Solidificación

Páginas: 4 (881 palabras) Publicado: 29 de abril de 2012
MATERIALS SCIENCE, AN INTERMEDIATE TEXT
CAPÍTULO 9: SOLIDIFICACIÓN
* Líquidos
Los líquidos tienen más orden que los gases pero mucho menos que los cristales. Cuando un material solidifica suentropía y entalpía disminuyen. La diferencia de entalpías entre los estados líquido y sólido es la energía latente de fusión ΔHf que es liberada hacia los alrededores. Para la mayoría de los metalesΔHv es 20 ó 30 veces tan grande como ΔHf. La diferencia se debe a que en la vaporización todos los enlaces vecinos cercanos están rotos, mientras que en la fusión estadísticamente rompe sólo unafracción de un enlace por átomo.
Para los números de coordinación de los 8 y 12, la vaporización rompe cuatro y seis enlaces por átomo.
* Nucleación homogénea
La formación de una pequeña esfera desólido en un líquido requiere de un incremento de energía libre. La energía de superficie del sistema aumente 4πr2γLS donde γLS es la energía por unidad de área de la superficie. Debido a que el sólido esmás estable debajo del punto de fusión, la solidificación reduce la energía libre en (4/3)πr3 ΔGv, donde ΔGv es el cambio de energía libre por unidad de volumen transformado. El cambio neto deenergía libre es

Conforme el radio de la partícula aumenta, la energía del sistema inicialmente incrementa. Sin embargo, una vez que se alcanza el radio crítico r* la energía libre disminuye con un mayorcrecimiento de esta forma la partícula puede crecer espontáneamente. Una energía de activación es requerida ΔG* para alcanzar este radio crítico. El radio crítico y la energía de activación críticapueden calcularse mediante diferentes ecuaciones.

Sustituyendo r* en la ecuación

La velocidad de nucleación puede ser expresada mediante una ecuación de Arrhenius

Es constante (1039nuclei/m3s para la mayoría de los metales) y k es la constante de Boltzman.

Entropía de fusión y vaporización de varios metales

* Nucleación Heterogénea
La teoría supone que la nucleación se...
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