soluciones sólidas y difusión
Fases intermedias soluciones solidas sustitucionales Soluciones sólidas intersticiales Soluciones ordenadas y desordenadas
Algunos sistemas binarios son
capaces de formar soluciones
sólidas en cualquier
proporción de los elementos
Primera Ley de Fick y Segunda Ley de Fick
Mecanismos de Difusión
Factores que influyen en la Difusión
Cuando dos átomos tienen
solubilidades limitadas
manteniendo la estructura
cristalina del solvente, se
pueden formar estructuras
cristalinas diferentes de los
metales puros, para otras
composiciones.
que existan en
un intervalo de
composiciones,
es decir que sean
soluciones
sólidas
que tengan
relaciones fijas
de átomos es
decir que se
forman
compuestos
intermetálicos
Compuestos
electroquímicos o
compuestos llenos.
Compuestos factor
tamaño.
Compuestos
electrónicos.
Se pueden establecer cuáles van a
ser las
condiciones para que está solubilidad
sea o no limitada. Para ello se
evalúan las reglas
de Hume–Rothery que estudian las
características que determinan la
extensión del
intervalo de solubilidad.
Si se cumple, no se
puede afirmar con toda
certidumbre que
la solubilidad va a ser
alta, pero es muy
probable. El
incumplimiento de tales
condiciones permite
anticipar una solubilidad
baja.
Los factores que determinan la
solubilidad son
Factor tamaño atomo Factor valencia Factor electroquimico Factor de red
La solubilidad de un soluto
intersticial B en otro A, dependerá
de la posibilidad de
alojar átomos de B en los
intersticios de la red cristalina de A
sin causar en esta
grandes distorsiones
Será mayor si los átomos de B son
pequeños frente a los de A. En
este caso los solutos con
diámetros atómicos reducidos,
forman
iones sólidas intersticiales
átomos que pueden
formar soluciones solidas.
Intersticiales
ordenadas desordenadas
A temperaturas próximas a
solidus se favorece la
solución desordenada, por
la contribución de la
entropía a la energía libre
A temperaturas inferiores,
por debajo de solidus, hay
una cierta tendencia al
orden se forman pequeñas
agrupaciones ordenadas
inestables de iones
formados por 10 o menos
celdas unidad
Una región ordenada de un cristal se
denomina dominio. El mayor tamaño
que puede tener un dominio es el del
propio cristal cuando lo ocupa por
completo,
En la solución ordenada las
posiciones atómicas no son
equivalentes, tenemos
posiciones A y B
La ley de Fick es una ley cuantitativa en forma
de ecuación diferencial que describe diversos
casos de difusión de materia o energía en un
medio en el que inicialmente no existe
equilibrio químico o térmico.
primera segunda
se utiliza en estado
estacionario de
difusión, es decir,
cuando la concentración
dentro del volumen de
la difusión no cambia
con respecto a tiempo.
La difusión en régimen
permanente es un caso especial
de uno de los más generales de
la difusión transitoria, en la cual
los flujos y la concentración
varían con el tiempo. La difusión
en régimen no permanente se
Existen dos mecanismos
principales de difusión atómica en
una estructura
cristalina
el mecanismo de vacancias o sustitucional el mecanismo intersticial.
Los átomos pueden moverse en las redes
cristalinas desde una posición a otra si hay
suficiente energía de activación proporcionada
por la vibración térmica delos átomos, y si hay
vacancias u otros defectos cristalinos en la
estructura para que ellos los ocupen.
tiene lugar cuando éstos se trasladan de
un intersticio a otro contiguo sin
desplazar permanentemente a ninguno
de los átomos de la matriz de la red
cristalina. Para que éste sea efectivo, el
tamaño de los átomos que se difunden
debe ser relativamente pequeño
comparado con los de la red.
Cuando D es
independiente de
composición
La magnitud del coeficiente de
difusión D es indicativo de la
velocidad de difusión atómica
tipo de red de la matriz anfitrion tipo de soluto y concentracion de soluto exiatencia de defectos temperatura
Variación de las fuerzas de
cohesión entre átomos.
Direcciones preferenciales de
migración para disminuir la eg
interna de la red
