno conocidos. herramientas de corte. . Se usa asimismo en los rectificadores de las señales de ferrocarril. 2010). estaño y molibdeno. en forma de tungstenos de calcio. 2. electrodos de soldadura con arco y como elemento de aleaciones de aceros para herramientas (resistentes al calor) y para el carburo de tungsteno. Los minerales de tungsteno se suelen extraer de yacimientos subterráneos. Estructuralmente. así como también se utiliza para cohetes y motores a reacción.000 de toneladas (Smith. 2013). la hubnerita (MnWO) y la ferberita (FeWO4) tienen importancia comercial (WILLkIM D. la wolframita ((Fe. aunque también se emplean tajos a cielo abierto y otros métodos más primitivos. el tántalo se utiliza cuando se requiere un elevado punto de fusión.Mn)WO4). además de ser uno de los más densos (Nordberg. CALLISTER. Las impurezas más comunes son las gangas como el cuarzo y la calcita y minerales metálicos de cobre.5 y el 2. Se emplea mucho en la industria química. METALES: PROPIEDADES QUíMICAS Y TOXICIDAD. la scheelita (CaWO4). Se calcula que las reservas mundiales totales de trióxido de tungsteno (WO3) ascienden aproximadamente a 175. tintas y fritas cerámicas. En la industria textil. tubos de rayos X y tubos fluorescentes. La aleación exhibe una mayor resistencia a la fluencia y la resistencia a altas temperaturas. También se utiliza para la construcción de las válvulas para el zinc fundido. Se utiliza para aumentar la dureza. El carburo de tungsteno (WC) sustituye al diamante en los grandes troqueles de estirado y en los barrenos para rocas debido a su extraordinaria dureza (Nordberg. compuesta de 0. El molibdeno es el más utilizado de los .1. Algunas aleaciones de tungsteno se utilizan en la industria nuclear y aeroespacial en los inyectores de los motores de los cohetes y como pantallas protectoras en las naves espaciales. Metales: propiedades químicas y toxicidad. Asimismo encuentra aplicación en lámparas. El molibdeno se utiliza mercurio en contacto con el medio relés reed. La alta resistencia de Mo-30W es una aleación de 70% de molibdeno y tungsteno 30 contra el ataque de zinc fundido hace que sea el material ideal para la fundición de zinc.5% de titanio y 0. la elasticidad y la resistencia a la tracción del acero. 2. tubos de vacío. Aleaciones a base de molibdeno se utilizan ampliamente.5. contactos eléctricos. 2010). Aleaciones de los metales refractarios.5. ya que son más baratos que las aleaciones de tungsteno superiores. 2010). por lo que temperaturas de trabajo por encima de 1060°C posibles para el material (Carmen Mijangos. Compuestos de tungsteno se emplean también en láseres. También se emplea en la producción de aceros al tungsteno para automóviles y herramientas de corte a alta velocidad. Molibdeno y sus aleaciones. 2. colorantes. la resistencia.08% de circonio. METALES: PROPIEDADES QUíMICAS Y TOXICIDAD. se usa para retardar la combustión. La aleación más ampliamente utilizado de molibdeno TZM es la aleación de titanio-zirconiomolibdeno.El tungsteno es un componente de los metales duros. porque el molibdeno no forma amalgamas y por lo tanto resistentes a la corrosión por el mercurio líquido (Nordberg. 2010). Tubo estructural y tuberías a menudo contiene molibdeno. Una aleación utilizada para las toberas de cohetes propulsores líquidos. resistencia al desgaste y bajo coeficiente de fricción son todas las propiedades que la hacen muy valiosa como un compuesto de aleación. 2011). La mayor parte del mineral de molibdeno del mundo se encuentra en China. También se puede encontrar en los condensadores electrolíticos y en las aleaciones superconductoras más prácticos. y es el menos denso de los metales refractarios. y fue nombrado después de Niobe. 2012). El niobio tiene muchos usos. que consta de 89% de niobio..metales refractarios.UU. Niobio y sus aleaciones. Groover. 2010).5. Otra aleación de niobio se utiliza para la boquilla del módulo de servicio de Apolo. al igual que muchos aceros inoxidables. algunos de los cuales se comparte con otros metales refractarios. Sus excelentes propiedades anti-fricción conducen a su incorporación en las grasas y aceites donde la fiabilidad y el rendimiento son críticos. tales como en el motor principal de los módulos lunares de Apolo. Su resistencia a altas temperaturas. 2. es C103. El niobio se puede encontrar en las turbinas de gas de aviación. Como niobio se oxida a temperaturas superiores a 400 º C. los EE. El compuesto se adhiere fácilmente al metal y forma un revestimiento resistente a la muy duro. . Chile y Canadá. El niobio se encuentra casi siempre junto con tántalio. Es único en que se puede trabajar a través de recocido para lograr una amplia gama de resistencia y elasticidad. Juntas homocinéticas Automotrices utilizan la grasa que contiene molibdeno (P. la fricción. tubos de vacío y los reactores nucleares. hafnio 10% y 1% de titanio (Schey.2. una capa protectora es necesario para estas aplicaciones para prevenir la aleación de llegar a ser frágil. la hija del mítico rey griego Tántalo para quien tántalio fue nombrado (Askeland. Su uso más importante es como una aleación de acero de refuerzo.. 5. La difusión de los elementos de encuadernación en los granos de tungsteno es baja incluso a las temperaturas de sinterización y por lo tanto el interior de los granos es de tungsteno puro. El tungsteno y sus aleaciones se utilizan a menudo en aplicaciones donde las altas temperaturas están presentes pero sigue siendo una alta . También se usa para hacer condensadores electrolíticos superiores. 