TRANSICIONES DE FASES.
Enviado por tolero • 27 de Mayo de 2018 • 1.555 Palabras (7 Páginas) • 285 Visitas
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Algunas morfologías posibles del núcleo crítico son en: nucleación homogénea sin facetear, nucleación homogénea faceteada, nucleación sobre límite de grano sin facetear, nucleación sobre una dislocación, nucleación sobre límite de grano faceteada.
Nucleación en las dislocaciones:
Se pueden identificar en dos formas:
- Si la nueva fase reemplaza una porción de una dislocación, la energía total de la dislocación es reducida.
- El abatimiento en la energía libre de reducción de la auto-energía total en la dislocación ayuda el abatimiento de la energía libre volumétrica en el vencimiento del incremento en la energía libre debida a la formación en y cerca del núcleo.
Se considera una partícula β de forma cilíndrica, extendiéndose a lo largo de una línea de dislocación y la energía de deformación de la dislocación se considera que se remueve sobre una distancia desde la dislocación igual a el radio de la partícula r; una interfaz incoherente es asumida y una energía de deformación debida a la formación de la partícula en sí misma es despreciada entonces:
ΔG = πɣ2 ΔGv + 2 π αβ – A LN ɣ[pic 3]
Nucleación sobre cavidades:
Tornbull considero las cavidades cilíndricas de radio r y altura h en la pared de un contenedor de una sustancia pura, liquido o solido considerar una cavidad cilíndrica en la superficie de la partícula extraña suponer que el sólido humedece el contenedor o partícula pero el líquido no.
la nueva fase prefiere energéticamente, formándose en depresiones agudas y se deberá evitar picos en la superficie. Volmer puntualizo que es importante para un muy alto radio de curvatura de la superficie del contenedor, pero que aún superficies de partículas microscópicas esféricas pueden ser consideradas planas. Cavidades muy agudas en la pared del contenedor pueden contener la fase de más baja temperatura pero aún más alta que la temperatura de transformación y en enfriamiento, la transformación puede principiar con partículas sólidas en tales cavidades.
Y el cambio en la energía libre para una fusión de un sólido en una micro cavidad es:
ΔG = πɣ2 h ΔGv + 2πɣh (ɣ αɣ - ɣ βɣ)
Nucleación sobre vacancias:
Esta nucleación solo se llevara a cabo cuando allá:
1) Baja energía interfacial (el núcleo sea completamente coherente).
2) Pequeña energía de deformación volumétrica.
3) Alta fuerza motriz.
Son las mismas condiciones que deberán ser satisfechas para la nucleación homogénea.
La concentración de vacancias en equilibrio se incrementa exponencialmente con la temperatura. Entonces las concentraciones de vacancias serán relativamente alta a la temperatura de tratamiento de la solución y mucho más baja a la temperatura de envejecido. Sin embargo cuando la aleación es rápidamente templada desde altas temperaturas no habrá tiempo de que la nueva concentración de equilibrio sea establecida y la alta concentración de vacancias se vuelven “Quenched-in” con tiempo suficiente, aquellas vacancias en exceso de la concentración de equilibrio se “anneal-out”.
Cinética de nucleación heterogénea:
Al incremento de la , i.e. decrementando el .[pic 4][pic 5]
-Sitios homogéneos.
-Vacancias.
-Dislocaciones.
-Fallas de apilamiento.
-Límites de grano y Límites de interface.
-Superficies libres.
La nucleación podría ocurrir más rápidamente en sitios cercanos a la parte inferior de la lista.
La importancia relativa de estos sitios en la determinación de la velocidad total a la cual la aleación se transformara también depende de la concentración relativa de los sitios.
En la nucleación homogénea cada átomo es un sitio potencial de nucleación, mientras solo aquellos átomos sobre límites de grano, por ejemplo, pueden tomar parte de la nucleación asistida por un límite.
*La velocidad de nucleación heterogénea:[pic 6]
Las magnitudes de las velocidades de nucleación homogénea y heterogénea pueden ser obteniendo:
[pic 7]
Será siempre más pequeña para la nucleación heterogénea y el factor exponencial en la ecuación es una gran cantidad, la cual favorece una alta velocidad de nucleación heterogénea.[pic 8]
Pero el factor es importante y el numero de átomos en sitios heterogéneos relativo a el numero dentro de la matriz. Para la nucleación en límite de grano:[pic 9]
[pic 10]
Donde será el espesor del límite y D el tamaño de grano. [pic 11]
Para la nucleación en bordes se usa [pic 12]
Para esquinas de granos [pic 13]
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