O tungsténio não é habitualmente utilizado em dispositivos de aquecimento devido à sua elevada temperatura de transição dúctil para frágil, o que o torna difícil de trabalhar e propenso a quebrar a baixas temperaturas. Além disso, o tungsténio oxida no ar a temperaturas elevadas, necessitando de uma atmosfera de gás de proteção para aplicações de soldadura e aquecimento.
Resumo da resposta:
O tungsténio não é utilizado em dispositivos de aquecimento principalmente porque se torna quebradiço a baixas temperaturas e oxida no ar a altas temperaturas, o que torna difícil trabalhar com ele e requer condições especiais de manuseamento.
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Explicação detalhada:Fragilidade a baixas temperaturas:
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O tungsténio tem uma temperatura de transição dúctil para frágil que é normalmente superior à temperatura ambiente. Isto significa que, abaixo de uma determinada temperatura, o tungsténio passa de dúctil (capaz de ser estirado em fios ou martelado em folhas finas) para frágil (propenso a partir ou estilhaçar). Esta propriedade torna o tungsténio difícil de maquinar e moldar, especialmente em ambientes típicos de temperatura ambiente, onde se comporta mais como vidro do que como metal.Oxidação a altas temperaturas:
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O tungsténio oxida no ar a temperaturas que começam por volta dos 500°C e este processo acelera acima dos 1200°C. A oxidação pode levar à degradação e falha do material, especialmente em elementos de aquecimento onde a manutenção da integridade estrutural é crucial. Por conseguinte, quando o tungsténio é utilizado em aplicações de aquecimento, é frequentemente necessária uma atmosfera de gás de proteção ou um vácuo para evitar a oxidação, o que aumenta a complexidade e o custo do dispositivo de aquecimento.Desafios no fabrico:
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A dificuldade em maquinar e fabricar tungsténio devido à sua elevada temperatura de transição dúctil para frágil também contribui para a sua utilização limitada em dispositivos de aquecimento. As ferramentas de maquinagem tradicionais, como as ferramentas de diamante, são ineficazes para o tungsténio puro, e o material não pode ser facilmente estirado ou extrudido em tubos. Este facto torna a produção de elementos de aquecimento de tungsténio mais dispendiosa e tecnicamente mais difícil em comparação com outros materiais como o aço inoxidável ou o fio de resistência.Materiais alternativos:
Para muitas aplicações de aquecimento, são preferidos materiais alternativos, como tubos de aço inoxidável ou fios de resistência, devido às suas temperaturas máximas de funcionamento mais baixas, facilidade de fabrico e resistência à oxidação. Estes materiais são mais adequados para aplicações gerais de aquecimento em que as temperaturas não excedem os 650 graus Celsius, tornando-os mais práticos e económicos para uma utilização generalizada em dispositivos de aquecimento.
Em conclusão, embora o tungsténio possua propriedades únicas, como o elevado ponto de fusão e a boa estabilidade térmica, a sua fragilidade a baixas temperaturas e a propensão para oxidar a altas temperaturas tornam-no menos adequado para aplicações gerais de aquecimento. Estes desafios requerem um manuseamento e condições especializadas, o que aumenta a complexidade e o custo da utilização do tungsténio em dispositivos de aquecimento.
