Nucleacion

Nucleación homogénea y Nucleación Heterogénea.
La nucleación ocurre normalmente con más dificultad en el interior de una sustancia uniforme, por un proceso llamado nucleación homogénea. Los líquidos que se enfrían por debajo de la temperatura máxima de nucleación heterogénea (temperatura de fusión), pero que están por encima de la temperatura de nucleación homogénea (la temperaturade congelación de la sustancia pura) se dice que están superenfriados. Esto es útil para hacer sólidos amorfos y otras estructurasmetaestables, pero puede retrasar el progreso de los procesos químicos industriales o producir efectos indeseados en el contexto de la fundición.
En el caso de la nucleación heterogénea, se libera cierta energía por la destrucción parcial de la interfase anterior. Por ejemplo, si seforma una burbuja de dióxido de carbono entre el agua y la superficie interior de una botella, la energía inherente a la interfase burbuja-agua se libera donde intervenga una capa de gas, y esta energía se consume formando interfases burbuja-agua y burbuja-botella. El mismo efecto puede hacer que se formen partículas de precipitación en los bordes granulosos de un sólido. Esto puede interferir conel endurecimiento por precipitación, que necesita nucleación homogénea para producir una distribución uniforme de partículas de precipitación.

Nucleación y Crecimiento
La transformación de líquido a sólido ocurre en dos etapas. La primera, es la nucleación de la fase sólida en la fase líquida, donde se genera una superficie sólido - líquido que tiene una energía de superficie (energía porunidad de superficie) y, la segunda, se refiere al crecimiento de estos núcleos a medida que desciende la temperatura. Por lo tanto, durante la solidificación coexisten ambas fases, sólida y líquida. · La relación entre las velocidades de nucleación y crecimiento determinará la forma y el tamaño de los granos del sólido resultante.

Nucleación y Crecimiento
Podemos definir la nucleación como laformación 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 líquido. Una vez formados los núcleos, un cierto grupo de ellos crecerá.

Podemos distinguir dos tipos de nucleación, estas son: Nucleación homogénea y Nucleación Heterogénea.

Nucleación homogénea
Se considera en primer lugar lanucleación homogénea, por que es el caso mas simple de la nucleación. La nucleación homogénea se da en el liquido fundido cuando el metal proporciona por si mismo los átomos para formar el núcleo. 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. Lanucleación homogénea requiere habitualmente un elevado grado de subenfriamiento. Para que un núcleo estable pueda transformarse en un cristal debe alcanzar un tamaño crítico.

Pero. ¿Que es un Núcleo?, ¿Cual es el Tamaño Critico?, ¿Porque se produce el Subenfriamiento?

Un núcleo es un conjunto de átomos que han sobrepasado un nivel de energía que les permite mantener su ordenamiento dentrodel líquido. 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?
Dependerá de las energías involucradas en la propia nucleación. Para la nucleación Homogénea deben considerarse dos tipos de cambios de energías: Energía libre volumétrica (o global) liberada por la transformación delíquido a sólido y Energía libre superficial requerida para formar las nuevas superficies sólidas de las partículas solidificadas. Cuando un metal liquido se enfría por debajo de su temperatura de solidificación de equilibrio, la energía motriz para la transformación de liquido a sólido es la diferencia de entre la energía libre volumétrica del liquido y del sólido, sin embargo, hay una...