2012). Tungsteno fue descubierto en 1781 por el químico sueco Carl Wilhelm Scheele. y permiten la miniaturización de los componentes electrónicos y circuitos. Los teléfonos celulares y las computadoras contienen condensadores de tantalio. El contenido en tungsteno de la aleación es normalmente por encima de 90% (Smith. Películas de tantalio proporcionan la segunda más capacitancia por unidad de volumen de cualquier sustancia después de aerogel.2. 2011). Torio como un compuesto de aleación se utiliza cuando los arcos eléctricos tienen que ser establecida. en 3410 °C. El renio se utiliza en aleaciones de tungsteno hasta 22% que mejora la resistencia a altas temperaturas y resistencia a la corrosión (Carmen Mijangos. El encendido es más fácil y el arco se quema más estable que sin la adición de torio (P. Groover.3. Tungsteno y sus aleaciones. Para aplicaciones de metalurgia de polvos aglutinantes tienen que ser utilizados para el proceso de sinterización..5.4. El tungsteno tiene el punto de fusión más alto de todos los metales. Tántalo y sus aleaciones. 2010). Muchas aplicaciones importantes se han encontrado para tantalio debido a esta característica. El tantalio es una de las sustancias más resistentes a la corrosión disponibles. 2. y también en ambientes ácidos fuertes. en particular en los campos de la medicina y la cirugía. Para la producción de la aleación de tungsteno pesado un aglutinante mezclas de níquel y hierro o níquel y el cobre son ampliamente utilizados. Son refractarios aquellos materiales capaces de soportar elevadas temperaturas. 2013). manteniendo sus propiedades mecánicas. Los refractarios típicos están compuestos por diversas partículas gruesas de óxido aglutinado con un material refractario más fino (Askeland. sino simplemente a su densidad. 2. Tungsteno de alto punto de fusión hace de tungsteno un buen material para aplicaciones como toberas de cohetes. crisoles. En uso de construcción de hornos.resistencia es necesaria y la alta densidad no es problemático. pero también son comunes en la iluminación industrial como electrodos en lámparas de arco. Por ejemplo. incineradores. se utiliza en los contrapesos de equilibrado para aviones y helicópteros. . En estas aplicaciones también se pueden utilizar materiales densos similares como el osmio más caro. como una alternativa para DU penetrador de energía cinética para armas del tanque. o de cabezas de palos de golf. que no se derrite. Son en general una mezcla de arcillas y chamota. Las lámparas se vuelven más eficientes en la conversión de energía eléctrica a la luz con temperaturas más altas y por lo tanto un alto punto de fusión es esencial para la aplicación como filamento incandescente. En el equipo de soldadura por arco de tungsteno de gas utiliza un electrodo permanente. 2011).6. Filamentos de alambre de tungsteno proporcionan la inmensa mayoría de la iluminación incandescente hogar. y químicas sin sufrir alteración. estufas. por ejemplo. Propiedades de los metales refractarios. por ejemplo en la UGM-27 Polaris (WILLkIM D. Las características de fusibilidad vienen por su composición y por su estructura física. CALLISTER. Algunas de las aplicaciones de tungsteno no están relacionados con sus propiedades refractarias. El alto punto de fusión y la resistencia al desgaste contra el arco eléctrico hace de tungsteno un material adecuado para el electrodo. La alta densidad y la fuerza es también una propiedad clave para el uso de tungsteno en proyectiles de armas. excepto de carbono. Todos ellos son relativamente estables frente a los ácidos. Metales y aleaciones refractarios atraen la atención de los investigadores .3. en gene 2. Ellos se oxidan fácilmente. 2011). 2. y por lo tanto a alta temperatura se pierde la estabilización contra el ataque del oxígeno. 2012). Este alto punto de fusión se define la mayoría de sus aplicaciones. la fluencia en las aleaciones de aluminio comienza a 200 º C. Especialmente el óxido de renio es más volátil que el metal. Propiedades químicas.1. El punto de fusión de los metales refractarios son los más altos para todos los elementos. Resistencia a la fluencia es una propiedad clave de los metales refractarios. pero esta reacción se realiza en el metal en masa por la formación de capas de óxido estable sobre la superficie (Askeland. 2010).2. mientras que para los metales refractarios temperaturas por encima de 1500°C (Harman.reactores.6. vidrio. 2012). Todos los metales están centrados en el cuerpo cúbico salvo renio que es hexagonal compacta (James. ya que son miembros de tres grupos distintos en la tabla periódica. En los metales. 2010 ). Los metales refractarios muestran una amplia variedad de propiedades químicas. ya que son miembros de diferentes grupos.6. 2. osmio e iridio (Carmen Mijangos. Esta resistencia a la deformación a altas temperaturas hace que los metales refractarios adecuados contra las fuerzas fuertes a alta temperatura. en motores a reacción. Mayoría de las propiedades físicas de los elementos de este grupo varían considerablemente.6. por ejemplo. Propiedad Física. o herramientas utilizadas durante la forja. Comportamiento elástico. la partida de fluencia se correlaciona con el punto de fusión del material. ya que la capa de óxido se evapora (Solà. tántalo y tungsteno. Metales alcalinos líquidos como los fluidos de transferencia de calor se utilizan. La deformación por fluencia a alta temperatura de aleaciones debe limitarse para que sean utilizados. los componentes metálicos refractarios nunca se fabrican por fundición (Schey. herramientas. Aplicaciones. Groover.7. Un medio ambiente no debe interactuar con el material en cuestión. Las propiedades físicas de los metales refractarios. Las aleaciones de metales refractarios de molibdeno. 