Difusión

Título:
El empleo de la difusión actual y su uso cotidiano de la vida diaria.

Planteamiento del tema:

La difusión puede ser definida como el mecanismo por el cual la materia es transportada por la materia. Los átomos de gases, líquidos y sólidos están en constante movimiento y se desplazan en el espacio tras un período de tiempo. En los gases, el movimiento de los átomos es relativamenteveloz, tal efecto se puede apreciar por el rápido avance de los olores desprendidos al cocinar o el de las partículas de humo. En los líquidos, los átomos poseen un movimiento más lento, esto se pone en evidencia en el movimiento de las tintas que se disuelven en agua líquida.

El transporte de masa en líquidos y sólidos se origina generalmente debido a una combinación de convección(movilización de fluido) y difusión. En los sólidos, estos movimientos atómicos quedan restringidos (no existe convección), debido a los enlaces que mantienen los átomos en las posiciones de equilibrio, por lo cual el único mecanismo de transporte de masa es la difusión. Sin embargo las vibraciones térmicas que tienen lugar en sólidos permiten que algunos átomos se muevan.

La difusión de éstos enmetales y aleaciones es particularmente importante si consideramos el hecho de que la mayor parte de las reacciones en estado sólido llevan consigo movimientos atómicos; como ejemplo se pueden citar la formación de núcleos y crecimiento de nuevos granos en la re cristalización de un metal trabajado en frío y la precipitación de una segunda fase a partir de una solución sólida. (Ing. Mambuscay, 2003)Investigación y Argumentación:

Crecimiento de grano: un material compuesto por gran número de granos tiene muchos bordes de grano, que representan áreas de alta energía debido a una ineficiente compactación de los átomos. Si se reduce el área total de los bordes de grano mediante el crecimiento de estos, se tendrá en el material una energía general inferior.

El crecimiento de los granosimplica el desplazamiento de los bordes de grano, permitiendo que algunos granos crezcan a costa de otros. Implica en general mantener el material a temperaturas altas el período necesario de tiempo (ej. algunos metales).

Soldadura por difusión: método utilizado para unir materiales. Se efectúa en tres pasos. Primero, aplicando presión que deforma ambas superficies obligándolos a unirse,fragmentando las impurezas y produciendo una gran área de contacto átomo-átomo.

Mientras las superficies se mantienen en compresión y a temperatura elevada, los átomos difunden a lo largo de los bordes de grano hacia las vacancias restantes, reduciéndose el tamaño de las vacancias en la interface (este paso es rápido). Finalmente, el crecimiento de los granos aleja los huecos remanentes de lasfronteras de grano. El tercer paso implica la eliminación completa de los huecos para lo que deberá ocurrir la difusión volumétrica que es relativamente lenta. Este proceso se utiliza para unir metales reactivos como el titanio, para unir metales y materiales distintos, y para unir cerámicos.

Sinterización: Un cierto número de materiales se manufacturan en formas útiles mediante un proceso querequiere la consolidación de pequeñas partículas en una masa sólida.
La Sinterización es un tratamiento a alta temperatura que hace que las partículas se unan y que de manera gradual se reduzca el volumen del espacio de los poros entre las mismas. Es de uso frecuente en la fabricación de componentes cerámicos así como en la producción de componentes metálicos en la llamada metalurgia de polvos.Cuando se compacta polvo de un material para obtener una preforma, las partículas de polvo entran en contacto en muchos puntos, aunque con una cantidad significativa de poros entre ellas. Los átomos difundirán hacia los puntos de contacto a fin de reducir la energía superficial entre las partículas. Si el sinterizado se efectúa durante un tiempo prolongado pueden eliminarse los poros y el...