Bimetais

Bimetais

• A lâmina bi metálica foi provavelmente inventada no século XVIII por John Harrison, para compensar o erro de relógios, que funcionavam a partir de um pendulo, causado por variações térmicas. A primeira lâmina foi feita de dois metais fixados por rebites. Harrison também descobriu uma técnica de fundir diretamente latão em um substrato de aço. Em 1940 o engenheiro inglês Erick Taylor uso lâminas bimetálica para um mecanismo utilizado na força aérea real, mais tarde Taylor criou a companhia Otter controls, que se baseava na tecnologia bimetal.

• As lâminas bimetálicas são bastante utilizadas em vários tipos de circuitos elétricos e eletrônicos, desempenhando várias funções, como controle de temperatura, sinalização e proteção de circuitos. Elas são construídas pela junção de dois materiais metálicos condutores com dilatações térmicas diferentes, que quando submetida a variações de temperatura apresentam deformação curvilínea, pois os materiais, apesar de unidos, têm dilatação diferente.

• O funcionamento básico deste dispositivo se deve aos diferentes coeficientes de expansão linear dos metais envolvidos. Quando um material é aquecido, sua energia interna aumenta, com isso os átomos podem se movimentar um pouco mais que o usual, ocorrendo a expansão do material. O metal que possui o maior coeficiente de expansão irá se expandir mais do que o outro metal, resultando na curvatura da lâmina para um determinado lado, quando resfriado o metal que possui o maior coeficiente de expansão linear irá se contrair mais do que o outro, com isso o par irá se curvar para o lado oposto ao do primeiro caso.

• Vários metais podem ser utilizados na confecção de par bi metálico, os mais utilizados são o latão, aço e o invar, material feito a partir de uma liga de níquel e

ferro, que apresenta a propriedade de um baixo coeficiente de dilatação térmica. O invar é uma liga que apresenta de 30% a 36% de níquel e o restante de ferro com grupo espacial cúbico de face centrada, podendo também possuir outros elementos. O invar mais utilizado apresenta cerca de 36% de Ni e 64% de Fe, possuindo um coeficiente de dilatação térmica de cerca de 1,6.10-6/0C à temperatura ambiente. Sua maior aplicação é na construção de lâminas bi metálicas para termostato eletromecânico. O latão é uma liga metálica de cobre e zinco com porcentagem deste ultimo elemento variando de 3 a 45%. O latão possui um coeficiente de expansão térmica de 19.10-6 0C, cerca de 12 vezes o do invar. Já o aço é uma liga de ferro e carbono, de 0,008% até 2,1% deste ultimo elemento,formado por difusão intersticial de átomos de carbono no ferro e possui um coeficiente de expansão térmica de cerca de 11.10-6 0C, em torne de 7 vezes a do invar.