Fenomeno de difusión

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
Grupo 3
David Eduardo Sierra Quiroga
Daniel Isaí González Sánchez
Jairo Anderson Martínez Clavijo
Profesor: Juan Hernando Reyes Pacheco
Ciencia e Ingeniería de Materiales
Ingeniería Mecánica
FENÓMENO DE DIFUSIÓN

1. RESUMEN

Se entiende que la difusión es uno de los procesos más importantes al hablar de materiales de acuerdo con las diferentes características deellos, este proceso se puede describir muy vagamente como el movimiento de masa atómica generada por cambios de energía o simplemente en actividad constante, variando su concentración. La difusión es utilizada generalmente para aumentar propiedades específicas de los materiales al mezclarlos por medio de esta.

Abstract – When it comes to materials the diffusion is one of the most importantprocesses. We can describe this process, as the movement of atomic mass by energy changes or constant activity, changing its concentration. The diffusion is used to increase especific propertties of materials mixing them.

2. PALABRAS CLAVE

Vacancia, intersticial, entropía, difusividad, concentración.

3. INTRODUCCIÓN

En este artículo se introducirá el concepto de difusión comenzando desde su historiapasando por “los defectos” o características que generalmente tiene los materiales para que se pueda dar este proceso, profundizaremos en el cómo y el por qué se lleva a cabo el fenómeno de la difusión asiendo un énfasis en los diferentes procesos o clasificaciones de este fenómeno, mostraremos la importante relación que tiene la concentración y la temperatura para que este proceso se puedallevar acabo de una manera más acelerada.  También se explicara la relación que existe entre la difusión y la mejora de las características de estos materiales. Se introducirá al conocimiento del lector dos diferentes procesos que  están regidos por las leyes de Fick, las cuales nos podrán describir más específicamente las reacciones que se obtiene en el trascurso del desarrollo de este fenómeno y comoes lógico obtendremos datos cuantitativos que nos darán una mejor idea del tiempo en el que trascurre el proceso.

4. MARCO TEORICO

Como se dio a conocer la difusión es el proceso que cuantifica el movimiento molecular y atómico que hay en un material, la magnitud de la velocidad y de la concentración del gradiente respectivo depende de la temperatura a la cual se encuentre dicho material. Elproceso de difusión es fundamental hoy en día en una infinidad de tecnologías en las que por lo general se controla este fenómeno para así proveer características a diferentes materiales que no tenían como dureza conductividad eléctrica entre otras.
Es de conocimiento del lector que las redes cristalinas de los metales no son perfectas, estas redes tienen lo que denominaremos “defectos”, estosrepercuten optimizando las propiedades de los materiales, Los defectos generados son muy comunes van desde discontinuidades en las redes cristalinas hasta cambio de dirección en ellas.
Estamos interesados el conocimiento de dos defectos particulares que se denominan intersticiales y vacancias


GRAFICA #1: a) defecto por vacancia b) defecto intersticialComo se puede observar en la figura el defecto de vacancia se produce cuando falta un átomo o un ion en un sitio normal de la estructura cristalina, el aumento de vacancias genera un aumento de la entropía lo cual a su vez disminuye la estabilidad termodinámica de un material cristalino obteniendo así un desarrollo de difusión más acelerado, las vacancias se originan en el proceso de solidificación opor daños con radiación. Estos defectos son importantes en la velocidad a la cual se produce la difusión
El otro defecto que es importante tener en cuenta es el intersticial se forma cuando se inserta un átomo o un ion adicional en la red cristalina en una posición libre.
En materiales que contienen altas vacancias los átomos saltan de una a otra generando una entropía alta y una baja...