2010). filamentos de las lámparas de tungsteno operan a temperaturas de hasta 3073°K. Muchas aplicaciones especiales explotar estas propiedades: por ejemplo. Sin embargo. lubricantes. tántalo. 2. que pueden influir de manera significativa el comportamiento de fluencia.. . y la estabilidad a alta temperatura los hacen material adecuado para aplicaciones de trabajo de los metales calientes y para la tecnología de horno de vacío. tales como molibdeno. así como la ultra-alto vacío (Harman. Una complicación adicional en el estudio del comportamiento de fluencia de los metales refractarios es la interacción con el medio ambiente. la mala fabricabilidad de baja temperatura y oxidabilidad extrema a altas temperaturas-son deficiencias de la mayoría de los metales refractarios (Ballester. La aplicación de estos metales requiere una atmósfera protectora o revestimiento. Interacciones con el medio ambiente pueden influir de manera significativa su resistencia a la fluencia a alta temperatura. niobio. Debido a su alto punto de fusión. como catalizadores. Estos sistemas se han diseñado para funcionar a temperaturas de 1350 °K a aproximadamente 1900 °K. tungsteno y se han aplicado a los sistemas de energía nuclear en el espacio. 2012). La deformación por fluencia no debe exceder de 1-2% (P. y por sus propiedades químicas o eléctricas. barras de control de reacción nucleares. Metales refractarios que se utilizan en la iluminación. 2012). y bobinas de hornos molibdeno resisten a 2273 °K (Chavez. su fuerza.debido a sus notables propiedades y utilidad práctica prometedora. 2012). Metales refractarios se puede trabajar en alambres. . Los polvos del metal puro se compactan. barras de refuerzo. Se utiliza el proceso de metalurgia de polvos. calientan el uso de corriente eléctrica. y fabrican más por trabajo en frío con etapas de recocido (Askeland.2010). 2011). lingotes. hojas o papel de aluminio. CAPÍTULO III PROPIEDADES MECÁNICAS . se proporciona los procedimientos experimentales detallados y las instrucciones para realizar cálculos. medir los datos y reportar resultados. uso de interferencias. Aunque el cumplimento de estas normas es voluntario. están proporciona una descripción detallada de los procedimientos para las pruebas que aseguran que los resultados de diferentes laboratorios sean diferentemente comparables. se han establecido normas para llevar acabo los ensayos. Para reducir este problema. ¿Cómo se miden las propiedades? 3. antes conocida como la American Society for Testing and Materials (ASTM). cuando las propiedades son medidas por diferentes investigadores en diferentes laboratorios. Definen la terminología y resumen los métodos de ensayo incluyendo su significado. Sin embargo.1. También proporcionan las instrucciones para preparar especímenes de prueba. La ASTM International. Normas ASTM La medición de las propiedades mecánicas es un factor esencial para determinar la adaptabilidad de un material específico para función específica. . La mayoría incluyen una descripción detallada de aparatos de ensayo de ilustraciones. dependiendo de los gustos y propiamente de aquella necesidad en donde se enfoca en el material.1. seguidas por una lista de documentos referidos. estas propiedades son usadas en los materiales de acuerdo a algunas necesidades creadas a medida que ha pasado la historia.1.Las propiedades mecánicas de los materiales nos permiten diferenciar un material de otro ya sea por su composición. estructura o comportamiento ante algún efecto físico o químico. la calibración del equipo y el acondicionamiento del ambiente. Las normas ASTM inician con un comentario acerca de su campo. 3. ha publicado más de 12000 Normas para la prueba de materiales. Asimismo. existe un potencial de inconsistencias en las técnicas y en los resultados. Como resultado.2. o en una fractura cortada causada por una fuerza cortante lateral.Normas ASTM más representativas para los métodos de ensayo descritos. Los materiales frágiles se comportan de otra forma. La clave de todas las fracturas mecánicas es la presencia de una grieta u otro defecto de escala atómica como un poro. El desarrollo de la ecuación d f z σ = F/A0 se predice asumiendo que el esfuerzo se distribuye .. y en unos casos. No pueden pasar por la deformación plástica necesaria para estabilizar la grieta sin fallar.El crecimiento de la grieta es lento. las pequeñas grietas se propagan instantáneamente muy parecido a una pequeña grieta en el parabrisas de un automóvil que pueden creer y resultar en la falla total del parabrisas. Fracturas mecánicas. Los materiales frágiles forman una superficie fracturada de exfoliación más simple como el estudio del crecimiento de una grieta que lleva a una falla de material que se llama fracturas mecánicas. Todas las fallas de los materiales resultan de la formación y propagación de una grieta. la grieta se estabiliza y no crecerá a menos que se aplique una tensión incrementada. Tipo de ensayo Comprensión de metales Dureza Brinell Dureza Rockwell Normas ASTM correspondiente E209 E10 E18 Tabla 2. en donde una pieza tiene el centro plano con un borde extendido como una copa mientras que