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por Guadalupe Angeles 2 anos atrás

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Diagrama de fases en aleacciones metalicas

Los diagramas de fases en aleaciones metálicas son esenciales para entender cómo las variaciones en temperatura y presión pueden afectar la estructura cristalina de los metales. La microestructura se observa a nivel de centenares de microcristales, y es crucial para determinar las propiedades del material.

Diagrama de fases en aleacciones metalicas

Diagrama de fases en aleacciones metalicas

Sistemas isomórficos binarios

Obtención experimental del diagrama de fases
Se somete a un proceso de enfriamiento controlado hasta temperatura ambiente, se mide la temperatura (T) y el tiempo (t) de enfriamiento.
Se preparan varias soluciones líquidas de ambos materiales, con distintos porcentajes en peso de níquel, fundiéndolos a temperaturas por encima de los 1455ºC.
Condiciones de Hume-Rothery
los átomos deben tener idéntica valencia y próxima electronegatividad
Los metales iniciales han de tener la misma estructura cristalina.
Los átomos de los constituyentes deben ser de tamaño similar, minimiza la deformación de la red. las diferencias no pueden ser superiores a un 15%.

Conceptos fundamentales

Regla de las fases de gibbs
Se aplica estrictamente en condiciones de equilibrio termodinámico. F+L=C+N
Equilibrio de fases
Un sistema está en equilibrio si la energía libre es mínima en condiciones específicas de temperatura, presión y composición
Grados de libertad (L)
Sistema en equilibrio, es el número de variables intensivas que se pueden modificar en un amplio intervalo
Componentes (C)
Número mínimo de especies químicas necesarias para determinar la composición de las fases
Fase (F)
Porción homogénea de un sistema caracterizado por una estructura y una organización atómica

Equilibrio y diagramas de fases

La determinación de los diagramas de fases o diagramas de equilibrio se realiza por vía teórica y/o experimental.
Alotropía y polimorfismo
Dependiendo de las condiciones de temperatura y presión muchos elementos metálicos pueden existir en formas cristalinas alternativas.
Solución sólida
Formado por átomos de dos o más clases diferentes, homogéneamente distribuidos y que por ello constituyen una sola fase.
Límite de solubilidad
Una concentración máxima de átomos de soluto que se dispersan en el solvente.
Microestructura
Cuando se centra la observación de un metal o aleación en tamaños del orden de micras(cientos de microcristales), observa la microestructura del material