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DIFUSIÓN EN SÓLIDOS
| Date post: | 08-Dec-2015 |
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DIFUSIÓN EN SÓLIDOS
DIFUSIÓN DE SÓLIDOS
La difusión puede ser
definida como el mecanismo por el cual la
materia es transportada
por la materia.
MECANISMO DE DIFUSIÓN
Mecanismos en los átomos en una estructura
cristalina
Mecanismo de Vacantes o
Sustitucional
Mecanismo Intersticial
MECANISMO DE DIFUSIÓN POR VACANTES O SUSTITUCIONAL
Los átomos pueden moverse en las redes cristalinas desde una posición a otra si hay presente suficiente
energía de activación, proporcionada ésta por la vibración térmica de los
átomos, y si hay vacantes u otros defectos cristalinos en la
estructura para que ellos los ocupen.
MECANISMO INTERSTICIAL
La difusión intersticial de los átomos en
redes cristalinas tiene lugar cuando los
átomos se trasladan de un intersticio a otro
contiguo al primero sin desplazar
permanentemente a ninguno de los
átomos de la matriz de la red cristalina.
DIFUSIÓN EN ESTADO ESTACIONARIO
No se produce cambios en la concentración de los átomos de soluto en esos planos,
para el sistema, con el tiempo.
LOS VALORES DE LA DIFUSIVIDAD DEPENDEN DE MUCHAS VARIABLES, LAS MÁS IMPORTANTES SON
LAS SIGUIENTES:
El tipo de mecanismo de difusión.
La temperatura a la cual ocurre la difusión
El tipo de estructura cristalina de la red matriz.
El tipo de imperfecciones cristalinas.
La concentración de las especies que se difunden
DIFUSIÓN EN ESTADO NO ESTACIONARIO
El estado estacionario, en el cual las condiciones permanecen invariables con el tiempo, no se presenta con frecuencia en aplicaciones de ingeniería.
Para casos de difusión en estado no estacionario, en el cual la difusividad es independiente del tiempo
En la mayoría de los casos, la difusión es en estado no estacionario
EN LA DIFUSION EN NO ESTACIONARIO SE BASA EN LA LEY DE FICK:
Esta ley establece que la velocidad de cambio de la
composición de la muestra es igual a la difusividad por la
velocidad de cambio del gradiente de concentración.
La aplicación más importante en metalurgia de los principios de difusión es la carburización del acero
APLICACIONES DE LA LEY DE FICK
Homogeneización.
Se lleve a cabo en el menor tiempo posible,
por lo que para que esto se produzca, hay que
mantener el coeficiente de difusión lo más alto
posible
Procesos de carburación y nitruración
Se llevan a cabo para obtener una superficie dura del
material, con mayor resistencia al desgaste, conservando un núcleo
tenaz. Todos los engranajes de acero de maquinarias están tratados por éstos
procesos
Descarburación
Este es el proceso inverso de la
carburización, es decir, en lugar de inyectar carbono,
se extrae éste elemento de ella.
EFECTO DE KIRKENDALL
Es el movimiento de la capa límite
entre dos metales que se produce
como consecuencia de
la diferencia en las velocidades de difusión de los
átomos de metal.
EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LA DIFUSIÓN EN SÓLIDOS
El coeficiente de la difusión es una función notable de la temperatura, por experimentación
se ha encontrado que la dependencia de la temperatura de la velocidad de la difusión de muchos sistemas puede ser expresada por el
siguiente tipo de ecuación de Arrhenius:
DIFUSIÓN INTERFACIALEn los metales policristalinos la
difusión se puede presentar a lo largo de los límites de grano y de la
superficie, así como a través del volumen de los granos..
FRICCIÓN INTERNA
La capacidad que posee un sólido
vibrante, completamente aislado de sus
alrededores, para convertir en calor su energía mecánica, se llama fricción interna
ó capacidad de amortiguamiento.
El Efecto Snoek
La fricción interna resultante de la
ordenación preferente de los
átomos intersticiales bajo una tensión
aplicada fue explicada por Snoek.
EN RESUMEN PODEMOS CONCLUIR QUE:
MARCO PRÁCTICO
Videos http://www.youtube.com/watch?v=oTeC0jvO6d8
Experimentohttp://www.youtube.com/watch?v=BYFPSp2WlxU