la otra tiene una punta cónica.Normas ASTM de durezas 3. Los materiales dúctiles fallan ya sea en modo de copa y cono como las que se muestran. Los materiales dúctiles experimentan una deformación plástica sustancial en el área de la grieta . Las grietas en las aceras o en las paredes de las casas estables. pero diferentes tipos de materiales responden a la formación de grietas de forma muy diferente. el factor de concentración del esfuerzo se incrementa significativamente. el esfuerzo que se siente en la imperfección es el esfuerzo nominal multiplicando por el factor de concentración del esfuerzo. el esfuerzo tradicional antes comentado se define más f z (σ = concentra en la punta de la grieta )y f z áx áx ó q (σ = áx ) Un factor concentración de esfuerzo (k) se puede definir como porción del esfuerzo máximo del esfuerzo aplicado. . Un perfecto defecto circular tendría a = b y el factor de concentración del esfuerzo seria 3.equitativamente a través del área transversal de la muestra. indicando que el defecto resulto en un triple incremento en el esfuerzo aplicado en el área local. Cuando el defecto se vuelve menos circular y más alargado. Por lo tanto. Si se hace una gráfica del esfuerzo contra la distancia de la imperfección. el factor de concentración de esfuerzo relacionado a la proporción de la longitud (a) de la elipse al ancho (b) por la ecuación. Las grietas. Al inicio de 1913. pero la presencia de las grietas hacen esta que la suposición sea invalida. La magnitud del factor de concentración del esfuerzo depende de la geometría de la imperfección. como la que se muestra. los argumentos geométricos básicos mostraban que para defecto elíptico. cavidades y otras imperfecciones sirven como elevadores del esfuerzo que causan incrementos altamente localizados en la deformación. Como resultado. llamado tenacidad de fractura (Kc). La tensión real que se necesita para la propagación de la (σc) para un material frágil se define como: En donde E es el módulo de elasticidad del material. los polímeros derretidos se pasan a través de filtros cernidores antes de darles . no se puede tabular directamente. el factor de concentración del esfuerzo deja de tener significado y se debe emplear un nuevo parámetro. A determinado ancho. La tenacidad a la fractura se relaciona a la tensión real necesaria para propagar la grieta mediante la siguiente ecuación. Para una grieta simple. Cuando K sobrepasa este factor de intensidad de esfuerzo crítico. El parámetro más importante para determinar el esfuerzo necesario para la propagación de la grieta es el tamaño de la imperfección. en el proceso de fabricación se tiene mucho cuidado para reducir el tamaño de la imperfección. la ecuación indica la deformación en la punta de la grieta se acerca al infinito. Ys es la energía especifica de la superficie de la grieta. Debido a que la tenacidad a la fractura es una función del ancho del material. la cual es proporcionada por diferentes materiales. el factor de intensidad del esfuerzo (k). Como tal.Para una grieta delgada en donde a>>b. la grieta se puede propagar. la influencia del ancho de tenacidad a la fractura del material por encima de este grosor crítico se le llama tenacidad a la fractura de deformación plana (KIC). en donde F es factor geométrico sin dimensión. Las impurezas generalmente se filtran de los metales líquidos. La cuestión critica que determina si el material se fracturara como resultado de su esfuerzo aplicado es si la intensidad del esfuerzo en la punta de la grieta sobrepasara un umbral crítico. La porción superior de la grieta se empuja hacia la dirección contraria. los materiales vítreos con poca tenacidad y más suaves y materiales con más caucho con tenacidad mucho más alta. La mayoría de los polímeros pasan por una transición distinta entre frágiles. El comportamiento de la grieta ante la presencia de la tensión también depende de la dirección del esfuerzo relativo a la grieta. Los tamaños del grano pequeños también aumentan la tenacidad. El área alrededor de la punta de la grieta en los materiales dúctiles puede pasar por deformación plástica de liberar parte de la intensificación de la tensión. Los cortes dentro del plano involucran la aplicación de la tensión paralela a la grieta. Como resultado. pero los metales cúbicos de cuerpo centrado (BCC) si lo hacen. A pesar del Tamaño de la imperfección es el parámetro más importante. muchos otros factores impactan la concentración del esfuerzo. Una tensión de apertura aplicada a la dirección opuesta puede juntar la grieta sin que resulte una propagación. la temperatura y el tamaño del grano. pero las dos de las mitades abandonan su plano original. El corte fuera del plano resultado cuando la tensión perpendicular a la grieta jala las mitades superior e inferior de la grieta en direcciones opuestas. incluyendo la ductilidad. Una tensión de apertura separa las puntas de la grieta y provoca que esta abra más.forma. Las tensiones de apertura actúan perpendicularmente a la dirección de la grieta como muestra hacia la tensión de apertura separa las puntas de la grieta provoca que esta se abra más. El esfuerzo de corte propaga la grieta al separar la parte superior de la inferior. Los metales con estructura cúbica de caras centrales (FCC) generalmente no pasan una transición dúctil a frágil. . los polímeros y cerámicos frágiles tienen menos tenacidad que los metales una transición entre el comportamiento dúctil y frágil. y se utilizan las técnicas complejas de compresión de polvo para reducir el tamaño de la imperfección y mejorar la dureza de materiales cerámicos. La dureza es una condición de la superficie del material y no representa ninguna propiedad fundamental de la materia. b) Prueba de rebote: Para esta prueba. aplicados en diferentes estructuras. Los métodos que más se utilizan en la actualidad son tres: a) Prueba de penetración: La prueba de penetración es la más utilizada hoy en día. 2012)..4. la prueba consiste en penetrar la probeta por medio de penetradores estándar y bajo la acción de una carga conocida (Smith. 