TEMA : “SOLIDIFICACIÓN METALES” FACULTAD DE INGENIERÍA – U. N. C.
1) INTRODUCCIÓN Las sustancias pueden clasificarse como amorfas o cristralinas. En el estado amorfo, los átomos se encuentran mezclados de una manera completamente desordenada, y sus posiciones no guardan una relación específica con la de sus vecinos. La estructura cristalina, por su parte, consiste en átomos dispuestos según un orden geométrico regular. La disposición varía, según veremos, de una a otra sustancia. Todos los sólidos verdaderos son de naturaleza cristalina. Este hecho explica hasta cierto punto su rigidez, ya que el ordenamiento de los átomos, siguiendo un patrón geométrico, hace más difícil la distorsión de la estructura de un sólido. Si un sólido se …ver más…

Por lo tanto, la formación de la partícula sólida va acompañada por un desprendimiento de energía libre que es proporcional al volumen de sólido formado: ∆Fv. Por el contrario, la superficie de interfase que debe formarse es un sitio de mayor energía y, por lo tanto, debemos entregar al sistema una cantidad de energía que es proporcional a la superficie formada: ∆Fs.

De este modo, durante la formación de una partícula de cristal dentro del líquido, el sistema desprende una cantidad de energía proporcional al cubo del radio (volumen) y absorbe otra, proporcional al cuadrado del radio (superficie). Con partículas de tamaño pequeño (superficie grande respecto del volumen) prevalecerá el valor de la energía superficial, o sea que el sistema absorbe energía. Pero en partículas cada vez mayores, el valor de ∆Fv va influyendo cada vez más, puesto que éste aumenta proporcionalmente al cubo del radio, mientras ∆Fs varía con el cuadrado del mismo. Si sumamos ambas funciones, tendremos una curva resultante ∆Ftotal, que pasa por un valor máximo y luego disminuye. Ésto significa que para que una partícula se transforme en núcleo y siga creciendo, debe poseer un radio mayor que el radio crítico r* y una energía crítica mayor que ∆F*. La fórmula siguiente y la figura 2 ilustran el proceso de nucleación: ∆F = ∆F(sup) + ∆F(vol) ∆F(sup )= δ 4 π r2 ∆F(vol) = ε 4/3π r2 Donde: ∆F(sup):