Resumen De Quimica

Resumen de Química Parte 2
Capítulo 5 Difusión

5.1 Introducción
El fenómeno de la difusión se puede demostrar mediante el par difusor formado por la unión de dos metales puestos en contacto a través de las dos caras, como está ilustrado para el cobre y el níquel. Este par se calienta a elevada temperatura (por debajo de la temperatura de fusión de ambos metales) durante un largo período detiempo y luego se enfría a temperatura ambiente. El análisis químico revela una condición de cobre y níquel puros en los extremos del par, separados por una región de aleación. Este resultado indica que los átomos de cobre han emigrado o difundido dentro del níquel y que el níquel ha difundido dentro del cobre.
5.2 Mecanismos de Difusión
A nivel atómico, la difusión consiste en la emigraciónde los átomos de un sitio de la red a otro sitio. En los materiales sólidos, los átomos están en continuo movimiento, cambian rápidamente de posición. La movilidad atómica exige dos condiciones: 1) un lugar vecino vacío, y 2) el átomo debe tener suficiente energía como para romper los enlaces con los átomos vecinos y distorsionar la red durante el desplazamiento. Esta energía es de naturalezavibratoria.
5.2.1 Difusión por vacantes
Un mecanismo de difusión que implica el cambio de un átomo desde una posición reticular normal a una vacante o lugar reticular vecino vacío. Este mecanismo recibe el nombre de difusión por vacantes. A elevada temperatura el número de vacantes de un metal es significativo. El movimiento de los átomos en la difusión va en sentido opuesto al de las vacantes. Laautodifusión y la interdifusión ocurren mediante este mecanismo; en la interdifusión los átomos de soluto sustituyen a los átomos del disolvente.
5.2.2 Difusión intersticial
El segundo tipo de difusión implica a átomos que van desde una posición intersticial a otra vecina desocupada. El mecanismo tiene lugar por interdifusión de solutos tales como hidrógeno, carbono, nitrógeno y oxígeno, quetienen átomos pequeños, idóneos para ocupar posiciones intersticiales.
5.3 Difusión en estado estacionario
Desde un punto de vista macroscópico, la difusión es un proceso que depende del tiempo: la cantidad de un elemento transportado dentro de otro es una función del tiempo.
5.4 Difusión en estado no estacionario
La mayoría de las situaciones prácticas de difusión son en estado no estacionario.En una zona determinada del sólido, el flujo de difusión y el gradiente de difusión varían con el tiempo, generando acumulación o agotamiento de las substancias que difunden.



5.5 Factores de la difusión
5.5.1 Substancias que difunden
Las substancias que difunden y los materiales a través de los cuales ocurre la difusión influyen en los coeficientes de difusión. Por ejemplo, existe notablediferencia entre la autodifusión del hierro y la interdifusión del carbono en hierro a a 500°C.
5.5.2 Temperatura
La temperatura ejerce gran influencia en los coeficientes y en las velocidades de difusión. Por ejemplo, para la autodifusión del Fe en Fe-a se multiplica por cinco (de 1,1 x I0-20 a 3,9 x 10-15 m2/s) al aumentar la temperatura desde 500 a 900°C.
5.6 Otros tipos de difusión
Laemigración atómica tiene lugar, también, a lo largo de dislocaciones, límites de grano y superficies externas. Estos tipos de difusión a veces se denominan difusión "en cortocircuito" ya que ocurre a una velocidad mucho mayor que la difusión a través del volumen.
5.7 Difusión y tratamiento de los materiales
Algunas propiedades de los materiales experimentan alteraciones y mejoras como consecuenciade los procesos y transformaciones que implican difusión atómica. Para realizar estos tratamientos en un tiempo razonable (del orden de horas) ordinariamente se trabaja a elevada temperatura, a fin de que la velocidad de difusión sea relativamente rápida. Estos procedimientos a elevada temperatura se denominan tratamientos térmicos y se aplican en las últimas etapas de la producción de la...