Estructuras de las aleaciones 1ra parte

Definición de SS Una solución sólida (SS) es un sólido que consta de dos o más elementos que están dispersos atómicamente y forman una estructura de una sola fase Una solución sólida es una fase cristalina que puede presentar composición variable Una solución sólida es una mezcla homogénea de 2 o mas elementos en estado solido

¿Como se forman las fases intermedias de una aleación? O…….. ¿Cómo se forman los campos monofásicos asociados a las fases intermedias??

Las fases intermedias se forman por……. CONCLUSION Las fases intermedias se forman por……. Por una transformación con un máximo congruente b) A través de una reacción peritectica CUIDADO!! …….También se pueden formar fases intermedias por transformaciones en estado solido , ej CuZn

Otros casos de formación de fases intermedias

Tienen campos monofásicos que son líneas verticales Estos campos se llaman compuestos Se forman (durante la solidificación ) por transformación de un máximo congruente o reacción peritectica: ej, MgNi

Diagrama CuZn latones o Brass Representa a un grupo de diagramas de equilibrio binarios formados cuando un metal noble (como ser Cu, Au, Ag) se alea con (Zn o Si)

Reacciones orden-desorden Un super-reticulo se forma «siempre» para una proporción sencilla de átomos: (1:1) y (3:1) La respuesta a porque algunas aleaciones forman super-reticulos esta en el tipo de Fuerzas Atómicas En el caso del CuZn……………Β →β` Ocurre en la fase Cubica Centrada en el Cuerpo BCC La composición estequiométrica cae cerca del borde del campo β`(50% de Zn) La fase BCC ordenada es 1:1 Super-reticulo

FCC 3:1

Colores…… Oro amarillo: Aleación que tiene, por cada 1000 g de la misma, 750 g de oro fino, 125 g de plata fina y 125 g de cobre. Oro rojo: Aquí las proporciones son 750 g de oro fino y 250 g de cobre. Oro rosa: El contenido de 1000 g presenta 750 g de oro fino 50 g de plata fina y 200 g de cobre. Oro blanco o Paladio: Por cada 1000 g de oro blanco o paladio hay 750 g de oro fino y de 100 a 160 g de paladio. El resto es de plata fina. Oro gris: En 1000 g de oro gris hay 750 g de oro fino y alrededor de 150 g de níquel. El resto es de cobre. Oro verde: En 1000 g de oro verde hay 750 g de oro fino y 250 g de plata. Oro azul: En 1000 g de oro azul hay 750 g de oro fino y 250 g de hierro.

Estructura de las SS

Una solución sólida puede existir en un intervalo de composición ESTRUCTURAS DE LAS SOLUCIONES SÓLIDAS Una solución sólida puede existir en un intervalo de composición Para cualquier composición de este intervalo el material es totalmente homogéneo y sus propiedades físicas y sus constantes reticulares se diferencian muy poco de las que corresponden a las composiciones próximas. los componentes son totalmente miscibles Esto es una SS !!!!!

también se forman soluciones sólidas para concentraciones más elevadas del elemento adicionado se denominan soluciones sólidas secundarias. En general, las SS secundarias tienen estructuras distintas a la de los elementos puros. Las SS secundarias y los compuestos intermetálicos tienen en común que ninguno de ellos posee intervalos de homogeneidad que se extiendan hasta el componente puro, por lo tanto, se denominan fases intermedias.

(se desordenan a ↑temp y se ordenan ↓temp) ESTRUCTURAS DE LAS SOLUCIONES SÓLIDAS Hay gran cantidad de SS …….porque tienen enlace metálico El enlace metálico es indiferente a los átomos participantes SS pueden ser …….. sustitución o inserción Distribución de átomos en una SSsust es…. f(temp) (se desordenan a ↑temp y se ordenan ↓temp)

LAS SOLUCIONES SÓLIDAS……….. PRIMARIAS ………DE SUSTITUCION Objetivo: explicar las particularidades de la estructura que ayudan a que un metal disuelva a otro y formen, entonces, una SS primaria de sustitución

Reglas de Solubilidad de Hume-Rothery (según A.H.Cottrell)

Otra definición de solubilidad….. Las reglas de Hume-Rothery representan un conjunto de condiciones que deben cumplir las soluciones sólidas metálicas, para que tenga lugar la miscibilidad total entre las distintos componentes. Dichas reglas establecen que: 1. La diferencia entre los radios atómicos debe ser < 15%. 2. La electronegatividad (capacidad del átomo para atraer un electrón) debe ser similar. 3. Los dos metales deben poseer la misma estructura cristalina. 4. La valencia con la que actúan debe ser la misma. Si no se cumple una o más de las reglas de Hume-Rothery, sólo es posible obtener solubilidad parcial.

Ejemplo de la regla de Hume-Rothery     Si por ejemplo, ¿ el Al puede disolver al Si?                                       Al                               Si  Radio atómico  = 0,143 nm      «     Radio atómico = 0,117 nm  Estructura cristalina = FCC      «     Estructura cristalina = estructura del diamante (FCC con base)  Valencia = +3                          «    Valencia = -4  Los dos átomos tienen una electronegatividad similar.

La electronegatividad es básicamente una medida que demuestra la capacidad que ostenta un átomo de atraer para sí los electrones que corresponden a otro átomo cuando ambos conforman un enlace químico

Conclusión:  Como podemos observar la solución de Si en Al viola las reglas 1,3 y 4, es por esto que no nos sorprenderá saber que el Si sólo es soluble en Al en una proporción inferior al 2% (porcentaje atómico).