Difusion Y Solubilidad

DIFUSION
 Y
 SOLUBILIDAD
 
Prof.
 Patricia
 Muñoz-­‐Escalona
  pmunoz@usb.ve
 

Facultad
 de
 Ingeniería
 

•  LA
 DIFUSIÓN
 PUEDE
 SER
 DEFINIDA
 COMO
 EL
  MECANISMO
 POR
 EL
 CUAL
 LA
 MATERIA
 ES
  TRANSPORTADA
 A
 TRAVÉS
 DE
 LA
 MATERIA
  •  ES
 EL
 MOVIMIENTO
 DE
 LOS
 ÁTOMOS EN
 UN
  MATERIAL.
  •  LOS
 ÁTOMOS
 DE
 MUEVEN
 DE
 MANERA
 ORDENADA
  TENDIENDO
 A
 ELIMINAR
 LAS
 DIFERENCIAS
 DE
  CONCENTRACIÓN
 Y
 HOMOGENIZANDO
 LA
  COMPOSICIÓN
 DEL
 MATERIAL
 

1.  DIFUSIÓN
 POR
 VACANTES
 O
 SUSTITUCIONAL:
 
 
  2.  DIFUSIÓN
 INTERSTICIAL
 
  3.  INTERCAMBIO
 SIMPLE 
 
 


 
 
 
 
 
 UN
 ÁTOMO
 DEJA
 SU
 LUGAR
 EN
 LA
 RED
 PARA
 OCUPAR
 UNA
 VACANTE
  CERCANA,
 CREANDO
 UN
 NUEVO
 SITIO
 VACÍO
 EN
 SU
 POSICIÓN
 ORIGINAL
  EN
 LA
 RED.
 

•  LAS
 VACANTES
 EN
 METALES
 Y
 ALEACIONES
 SON
 DEFECTOS
 RN
  EQUILIBRIO,
 Y POR
 ELLO
 ALGUNOS
 ESTÁN
 SIEMPRE
 PRESENTE
 PARA
  FACILITAR
 QUE
 TENGA
 LUGAR
 LA
 DIFUSIÓN
 SUSTITUCIONAL
 DE
 LOS
  ÁTOMOS.
  • 
 SEGÚN
 VA
 AUMENTANDO
 LA
 TEMPERATURA
 DEL
 METAL
 SE
  PRODUCIRÁN
 MÁS
 VACANTES
 Y
 HABRÁ
 MÁS
 ENERGÍA
 TÉRMICA
  DISPONIBLE,
 POR
 LO
 TANTO,
 EL GRADO
 DE
 DIFUSIÓN
 ES
 MAYOR
 A
  TEMPERATURAS
 MÁS
 ALTAS.
  •  LA
 ENERGÍA
 DE
 ACTIVACIÓN
 PARA
 LA
 DIFUSIÓN
 PROPIA
 ES
 IGUAL
 A
 LA
  SUMA
 DE
 LA
 ENERGÍA
 DE
 ACTIVACIÓN
 NECESARIA
 PARA
 FORMAR
 LA
  VACANTE
 Y
 LA
 ENERGÍA
 DE
 ACTIVACIÓN
 NECESARIA
 PARA
 MOVERLA 


 
 
 
 
 
 UN
 ÁTOMO
 SE
 MUEVE
 DE
 UN
 INTERSTICIO
 A
 OTRO.
 
 
 
 
 
 
 
 EN
 OCASIONES,
 POCO
 FRECUENTES,
 UN
 ÁTOMO
 DE
 LA
 RED
 SE
 MUEVE
 DE
  SU
 POSICIÓN
 ORIGINAL
 A
 UN
 INTERSTICIO
 MUY
 REDUCIDO
  (INTERSTICIAL
 DESAJUSTADA).
 
 

H, O,
 N
 y
 C
 

H,
 O,
 N
 y
 C
 

Ilustración
 esquemáDca
 de
 una
 solución
 intersDcial
 de
  carbono
 en
 hierro
 γ
 FCC
 


 
 
 
 
 INTERCAMBIO
 DE
 POSICIÓN
 ENTRE
 ÁTOMOS.
 

Difusión
 en
 estado
 estacionario
 de
 átomos
 con
 un
 gradiente
 de concentración.
 

• 

LA
 VELOCIDAD
 A
 LA
 CUAL
 LOS
 ÁTOMOS
 DIFUNDEN
 EN
 EL
 MATERIAL
 SE
 MIDE
 POR
 LA
  DENSIDAD
 DE
 FLUJO
 “J”.
 

•  DIFUSIÓN
 EN
 ESTADO
 ESTACIONARIO
 
•  LA
 DENSIDAD
 DE
 FLUJO
 “J”
 SE
 MIDE
 POR
 LA
 CANTIDAD
 DE
 ÁTOMOS
 QUE
 PASA
 A
 TRAVÉS
 DE  UN
 PLANO
 DE
 ÁREA
 UNITARIA
 POR
 UNIDAD
 DE
 TIEMPO
 (PRIMERA
 LEY
 DE
 FICK)
 :
 

•  J
 =
 -­‐
 D
 *
 
 dC/dX
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 (1)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DONDE:
 
  •  J:
 DENSIDAD
 DE
 FLUJO
 (átomos/cm2.
 seg)
  •  D:
 DIFUSIVIDAD
 O
 COEFICIENTE
 DE
 DIFUSIÓN
 (cm2/seg)
  •  dC:
 DIFERENCIA
 DE
 CONCENTRACIÓN
 A
 LO
 LARGO
 DE
 Dx
  •  dX:
 DISTANCIA
 ...