EJERCICIOS De Solidificacion

EJERCICIOS DE SOLIDIFICACIÓN

Profesor: Hernán Jaime M.
Mayo 2015

MATERIAL DE APOYO

MATERIAL DE APOYO

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EJERCICIOS DE SOLIDIFICACIÓN

a) Calcular el radiocrítico r* en cm y en nm de un núcleo
homogéneo que se forma al solidificar un líquido puro de Al.
Considere que el ΔT = 0,25 * Tm. Usar los datos incluidos en
la Tabla 4.1 queestá en el apoyo.
b) Calcular el N° de átomos que coexisten en el núcleo de
tamaño crítico a esta temperatura de subenfriamiento.
Considere a = 0,3232 nm.
Solución de b) Vol.Tamaño r* = 1,4244 *10-21 cm3
Vol. Celdilla unidad con a = 0,3232 nm; V = 3,376 *10-23 cm3
Vol. Por átomo en la C. U. = 8,44 * 10-24 cm3
N° átomos en núcleo crítico = 40 (mínimo)Respuesta: a) 6,98 x 10-8 cm = 0,698 nm

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Calcular la energía libre asociada al proceso de
solidificación del hierro líquido subenfriado a la
temperaturade 1450 °C.

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Durante la solidificación de un metal puro resulta casi nula la probabilidad
de obtener por nucleación homogénea, a una temperatura T1< TE, un
núcleo de más de 100 átomos, por lo que el subenfriamiento mínimo para
nucleación homogénea de los metales puros, es aproximadamente igual a
0,2 TE, en grados Kelvin(siendo TE la temperatura de solidificación del
metal). Esos 100 átomos, en cambio por nucleación heterogénea (bastaría
un ángulo de contacto de 10° sobre el adecuado agentenucleante) darían
un núcleo heterogéneo de radio de curvatura 18 veces mayor al del núcleo
homogéneo. Justificar el enfriamiento mínimo necesario para posibilitar
una nucleaciónheterogénea sobre aquel agente nucleante

Apoyo: Usar la relación entre homogéneo y heterogéneo;
rcrit = 2 * γSL / ΔGLS = 2 * γSL /(L * ΔT) * TE
Resp.: ΔT (heterogéneo) = 0,011 * TE