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PROPRIEDADES TÉRMICAS 295
libdênio e o tungstênio. Os materiais poliméricos, os quais apresentam fracas
ligações intercadeias, e os metais de baixo ponto de fusão exibem coeficientes
de dilatação térmica altos. De uma maneira geral, os polímeros termorígidos
expandem-se menos que os termoplásticos. A figura 17.3 mostra a dependência
entre o coeficiente de dilatação térmica e a temperatura de fusão de
diversos materiais.
Figura 17.3 — Dependência entre o coeficiente de dilatação térmica e
o ponto de fusão de alguns materiais (segundo D. W. Richerson).
Muitos materiais cristalinos, tais como alumina, titânia, quartzo e calcita,
apresentam anisotropia quanto à dilatação térmica. Um caso extremo de
anisotropia é o da grafita, cujo coeficiente de dilatação térmica é 27 vezes
mais baixo no plano basal do que na direção perpendicular a ele.
A dilatação térmica nos sólidos tem origem na variação assimétrica da
energia (ou força) de ligação com a distância entre os átomos, conforme
ilustra a figura 17.4.
Em outras palavras, durante o aquecimento os átomos aumentam suas
freqüência e amplitude de vibração e como as forças de repulsão são sempre
maiores que as de atração, a distância média entre os átomos aumenta.
Para muitas aplicações, a expansão térmica tem importância crucial.
Gradientes de temperatura em um mesmo material ou diferença de coeficiente
de dilatação entre materiais diferentes podem acarretar tensões e distorções
em componentes e peças.