PROBLEMA 7 En el sistema SiO 2 -Al 2 O 3 de Bowen & Greig un material del 70% en peso de alúmina se funde a ~1980ºC y se deja enfriar en aire hasta 1400ºC. Construir una gráfica mostrando cómo la temperatura variará en función del tiempo durante el enfriamiento. En un crisol de Mullita (3Al 2 O 3 ·2SiO 2 ) pura se funde sílice pura a 1750º C. ¿Que cantidad de Mullita se disolverá en el fundido?. PROBLEMAS SISTEMAS BINARIOS

1810  10 ºC 1545  5 ºC N.L.Bowen & J.W.Greig (1924) CRISTOBALITA + MULLITA MULLITA + LÍQUIDO CRISTIBALITA + LÍQUIDO CORINDÓN + MULLITA 3Al 2 O 3 ·2SiO 2 MULLITA Al 2 O 3 SiO LÍQUIDO CORINDÓN + LÍQUIDO Temperatura ºC 2023 ºC REGLA DE LAS FASES:F + L = C + 1

1810  10 ºC 1545  5 ºC N.L.Bowen & J.W.Greig (1924) CRISTOBALITA + MULLITA MULLITA + LÍQUIDO CRISTIBALITA + LÍQUIDO CORINDÓN + MULLITA 3Al 2 O 3 ·2SiO 2 MULLITA Al 2 O 3 SiO LÍQUIDO CORINDÓN + LÍQUIDO Temperatura ºC 2023 ºC a a' b b' c c' 32% c' e' e d' Tiempo → Temperatura

1810  10 ºC 1545  5 ºC CRISTOBALITA + MULLITA MULLITA + LÍQUIDO CRISTIBALITA + LÍQUIDO CORINDÓN + MULLITA 3Al 2 O 3 ·2SiO 2 MULLITA Al 2 O 3 SiO LÍQUIDO CORINDÓN + LÍQUIDO Temperatura ºC 2023 ºC 1750 L M S 32% %Mullita disuelto = (SL/SM)·100 = 43.6 %

PROBLEMA 54 Construir un sistema binario hipotético L – G, que cumpla las siguientes condiciones: a).-El componente L funde a 1600º C b).-El componente G funde a 1700º C c).-El compuesto LG funde congruentemente a 1500º C d).-El compuesto LG 90 funde incongruentemente a 1450º C dando G y un líquido de composición 86% de G y 14% de L e).-LG es soluble en L formando una solución sólida γ. El máximo de LG soluble en L es el 10 % expresado en G%. Este máximo se encuentra a 1300º C. f).-L es soluble en LG formando una solución sólida β. El máximo de L soluble en LG es el 12 %. Este máximo se encuentra a 1300º C. g).-Hay un eutéctico entre γ y β a 1300º C (localizado a 30% G, 70% L). h).-Dos líquidos coexisten en equilibrio por encima de 1450º C entre el 55 % y el 72 % de G. i).-Hay un punto eutéctico entre LG y LG 90 a 1300º C y una composición del 80% de G y 20% de L. PROBLEMAS SISTEMAS BINARIOS

PROBLEMA LGGL Moles %  β  + L β + L  + β L 1 +L 2 Líquido LG 90 12% 86% β + LG 90 β + L LG 90 + G 55% 72%

PROBLEMA 56 Haciendo uso de los sistemas SiO 2 – Al 2 O 3 (Aramaky y R. Roy); SiO 2 – MgO; SiO 2 – CaO; SiO 2 – FeO y SiO 2 - Fe 2 O 3. Comparar el efecto fundente de los diferentes óxidos sobre la sílice. ¿Cuál es el óxido más “perjudial”? ¿Qué consecuencias prácticas se pueden deducir de dichos resultados? PROBLEMAS SISTEMAS BINARIOS

Campo cristalizacion primario (Se amplia, lo que implica que disminuye la solubilidad)

SLX 2020 ºC 1850 ºC 1595 ºC 1723 ºC Al 2 O 3 + Líq. Al 2 O 3 + Mullita A 3 S 2 + Líq. SiO 2 + Líq. Mullita + Sílice SiO 2 A3S2A3S2 Al 2 O 3 A 3 S 2 ss Temperatura ºC Líquido % en peso Aramaki & Roy ,8%74,6% B 5% 6% 6,5% %Líquido 1600 = 83,3%

 -Cuarzo + Enstatita  -Tridimita + Enstatita  -Tridimita + Protoenstatita  -Cristobalita + Protoenstatita  -Cristobalita + Líquido 870ºC 985ºC 1470ºC 1543ºC % en peso 1703ºC 2 Líquidos SiO 2 MgSiO ºC  -Cuarzo + Wollastonita  -Tridimita + Wollastonita  -Tridimita + PseudoWollastonita 1125ºC 1436ºC 1470ºC  - Tridimita + Líquido  -Cristobalita + Líquido Líquido PsW + Líquido 1707ºC 2 Líquidos % en peso CaO→ SiO 2 CaSiO % SXL SXL 35% 31% %Líquido 1600 = 14,3%Líquido 1600 = 16,1%

Hematita +  -Tridimita Magnetita +  -Tridimita 1390ºC 1455ºC 1470ºC  -Tridimita + Líquido  -Cristobalita + Líquido 1671ºC 2 Líquidos Líquido 1591 FeO + Líquido % en peso SiO 2 Fe 2 O ºC ºC 2 Líquidos  -Cristobalita + Líquido 1470ºC  -Tridimita + Líquido 1178ºC 1177ºC Líquido 1369 Fe 2 SiO 4 + Líquido FeO + Líquido FeO + Fe 2 SiO 4 Fe 2 SiO 4 +  -Tridimita % en peso FeOSiO 2 5% S LX S L X 50% 25% %Líquido 1600 = 6,7%Líquido 1600 = 10%

PROBLEMA 57 Haciendo uso del sistema ZrO 2 – MgO determinar: La temperatura mínima de recocido de una composición con el 90% molar de ZrO 2 y 10% molar de MgO, para que toda la muestra esté constituida por circona cúbica. Si posteriormente la muestra se trata a 1600ºC/2 horas, ¿Qué % de fases se generan y cuáles son sus composiciones? A dicha temperatura, ¿cómo afectará el incremento del tiempo de tratamiento a la microestructura del material y a sus propiedades una vez obtenido? PROBLEMAS SISTEMAS BINARIOS

ZrO 2 MgO Líquido Z c + L ZcZc Z c + MgO 1420 ± 20ºC Z t + MgO Z t + Z c ZtZt Z t +  1122 ± 25ºC Z m +   + MgO ZmZm Z m +Z t MgO + L Moles % 1850ºC x c t 4,5%15,0% 0,5  m 100nm ZcZc ZtZt ZtZt ZcZc Z t + Z m %Z c = 52,4%; Z t = 47,6%Z c = 85% Z + 15% MgOZ t = 99,5% Z + 4,5% MgO

Matríz de ZrO 2 cúbica ZrO 2 monoclínica Matríz de ZrO 2 cúbica ZrO 2 tetragonal ZrO 2 monoclínica ZrO 2(tetragonal) ZrO 2(monoclínica) ∆V = ~ 4%