2012). El más usado en metales es la resistencia a la penetración de una herramienta de determinada geometría (WILLkIM D. En este caso lo que se analiza es la capacidad de absorber energía por el material a la hora de ser impactado (P. 2013). 2011). Se evalúa convencionalmente por dos procedimientos. hasta el diamante considerado el más duro (P. es determinada de acuerdo a una comparación realizada en base a una serie de materiales estándar. c) Prueba de rayado: En este caso la dureza del material. la dureza se determina de acuerdo a la altura que alcanza una bola de acero endurecida después de ser lanzada desde una cierta altura y rebotar sobre la probeta que se analiza. considerados como los materiales más suaves. 2011) así entonces nos basaremos en dicha materia para saber de qué se trata cada uno de estos efectos físicos.3. . El ensayo de dureza es simple. Se llama dureza al grado de resistencia al rayado que ofrece un material. (Askeland. que van desde polvos o talcos. Dureza. básicamente todas las pruebas de dureza realizada a los metales es por este método. La mecánica de materiales estudia las deformaciones unitarias y desplazamiento de estructuras y sus componentes debido a las cargas que actúan sobre ellas. Groover. CALLISTER. Mecánica de materiales. Groover.3. de alto rendimiento ya que no destruye la muestra y particularmente útil para evaluar propiedades de los diferentes componentes microestructurales del material. formas y materiales. 3.. Dureza Vickers (HV) Este método es muy difundido ya que permite medir dureza en prácticamente todos los materiales metálicos independientemente del estado en que se encuentren y de su espesor. 2011). después del cual es retirada y medida la diagonal de la impresión que quedó sobre la superficie de la muestra (Smith. Esta carga es mantenida durante un cierto tiempo.2. que es caracterizada por HV y definida como la relación entre la carga aplicada (expresada en Kgf) y el área de la superficie lateral de la impresión (Smith. 2011).3. El número de dureza Rockwell (HR) se mide en unidades convencionales y es igual al tamaño de la penetración sobre cargas determinadas (Askeland. En el ensayo típico se suele utilizar una bola de acero de 10 a 12 .4.4. Con este valor y utilizando tablas apropiadas se puede obtener la dureza Vickers. Para los materiales más duros se usan bolas de carburo de tungsteno. 3. 2011). El indentador o penetrador usado es una bola de acero templado de diferentes diámetros. El método se basa en la medición de la profundidad de penetración de una determinada herramienta bajo la acción de una carga prefijada. bajo la acción de una carga P. El método puede utilizar diferentes penetradores siendo éstos esferas de acero templado de diferentes diámetros o conos de diamante.4. Dureza Rockwell (HR) La medición de dureza por el método Rockwell ganó amplia aceptación en razón de la facilidad de realización y el pequeño tamaño de la impresión producida durante el ensayo.3.1. Dureza Brinell (HB) Este ensayo se utiliza en materiales blandos (de baja dureza) y muestras delgadas. El procedimiento emplea un penetrador de diamante en forma de pirámide de base cuadrada. Tal penetrador es aplicado perpendicularmente a la superficie cuya dureza se desea medir. 3. fácil.000 kilogramos fuerza. La dureza Brinell para los metales se encuentra en un rango alrededor de 50 a 750. 2012). La dureza Brinell (HB) se determina por la fórmula: En donde F es la carga aplicada en kilogramos. También no es destructivo ya que el material no se rompe durante el ensayo. . pero a cambio resulta en un proceso barato. Las medidas de dureza Brinell son muy sensibles al estado de preparación de la superficie.milímetros de diámetro. como la fundición (WILLkIM D. Los materiales duros corroen a los materiales más débiles y duran más. siendo el método recomendado para hacer mediciones de dureza de las fundiciones. D es el diámetro de la esfera (10mm) y D1 es diámetro de la impresión que dejo la esfera en el material de ensayo en milímetros. en donde una esfera de carburo de tungsteno de 10mm de diámetro es presionada hacia la superficie del material de ensayo utilizando una fuerza controlada (P. de tal forma que la dureza seguida de 300 se reportaría como 300 HBW. con una fuerza de 3. confiablemente exacto y por mucho el más utilizando. La W indica que se utilizaron esferas de tungsteno. CALLISTER. y la desventaja del tamaño de su huella se convierte en una ventaja para la medición de materiales heterogéneos. 2013). A pesar que existen docenas de técnicas para medir la dureza. El ensayo Brinell es rápido. El valor medido es el diámetro del casquete en la superficie del material.. El valor se reporta como el número de dureza seguido de tres letras (HBW). la más común es el ensayo Brinell. Los materiales más duros tienen valores HB más altos. Groover. Originalmente se alisan cuando la dureza Brinell pero ya no se consideran aceptables debido a que se acercan a 400. Groover. un examen realizado para determinar la dureza mecánica especialmente de materiales muy quebradizos o láminas finas. 