Schemi Scienza dei materiali

Diagrammi di stato

Fasi

Porzione di sistema con caratteristiche chimico-fisiche diverse. I componenti devono poter individuare un'interfaccia tra due diverse fasi.

Componenti

Minimo numero di componenti chimici per ottenere ogni fasi. Impurezze: nel soldo la purezza non supera il 99,9999% (100 - atom.%).

Leggi di alligazione

Processo per aggiungere impurezze a migliorare resistenza.

Soluzione solida

→ Assimilazione elemento nel solvente solido.

Sostituzionali

Atomi del soluto possono sostituirsi in modo regolare con quelli del solvente. Sostituzioni: sostituisco atomi della matrice creando soluzioni diverse nel metallo. Sostituzioni: schema con due elementi completamente miscibili.

Interstiziali

Inserisco atomi in un reticolo di metallo, miglioramento meccanico.

Hume-Rothery

• Differenza tra raggio atomici inferiore al 15%
• Valenza ed elettronegatività simile
• Valenza solvente ≥ valenza soluto
• Differenze tra struttura cristallina
• Limite di solubilità

Se supero il limite compaiono l'una altra fasi (limite dipende da T).

Carattere basico

Metallica in alta temperatura. Proporzioni geometriche osservate con microscopio elettronico. Descrizione schiacco chimico: h.c.c., h.p.c.

Microstruttura

Equilibrio delle fasi: equilibrio di Gibbs. Parto da valore minimo: le fasi delle condizioni non noto cambiamenti macroscopici, il sistema stabile (gradiente di temperatura nel tempo).

Per tracciare un diagramma stato devo calcolare ΔG=ΔH-TΔS. Equilibrio delle fasi descrivibili dal costanza nel tempo delle caratteristiche delle fasi per raggiungere min. equilibrio può servire, di molto tempo.

Importante il tempo: parliamo di soluzioni metalliche, soluzioni di metalli che possono modificarsi.

Diagrammi di stato utili

Per prevedere il comportamento, vantaggio della lega. Leghe binarie → formate da due componenti (se d.i. → diagramma).

Esempio soluzioni dove solubilità a pressione costante (soluzioni ideali metalli) - con tutte le sostanze ideali: Si K=1 ln W=0.

Entropia

ΔS utile: approssimazione Sterling: max d. valori composti → ΔS=R[Σx_ilnx_i + Σkx_ilnx_i]

Entalpia

Se ho 2 sostanze A e B, le proprietà per comporre legano A+B. Esempi: quelle per formare A-B allora ΔH° _cristal., solitamente ho ΔH_st