Termodinamica

CALCULO TERMODINAMICO DE LOS DIAGRAMAS DE FASES

P. PenayS.de Aza Instituto de Cerámica y Vidrio. C.S.I.C. Arganda del Rey (Madrid).

RESUMEN

Partiendo del concepto de energía libre de Gibbs como criterio de equilibrio^e hace una breve introducción sobre las posibilidades de los métodos termodinámicos para el calculo de los diagramas de equilibrio de fases. A continuación se presentanvarias aplicaciones concretas para la constmcción de diagramas binarios del tipo de solubilidad sólida completa y del tipo eutéctico. Starting from the Gibbs Free Energy concept as equilibrium criterion, a brief introduction is made on the possibilities of thermodynamic methods for the calculation of phase equilibrium diagrams. This is followed by a presentation of several sepecific applications forthe construction of binary diagrams of the complete solid solubility and eutectic types. En partant du concept d'énergie libre de gibbs comme critère d'équilibre, on fait un brève introduction sur les possibilités des méthodes therm odinamiqu es pour le calcul des diagrammes de l'équilibre de phases. Ensuite, on présente plusieurs applications concrètes pour la construction de diagrammes binairesdu type de solublité solide complète et du type eutectique. Unter Zugmndelegung des Gibbs'sehen Begriffes der freien Energie als Gleichgewichtskriterium wird einleitend kurz die Anwendbarkeit der thermodynamischen Methoden zur Berechnung der Phasengleich gewich ts-Diagramme erörtert. Anschliessend werden einige praktische Beispiele für die Erstellung von binären Diagrammen der vollständigen festenLöslichkeit sowie des eutektischen Typs dargelegt.

SUMMARY

RESUME

ZUSAMMENFASSUNG

1. INTRODUCCIÓN

Quizás ningún área de la ciencia se considera tan básica en tantas disciplinas como la concerniente a los diagramas de fases. Por otra parte, en los últimos veinte años tanto la tecnología como la ciencia de los materiales ha crecido rápidamente y una de las más importantes fuentes deinformación con respecto a sistemas de materiales es su diagrama de fases. De hecho, antes de que cualquier problema, en ciencia de los materiales, tanto de investigación como de desarrollo, se empiece a realizar, es extremadamente útil recurrir a la información suministrada por su diagrama de fases con objeto de tener información sobre la naturaleza del material. A pesar de la mencionadaimportancia de los diagramas de fase, hasta hace poco tiempo e incluso hoy en día, la determinación de un diagrama de equilibrio era y es un problema puramente experimental y su interpretación ha sido y es en gran medida empírica. Sin embargo, si tenemos en cuenta que un diagrama de fases no es más que la representación gráfica de las propiedades termodinámicas de un sistema, es fácflmente deducible que,al menos en principio, dichos diagramas puedan ser calculados a partir de relaciones termoquímicas y encuentren, por lo tanto, su base de desarrollo en la termodinámica. En la práctica, sin embargo, ésto ha sido únicamente posible, por el momento, para casos relativamente simples, debido fundamentalmente a dos razones: la teoría exacta para el caso general es muy compleja y, por otro lado, el quela
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mayoría de los datos termodinámicos fundamentales necesarios no son conocidos en la mayoría de los casos. Sin embargo, recientemente, una gran ayuda en este campo la ha representado la introducción de las computadoras, que han facilitado el tratamiento de problemas en sistemas de multicomponentes y multifases utilizando, por supuesto, para ello unenfoque termo dinámico, en el cual la composición de las fases coexistentes puede ser evaluada Si bien la mayoría de los tratamientos termodinámicos se han aplicado a sistemas metálicos, donde el conocimiento de los datos termodinámicos necesarios es más amplio que en el campo cerámico, los métodos descritos en la bibliografía son extensibles a otros sistemas y, por supuesto, a los sistemas de óxidos....