2012). donde solo se pueden hacer hendiduras pequeñas para realizar la prueba. Dureza Knoop (HK) Es una prueba de microdureza. Aunque la mayoría de los especímenes de ensayo de tensión son sólidos y redondos. El ensayo de tensión es el más común para determinar propiedades mecánicas de los materiales. y la hendidura resultante se mide usando un microscopio (P. En Estados Unidos el espécimen se prepara de acuerdo con las especificaciones de la ASTM.5mm (0.4. Estudia el comportamiento de un material sometido a un esfuerzo de compresión progresivamente creciente hasta llegar a la rotura o aplastamiento según sea la clase de materia. El espécimen se monta entre las mordazas de una máquina de ensayo de tensión.4. El ensayo de compresión se realiza en la mayor parte a materiales frágiles. para un tiempo de empuje determinado. se efectúa. dada su reducida capacidad de resistir . tenacidad. Primero. 3. Típicamente. módulos elásticos y capacidad de endurecimiento por deformación. Compresión. Tensión. y una sección transversal (Ao) por lo común con un diámetro de 12.. El test consiste en presionar en un punto con un diamante piramidal sobre la superficie pulida del material a probar con una fuerza conocida. el espécimen tiene la longitud original calibrada (Io) en general de 50mm (2 pulgadas). como resistencia. se le dispone según los criterios de la organización correspondiente en otros países. 3. requiere la preparación de un espécimen de prueba. también pueden ser planos o tubulares. En caso contrario. Estas máquinas equipadas con diversos accesorios y controles para probar el espécimen a diferentes temperaturas y velocidades de deformación. ductilidad.6.3.5pulgadas).5. Debido a que el área de la sección transversal de espécimen ahora cambia a lo largo de su altura (siendo máxima en el centro). Con lubricación efectiva. Entre las pruebas más importantes está la de compresión en la cual se pueden determinar muchas propiedades mecánicas importantes de un material. a este efecto se llama abarrilamiento. Debido a la fricción espécimen y las platinas. típicamente. por lo que la fuerza comprensiva es mayor de lo que sería al proporcionar el trabajo requerido para superar la fricción. Además. Si se compara los resultados de las pruebas de tensión y de comprensión de metales dúctiles. se realiza de trabajo sujeta a fuerzas compresivas. Esta comparación no es válida . la fricción disipa energía. para llevar a cabo esta prueba se prepara un espécimen o probeta de forma o tamaño estándar y se le aplica la fuerza compresiva (Askeland. La resistencia de un material depende de su capacidad para soportar una carga sin deformación excesiva falla. proporciona información útil para estimar fuerzas y requisitos de potencia en estos procesos. sean de metal. 2011). la proporción altura diámetro del espécimen sólido cilíndrico debe ser menor a 3:1. podría ser difícil obtener curvas esfuerzo-deformación en comprensión. particularmente procesos como forjado. cerámica. Nótese que los especímenes esbeltos se pueden pandear durante la prueba. se utilizan principalmente para determinar la relación entre el esfuerzo normal promedio y la deformación normal unitaria en muchos materiales utilizados en ingeniería. 2011).a la tracción (Smith. por eso. La fricción evita que las superficies superior inferior expandan con libertad. se advertirá que las curvas esfuerzodeformación reales coinciden en las pruebas. Es común que esta prueba se realice comprimiendo un espécimen sólido cilíndrico entre dos matrices planas (platinas) bien lubricadas. la superficie cilíndrica del espécimen se abomba. Muchas operaciones de manufactura. La prueba compresión en la que el espécimen se somete a carga de compresión. polímeros o compuestos. se puede minimizar la fricción y mantener un área de sección transversal razonablemente constante durante la prueba. laminado y extrusión (parte III). r el radio promedio del tubo y t el espesor del tubo en su sección reducida. El esfuerzo al corte se puede calcular a partir de una fórmula: E f z φ =Τ π/ 2 Donde T es el torque. A este fenómeno se le conoce como efecto Bauschinger (llamado así en honor de J.para los materiales frágiles. 3. se verá que el esfuerzo de influencia a comprensión es menor que el de tensión. Obtener una distribución uniforme del esfuerzo y de la deformación a lo largo de la sección transversal requiere que esta prueba se realice en un espécimen tubular. Bauschinger. que generalmente son más fuertes y dúctiles compresión de tensión. a este fenómeno también se le llama reblandecimiento por deformación o reblandecimiento por trabajo.7. Una pieza de trabajo se puede someter no sólo a tensión y a comprensión. Cuando un metal con cierto esfuerzo tensil de influencia se somete a tensión dentro del rango plástico y después se libera la carga y se aplica en comprensión. sino también a deformaciones cortantes como en el troquelado de agujeros en láminas metálicas de corte de metales. Torsión. Debido al esfuerzo de influencia reducido en la dirección opuesta a la aplicación original de la carga. el espécimen de torsión tiene una sección transversal reducida para confirmar la deformación a una zona angosta. El método de prueba que suele utilizarse para determinar las propiedades de los materiales a corte de ensayo de torsión. Generalmente. quien informó de el en 1881) y aparece en grados variables en todos los metales y aleaciones. La deformación al corte se puede calcular a partir la formula: D f ó Y = θ/I . de número atómico 74 y peso atómico 183. Cuanto mayor sea el número de rotaciones antes de la falla. el monóxido de carbono y los azufres gaseosos reaccionan con tungsteno sólo a altas temperaturas.85. lo atacan fácilmente. El carbono.D b ó yθ á ó radianes. el dióxido de carbono. 