Difusión De Los Materiales

Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial de Bilbao Dpto. de Ingeniería Minera, Metalúrgica y Ciencia de Materiales

TEMA 4:
4.1
4.2 4.3 4.4 4.5 4.6

Difusión
Introducción a la difusión
Mecanismos de difusión: por vacantes o intersticial Energía de activación Difusión en estado estacionario: 1ª ley de Fick Difusión en estado no estacionario: 2ª ley de Fick Aplicacionesindustriales de la difusión

Ciencia de Materiales

TEMA 4: Difusión.

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4.1. INTRODUCCIÓN A LA DIFUSIÓN
Todos los sistemas tienden al EQUILIBRIO en todos los aspectos, tanto químicos como físicos. Un sistema en el que hay un gradiente de concentración de uncompuesto dado tenderá a igualar la concentración en todos sus puntos. Para ello, los átomos se moverán desde donde tienen mayor concentración hacia donde se encuentran en menor concentración. A este movimiento se conoce como difusión.
La difusión es el transporte de la materia a través de la materia Difusión de un gas en un gas

Velocidad de Difusión
Depende del grado de empaquetamientoAlcohol

Agua

Difusión de un líquido en un líquido
Difusión de un sólido en un sólido

Tipos de Difusión: autodifusión (ejemplo : movimiento de iones en un conductor) y difusión de solutos o impurezas ( C o N en matriz de Fe )

Vamos a ver el fenómeno de DIFUSIÓN de los átomos en el estado SÓLIDO 2 Mecanismos Básicos
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Difusión por Vacantes Difusión Intersticial
TEMA4: Difusión. 2

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4.2. MECANISMOS DE DIFUSIÓN

X

v

v

X

Difusión por vacantes

Difusión intersticial

Requisitos para que los átomos se muevan de un lugar a otro: Que haya un lugar vecino vacío Tener la energía suficiente para romper los enlaces ydistorsionar la red durante el movimiento Temperatura Energía vibratoria
Difusión en materiales cerámicos
Ciencia de Materiales En los compuestos iónicos, los iones sólo pueden viajar a través de vacantes de su mismo tipo. Los cationes, que son más pequeños, viajan más rápido que los aniones. TEMA 4: Difusión. 3

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DIFUSIÓN POR VACANTES

Un átomo pasa de una posición reticular a una posición contigua que estaba vacante. Se le llama también difusión sustitucional, porque habitualmente conduce a finalizar con una red cristalina en la que átomos de un elemento han sido sustituidos por otro elemento.

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TEMA 4: Difusión.

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DIFUSIÓN INTERSTICIAL
Se trata de átomos de pequeño tamaño, tan pequeños como para caber en los huecos que quedan en las redes cristalinas. Habitualmente se trata de átomos de H, C, N y O.

Como son átomos muy pequeños y el número de huecos es muy grande, la difusiónintersticial es muy rápida.
Este tipo de difusión es el que se emplea en los procesos de nitruración, carburación etc., para endurecimiento de metales.

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4.3. ENERGÍA DE ACTIVACIÓN

Para que los átomos puedanmoverse hace falta una gran energía de activación, Q.
Generalmente esta energía es muy superior en el caso de la difusión por vacantes frente a la difusión intersticial.
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4.4. DIFUSIÓN EN ESTADO ESTACIONARIO
Pero la...