domingo, 30 de mayo de 2010

Solidos y Difusion


Red cristalina perfecta

Defectos puntuales
Auto-defectos

Vacancias en equilibrio

Donde
Nv: Número de vacantes
N: Número de sitios
Qv: Energía de activación (energía vibracional requerida para la formación de una vacancia)
K: Cte de Boltzman o de los gases (1.38 10-23 J/átomos-K)
T: Temperatura absoluta
Nv/N: 10-4 (T=Tm)
1 vacancia cada 10000 lugares ocupados

Átomos de soluto

Difusión
Fenómenos de transporte por movimiento atómico. La mayor parte de los procesos y reacciones más importantes del tratamiento de materiales se basa en la transferencia de masa.

El fenómeno de difusión se puede demostrar mediante el par difusor formado por la unión de dos metales puestos en contacto (Cu-Ni).

Este par se calienta a elevada temperatura durante un largo período de tiempo y luego se enfría.
El análisis químico revela: Cu y Ni en los extremos separados por una región de aleación. La composición de ambos metales varía con la distancia.




Interdifusión: átomos de un metal difunden en el otro.

Macroscópicamente: cambios de concentración que ocurren con el tiempo (Cu-Ni).

Transporte de átomos desde las regiones de elevada concentración a baja concentración.

Autodifusión: átomos del mismo tipo intercambian posiciones

Mecanismos de difusión
En materiales sólidos, los átomos están en continuo movimiento, cambian rápidamente de posición.

Movilidad:
1) un lugar vecino vacío
2) el átomo debe tener suficiente energía como para romper los enlaces con átomos vecinos y distorsionar la red durante el desplazamiento.




1- Intercambio directo
Este mecanismo es muy improbable, por la fuerte repulsión de corto alcance de los átomos, lo que prohíbe la ocupación de la posición intermedia donde los dos átomos deberían estar a mitad de camino.


2- Anillo
Aquí las fuerzas repulsivas juegan un rol positivo, cada átomo “empujando” a su vecino en el curso de una permutación circular. Sin embargo este mecanismo requiere la coordinación de varios saltos atómicos, lo que hace que su ocurrencia sea improbable.


3- Difusión por vacantes
Mecanismo de difusión que implica el cambio de un átomo desde una posición reticular normal a uno vacante.
Proceso necesita presencia de vacantes y la posibilidades de difusión es función del numero de defectos que existan (T ºC) - El movimiento de los átomos va en sentido opuesto al de las vacantes.



La autodifusión y la interdifusión
(átomos de soluto sustituyen a los de solvente) ocurren mediante este mecanismo

4-Difusión intersticial
Mecanismo de difusión que implica átomos que van desde una posición intersticial a otra vecina desocupada.


El mecanismo tiene lugar por interdifusión de solutos(C,H,N y O) que tiene átomos pequeños. Los solutos sustitucionales raramente ocupan posiciones intersticiales y no difunden por este mecanismo.

Esta difusión ocurre más rápidamente que la difusión por vacantes (más movilidad).

Asignatura: EES
Fuente: www.fi.uba.ar/materias/6713/difusion-repaso.pdf
Ver: http://diffusioninsolidsees.blogspot.com/

No hay comentarios:

Publicar un comentario en la entrada