Diagramas

diagramas
Introducción
En termodinámica y ciencia de materiales se denomina diagrama de fase a la representación gráfica de las fronteras entre diferentes estados de la materia de un sistema, en función de variables elegidas para facilitar el estudio del mismo. Cuando en una de estas representaciones todas las fases corresponden a estados de agregación diferentes se suele denominar diagrama decambio de estado.
En ciencia de materiales se utilizan ampliamente los diagramas de fase binarios, mientras que en termodinámica se emplean sobre todo los diagramas de fase de una sustancia pura.












Definición:
Son representaciones gráficas de las fases que están presentes en un sistema de materiales a varias temperaturas, presiones y composiciones. La mayoría de losdiagramas de fase han sido construidos según condiciones de equilibrio (condiciones de enfriamiento lento), siendo utilizadas por ingenieros y científicos para entender y predecir muchos aspectos del comportamiento de los materiales. Los diagramas de fases más comunes involucran temperatura versus composición.
A partir de los diagramas de fase se puede obtener información como:
1.- Conocer quefases están presentes a diferentes composiciones y temperaturas bajo condiciones de enfriamiento lento (equilibrio).
2.- Averiguar la solubilidad, en el estado sólido y en el equilibrio, de un elemento (o compuesto) en otro.
3.- Determinar la temperatura en la cual una aleación enfriada bajo condiciones de equilibrio comienza a solidificar y la temperatura a la cual ocurre la solidificación.
4.-Conocer la temperatura a la cual comienzan a fundirse diferentes fases. Los equilibrios de fase y sus respectivos diagramas de fase en sistemas multicomponentes tienen aplicaciones importantes en química, geología y ciencia de los materiales. La ciencia de materiales estudia la estructura, propiedades y aplicaciones de los materiales científicos y tecnológicos.




Diagrama de fasebinario
Cuando aparecen varias sustancias, la representación de los cambios de fase puede ser más compleja. Un caso particular, el más sencillo, corresponde a los diagramas de fase binarios. Ahora las variables a tener en cuenta son la temperatura y la concentración, normalmente en masa. En un diagrama binario pueden aparecer las siguientes regiones:
• Sólido puro o disolución sólida
• Mezcla dedisoluciones sólidas (eutéctica, eutectoide, peritéctica, peritectoide)
• Mezcla sólido - líquido
• Únicamente líquido, ya sea mezcla de líquidos inmiscibles (emulsión), ya sea un líquido completamente homogéneo.
• Mezcla líquido - gas
• Gas (lo consideraremos siempre homogéneo, trabajando con pocas variaciones da altitud).
Hay punto y líneas en estos diagramas importantes para sucaracterización:
• Línea de líquidus, por encima de la cual solo existen fases líquidas.
• Línea de sólidus, por debajo de la cual solo existen fases sólidas.
• Línea eutéctica y eutectoide. Son líneas horizontales (isotermas) en las que tienen lugar transformaciones eutécticas y eutectoides, respectivamente.
• Línea de solvus, que indica las temperaturas para las cuales una disolución sólida (α) de A y Bdeja de ser soluble para transformarse en (α)+ sustancia pura (A ó B).
• Concentraciones definidas, en las que tienen lugar transformaciones a temperatura constante: Eutéctica, Eutectoide, Peritéctica, Perictectoide, Monotéctica, Monotectoide, Sintéctica
Clasificación de los diagramas de fases en metales

Solubilidad total en estado líquido
- solubilidad total en estado sólido presentanúnicamente líneas de líquidus y sólidus, forman soluciones sólidas substitucionales.




Reglas de Hume - Rothery (para que dos metales formen soluciones sólidas substitucionales) deben cristalizar en el mismo sistema tener idéntica valencia igual carácter electroquímico diámetros atómicos que no difieran en más del 15%
Insolubilidad total en estado sólido
- aparición de un punto invariante...