3. El metal exhibe una baja presión de vapor. Este metal tiene una estructura cúbica centrada en el cuerpo y brillo metálico gris plateado. el boro. No lo atacan con facilidad los ácidos comunes. como el nitrito de sodio. Su punto de fusión de 3410ºC (6170ºF) es el más alto de los metales. Las sales oxidantes fundidas. con hidrógeno no reacciona. Desde el punto de vista químico.8. El cloro. mejor será la forjabilidad. Reacciona con una mezcla de ácidos nítrico y fluorhídrico. el tungsteno es relativamente inerte. A la relación del esfuerzo cortante con respecto a la deformación cortante en el rango elástico conoce como el módulo de rigidez en cortante en ó E) E á ó (θ) f torsión de barras redondas sólidas a temperaturas elevadas también es útil para estimar la forjabilidad de los metales. y es extremadamente duro. . el yodo. el bromo. alta densidad y gran fuerza a temperaturas elevadas en ausencia de aire. Propiedades químicas del tungsteno Elemento químico de símbolo W. los álcalis o el agua regia. el silicio y el nitrógeno también forman compuestos con él a temperaturas elevadas. .03 183. Enrojecimiento.3 5930 3410 Fausto y Juan José de Elhuyar en 1783 Tabla 3.85 19. incoordinación de movimientos. temblores. Efectos del Tungsteno sobre la salud Se ha demostrado que el tungsteno actúa antagonizando la acción del elemento traza esencial molibdeno.4.39 14 [Xe]4f 5d46s2 8. Se ha demostrado en diversos estudios que el polvo del metal tungsteno administrado a animales no es del todo inerte. Efectos agudos sobre la salud: Irritación de la piel y los ojos al contacto. Un estudio encontró que los conejillos de indias tratados oralmente o intravenosamente con tungsteno sufrieron de anorexia.7 1.5.46 0.8. diseña y pérdida de peso.64 1.Propiedades químicas del tungsteno 3.6 +4 1.Nombre Número atómico Valencia Estado de oxidación Electronegatividad Radio covalente (Å) Radio iónico (Å) Radio atómico (Å) Configuración electrónica Primer potencialde ionización (eV) Masa atómica (g/mol) Densidad (g/ml) Punto de ebullición (ºC) Punto de fusión (ºC) Descubridores Tungsteno 74 2. La inhalación causará irritación de los pulmones y de la membrana mucosa.1. cólicos. Se deben seguir las normas de higiene industrial y usar siempre . Larga experiencia industrial ha indicado que no se desarrolla neumoconiosis en los trabajadores expuestos únicamente al tungsteno o a sus compuestos solubles (a concentraciones en el aire de mg/m3). formación de costras y picores son las características de la inflamación cutánea. La irritación de los ojos provocará lagrimeo y enrojecimiento.3. La mayor parte del niobio se usa en aceros inoxidables especiales. Efectos crónicos sobre la salud: Este producto no tiene efectos crónicos.y NbOF63-. son insolubles. Es muy inerte a todos los ácidos. El niobio metálico se oxida lentamente en solución alcalina. entre ellos el NbO43-. según la concentración de los iones fluoruro e hidrógeno. La industria metalúrgica y los metalurgistas aún utilizan este nombre antiguo.906. El niobio también se utiliza en pilas nucleares. menos el fluorhídrico. teluro y selenio. Reacciona con el oxígeno y los halógenos en caliente para formar los halogenuros y el óxido en estado de oxidación V. Los niobatos normales. El complejo fluorado mayor que puede existir en solución es NbF6-.Todos los compuestos del volframio están considerados como altamente tóxicos.9. Se sabe que la exposición repetida o prolongada a este compuesto agrava las afecciones médicas. Propiedades químicas del Niobio Símbolo Nb. número atómico 41 y peso atómico 92. En Estados Unidos este elemento se llamó originalmente columbio. supuestamente por tener una película de óxido sobre la superficie. El polvo del metal presenta un peligro de incendio y explosión. en aleaciones de alta temperatura y en aleaciones superconductoras como Nb3Sn. El óxido Nb2O5. 3. . antimonio. que se funde a 1520º (2768ºF). así como con otros elementos como arsénico. El óxido se disuelve en ácido fluorhídrico para producir especies iónicas como NbOF52. Nb 6O198-.equipo de protección cuando se maneje este compuesto. se disuelve en álcali fundido para formar un niobato complejo soluble. con nitrógeno para formar NbN y con carbono para formar NbC. 2 g/cm3 (5907 oz/in3).3.1. 3.El molibdeno se encuentra en muchas partes del mundo.4.70 1. . Metal gris plateado con una densidad de 10.6 1.94.Propiedades químicas del Niobio 3. símbolo Mo. la inhalación de nitruro o pentóxido de niobio resulta en cicatrizaciones de los pulmones a niveles de exposición superiores a los 40 mg/m 3. pero pocos depósitos son lo suficientemente ricos para garantizar la recuperación de los costos. La mayor parte del molibdeno proviene de minas donde su recuperación es el objetivo primario de la operación.9.46 [Kr]4d45s1 6.906 8.. se funde a 2610ºC (4730ºF). es uno de los elementos de transición.5 +5 1.Nombre Niobio Número atómico Valencia Estado de oxidación Electronegatividad Radio covalente (Å) Radio iónico (Å) Radio atómico (Å) Configuración electrónica Primer potencial de ionización (eV) Masa atómica (g/mol) Densidad (g/ml) Punto de ebullición (ºC) Punto de fusión (ºC) Descubridor 41 2. cuando es inhalado. Propiedades químicas del Molibdeno Elemento químico. es retenido principalmente en los pulmones. En los animales de laboratorio.4 3300 2468 Charles Hatchett 1801 Tabla 4. y secundariamente en los huesos.81 92. con número atómico 42 y peso atómico 95.37 0. El restante se obtiene como un subproducto de ciertas operaciones del beneficio del cobre.10. Efectos del Niobio sobre la salud El niobio. Interfiere con el calcio como activador del sistema enzimático. 