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solidificacion

materiales
by

carlos gonzalez

on 25 February 2013

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Transcript of solidificacion

Solidificación Formación de una nueva fase en un punto dado del sistema, en el caso de la solidificación, esto corresponde a la formación de un pequeño cristal rodeado de un liquido.
Podemos distinguir dos tipos de nucleación, la nucleación homogénea y la heterogénea NUCLEACIÓN Este proceso implica la transformación de estado líquido a sólido al reducir la temperatura La estructura producida durante la solidificación afecta a las propiedades mecánicas e influye en los tratamientos posteriores para modificarla Este proceso requiere de unas etapas, una de las cuales es la nucleación Se da en el liquido fundido cuando el metal proporciona por si mismo los átomos para formar el núcleo. NUCLEACIÓN HOMOGÉNEA Cuando se enfría un metal puro por debajo de su temperatura de equilibrio de solidificación en un grado suficiente, se crean numerosos núcleos homogéneos por movimiento lento de átomos que se mantienen juntos Habitualmente requiere un elevado grado de subenfriamiento Para que un núcleo estable pueda transformarse en un cristal debe alcanzar un tamaño critico ¿QUE ES UN NUCLEO?

¿QUE ES EL TAMAÑO CRITICO? NUCLEACIÓN HOMOGÉNEA Es un conjunto de átomos que han sobrepasado un nivel de energía que les permite mantener su ordenamiento dentro de un liquido. Este conjunto de átomos no podrá mantenerse unidos a menos que alcance un cierto tamaño. Ahora bien, de que depende entonces el tamaño necesario para formar el núcleo? NUCLEO Dependerá de las energías involucradas en la propia nucleación.
Deben considerarse dos tipos de energías: Energía libre volumétrica Energía libre superficial Y O energía libre global, liberada por la transformación de liquido a solido Requerida para formar las nuevas superficies solidas de las partículas solidificadas SOLIDIFICACIÓN Cuando un metal liquido se enfría por debajo de su temperatura de solidificación de equilibrio, la energía motriz para la transformación de liquido a solido es la diferencia entre la energía libre volumétrica del liquido y del solido, sin embargo, hay una energía que se opone a a la formación de núcleos que es la energía libre superficial El cambio de energía libre total, para la formación de un núcleo esférico de radio r formado por el enfriamiento de un metal puro esta expresado según: De acuerdo al gráfico podemos ver que el radio critico dependerá de las energías de volumen y superficie, pudiéndose obtener la siguiente relación Pero también es posible relacionar el radio critico con el subenfriamiento, de la siguiente manera: Es la nucleación que tiene lugar en un liquido sobre la superficie del recipiente que lo contiene, impurezas insolubles, u otros materiales estructurales que disminuyan la energía libre requerida para formar un núcleo estable NUCLEACIÓN HETEROGÉNEA La figura muestra un agente de nucleación siendo mojado por el metal liquido, siendo esta la génesis de la nucleación heterogénea NUCLEACION HETEROENEA
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