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Interfaces de cristal e Microestrutura
Basicamente três tipos diferentes de interface são importantes no sistema metálico
1. O livre acesso navegar de um cristal (sólido / vapor interface)
2. Contornos de grão (a / a interfaces)
3. Interfaces de interfase (interfaces o).
Todos os cristais possuem o primeiro tipo de interface. O segundo tipo separa os cristais com essencialmente a mesmacomposição e estrutura de cristal, mas uma orientação diferente no espaço. A terceira interface separa duas fases distintas, que podem ter diferentes estruturas cristalinas e / ou composições e, portanto, também inclui interfaces sólido / líquido.
A grande maioria das transformações de fase em metais ocorre pelo crescimento de uma nova fase (p) de uma série de sítios de nucleação poucos dentro dafase mãe (a)-a nucleação e processo de crescimento. A interface alfa / beta, portanto, desempenha um papel importante na determinação da cinética de transformações de fase e é a classe mais importante da interface listados. É, no entanto, também o mais complexa e menos compreendidos, e este capítulo, portanto, começa por considerar primeiro as interfaces mais simples, (1) e (2).
A interface solida/ vapor é, naturalmente, por si só importante na vaporização e condensação transformações, enquanto contornos de grãos são importantes na recristalização t, ou seja, a transformação de uma estrutura de grão altamente deformada em novos grãos não deformados. Embora nenhuma nova fase está envolvido na recristalização ele tem muitas características em comum com transformações de fase.
A importânciade interfaces não se restringe ao que pode ser cailed primeira transformação 11W. Uma vez que as interfaces são um deA airnost característica essencial. microestrutura transformada, um palco (siower) segundo mais transformati0fl3 é o engrossamento microestrutural que ocorre com o tempo ". Este é precisetYJ anaiogous para LHE coarsening grãos ou crescimento de grão que foflows um recrystalilfl ±transformação ção.
0,1 Energia Interfacial grátis
É comum a prática eis ta de interfaciai energia. Na realidade, porém, que normalmente é meanl e medido pelo experimento é LHE interfacial livre de energia 1. A energia livre de um sistema contendo uma interface de área A e energia livre
y por unidade de área é dada por
G = G (3.1)
onde G é a energia livre do sistema LHE assurning que aimaterial no svstem tem as propriedades do bufk-7 é, portanto, o excesso de energia livre sobe do fato de que algum material está dentro ou dose para a interface. É também o trabalho que rnust ser feito em T constante e P para creale unidade de área de interface.
Considerar para sirnplicity uma armação de arame suspender um FIM iiquid, fig. 3.1. Se um bar do quadro é movabie se verificar que uma força Fpor unidade deve ser iength appiied para manter a barra em sua posição. Se esta força se move uma distância smail para que a área total da FIM é aumentada pela dA o trabalho realizado pela força é PUA. Este trabalho é usado para aumentar a energia livre do sistema por dG. Da equação 3,1
dG = '+ YDA A & y
Equacionar isso com FDA dá
d-y
(3.2)
No caso de um FIM líquido a energia da superfície éindependente da área da interface e dy / dA = O. Isto conduz a LHE resultado weil conhecido
(3.3)
ou seja, uma superfície com uma energia livre y J m exerce uma tensão superficial de N m
No caso de interfaces que envolvem de modo porém, il não é imediatamente óbvio que y é independente da arca. Uma vez que um hquid é incapaz de suportar tensões de cisalhamento, os átomos dentro do líquido podereorganizar durante o processo de alongamento e, assim, manter uma estrutura de superfície constante. Sólidos, no entanto, são muito mais viscoso eo Iransfer de átomos do Buik à superfície, o que é necessário manter uma estrutura de superfície inalterada e energia, Mil tomar ionger muito. Se esse tempo é longo em comparação com o período do experimento, então não dy / dA O e wilIl superfície...
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