solidificacion

SOLIDIFICACIÓN (Capítulos I y II del libro “Ciencia e Ingeniería de Materiales”. Profesor José Antonio Pero-Sanz)
TRANSFORMACIONES POR NUCLEACIÓN Y CRECIMIENTO






Cluster(velocidad de nucleación) HOMOGÉNEA (JAP, pag. 89)



(velocidad de nucleación) HETEROGÉNEA (JAP, pag. 89)




siendo (JAP, pag. 88)(JAP, pag. 91)

(JAP, pag. 528)
La temperatura de fusión del aluminio es TE = 660 ºC. Para poder solidificar un aluminio ultrapuro ha sido preciso alcanzar temperaturas inferioresa 475 ºC, debido a la dificultad para formarse, por nucleación homogénea, núcleos de radio r1 que contengan más de 100 átomos. Por nucleación heterogénea mediante agentes nucleantes, 100 átomosdarían núcleos cuyo radio es igual a 25 r1. ¿Cuál sería en ese caso la temperatura, a partir de la cual, podría solidificar el aluminio?
(Problema nº 10 del Capítulo II)

Solución numérica:La temperatura para la cual se podría solidificar todo el aluminio será 660-7,4  652,6 ºC. Es decir, subenfriamientos del orden de 0,01 TE (JAP, pag 89)
Durante lasolidificación 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 paranucleación 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 10º sobre el adecuado agente nucleante) darían un núcleo heterogéneo de radio de curvatura 18 veces mayor al del núcleo homogéneo. Justificar el enfriamientomínimo necesario para posibilitar una nucleación heterogénea sobre aquel agente nucleante.


(Problema nº 11 del Capítulo II)



donde r* es el radio crítico en la nucleación homogénea...