6+. El peróxido de hidrógeno reacciona con varios molibdatos para formar una serie de compuestos peroxianiónicos. forma una serie estable de sales normales. Se pueden formar molibdatos poliméricos o isopolimolibdatos por la acidificación de una solución de molibdato o. Otro grupo de compuestos del molibdeno son los heteropolielectrólitos. al calentar los molibdatos normales. Se y Te. otros óxidos descritos son metaestables y. H2MoO4 (o MoO3. El molibdeno también forma halogenuros y oxihalogenuros. El dióxido y el trióxido de molibdeno son los óxidos más comunes y estables. pero se conocen especies catiónicas como el molibdenilo. 2+. . del tipo M22+MoO4. son muy pocos los compuestos simples conocidos. con mucho una familia fundamental de sales y ácidos libres: cada miembro contiene un anión complejo y de alto peso molecular. semejantes a los óxidos. con excepción de los halogenuros y calcogenuros. 4+. en lo esencial.El ácido molíbdico.H2O). 5+. en algunos casos.El molibdeno forma compuestos en los cuales presenta estados de oxidación. No se ha observado como catión ionizable. 0. 3+. que representan un intervalo amplio en estabilidad y una serie de compuestos homólogos con S. La química del molibdeno es extremadamente compleja y. son especies de laboratorio. M2+MoO4 y M23+(MoO4)3. 3.94 10. Se utiliza también en las superficies para . Propiedades químicas del Tantalio Elemento químico cuyo símbolo es Ta.948. se han encontrado signos de gota en trabajadores de fábricas y entre los habitantes de zonas de Armenia ricas en molibdeno. El metal tantalio se emplea en la fabricación de capacitores para equipo electrónico.24 95.45 0. manos. pies. los cuales incluyen radios de banda civil.6 +6 1.. Efectos del Molibdeno sobre la salud Basado en experimentación animal.11.Propiedades químicas del Molibdeno 3. su número atómico es 73 y su peso atómico 180. Además. eritemas.62 1.3. Se ha informado de alguna evidencia de disfunción hepática con hiperbilirubinemia en trabajadores crónicamente expuestos a una planta soviética de molibdeno y cobre. Las características principales fueron dolores de la articulación de las rodillas. deformidades en las articulaciones.1.4. el molibdeno y sus compuestos son altamente tóxicos.10.8 1. III y II. Se le conocen también estados de oxidación de IV.39 [Kr]4d55s1 7. marcapasos cardiacos y automóviles.Nombre Número atómico Valencia Estado de oxidación Electronegatividad Radio covalente (Å) Radio iónico (Å) Radio atómico (Å) Configuración electrónica Primer potencial de ionización (eV) Masa atómica (g/mol) Densidad (g/ml) Punto de ebullición (ºC) Punto de fusión (ºC) Descubridor Molibdeno 42 2. y edema de las zonas de articulación.2 5560 2610 Carl Wilhelm Scheele en 1778 Tabla 5.5. Es un elemento del quinto grupo de la tabla periódica y pertenece a la serie de los de transición 5d. detectores de humo. 38 0. El tantalio forma aleaciones con un gran número de metales.02 180. el silicio. El tantalio forma también compuestos por reacción directa con el azufre.5 1. el cual se agrega a los aceros austeníticos con el fin de reducir la corrosión intergranular. el selenio y el telurio.4. el carbono y el boro. Tiene una importancia especial el ferrotantalio. El material es irritante de las membranas mucosas y el tracto respiratorio superior.transferencia de calor del equipo de producción en la industria química. a temperaturas elevadas. Nombre Número atómico Valencia Estado de oxidación Electronegatividad Radio covalente (Å) Radio iónico (Å) Radio atómico (Å) Configuración electrónica Primer potencial de ionización (eV) Masa atómica (g/mol) Densidad (g/ml) Punto de ebullición (ºC) Punto de fusión (ºC) Descubridor Tantalio 73 2. Los halógenos (halogenuros) y el oxígeno reaccionan con él en caliente.. Efectos del Tantalio sobre la salud Puede ser dañino por inhalación. A temperatura elevada absorbe hidrógeno y se combina con el nitrógeno.948 16.46 14 [Xe]4f 5d36s2 6. el antimonio. Provoca irritación de los ojos y la piel.5 +5 1. Se oxida con mucha lentitud en soluciones alcalinas. para formar haluros y óxido correspondientes. ingestión o absorción cutánea.73 1. el fósforo. Su inercia química ha hecho que se le hayan encontrado aplicaciones dentales y quirúrgicas.11.3.No se han documentado efectos . en especial cuando se tienen condiciones extraordinarias corrosivas.Propiedades químicas del Tantalio 3. con estado de oxidación V. excepto al ácido fluorhídrico. el arsénico.1. El metal es bastante inerte al ataque con ácidos.61 5425 2996 Anders Ekeberg en 1802 Tabla 6. . el tantalio metálico es inerte. En contacto con el tejido.adversos sobre la salud de trabajadores expuestos industrialmente al tantalio. Dosis masivas de tantalio administradas a ratas por vía intratraqueal han producido lesiones en el tracto respiratorio.