Metalurgia fisica

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Diagrama ternário
Introdução
Os diagramas de equilíbrio são gráficos que mostram as fases presentes num material em equilíbrio com o seu ambiente. Indica o número de fases presentes, suas composições e a percentagem de cada fase, em função da temperatura, da pressão e da composição global do material. Embora a maioria dos materiais de engenharia exista em condição metastável, isto é, fora deequilíbrio, qualquer modificação espontânea se dará em direção ao equilíbrio e muitas informações úteis sobre mudanças de fase em tais materiais podem ser deduzidas a partir dos diagramas de equilíbrio adequados.
Os sistemas ternários são sistemas constituídos por três componentes. Quando estes três componentes, A, B e C, são líquidos e são combinados sem reação química, os sistemas podemapresentar uma, duas ou três fases. A composição da mistura ternária resultante, à temperatura e pressão constantes, pode ser indicada por um ponto dentro de um triângulo eqüilátero, denominado genericamente por diagrama ternário. Neste diagrama, os vértices representam os componentes puros, A, B e C, os lados representam misturas binárias,AB, AC e BC e no interior representam-se as misturasternárias.Tomando como exemplo a Figura 4.13, se o ponto referido E, for ligado aos lados do triângulo por segmentos paralelos aos três lados do triângulo, EP, EQ e ER, a soma dos comprimentos dos diferentes segmentos é constante e igual ao lado do triângulo que se considera ser igual a 100 % ou à unidade.

Considere-se o efeito resultante da adição de uma substância C a uma mistura de dois componentes A e B(Figura 2). Considere-se igualmente que os componentes A e C, por um lado, e B e C, por outro, são totalmente miscíveis, mas que A e B são parcialmente miscíveis.

Todas as misturas binárias de A e B cujas composições são representadas ao longo de PQ, dividir-se-ão em duas fases (conjugadas), P e Q. Para a mistura cuja composição global é representada pelo ponto D, as fases conjugadasrespectivas são P e Q, na proporção DQ/DP. Se o componente C for adicionado a esta mistura binária, a razão de fase mudará gradualmente (mistura ternária e representação no interior do triângulo). Uma das fases diminuirá até se chegar a um estado onde a quantidade de C adicionada à mistura D é tal que a fase contendo menor quantidade de B desaparece completamente. A mistura torna-se homogênea.
O pontoonde isto acontece (ponto de mistura ou de separação) está representado pelo ponto D' no diagrama da Figura 4.14.

Adicionando componente C a outras misturas binárias heterogêneas AB, com diferentes razões de fases conjugadas e procedendo da maneira indicada anteriormente,podem obter-se uma série de pontos de mistura, que definirão uma curva QD'E'F'G'P (curva binodal). Todos os sistemas cujacomposição global esteja representada no interior desta curva são heterogêneos; estes sistemas dividem-se em duas fases, uma mais rica no componente A e outra mais rica no componente B. Todos os sistemas cuja composição globalcaia fora da área definida pela curva binodal são homogêneos.

Figura 4.14: Diagrama de fases de um sistema de três componentes.

Se uma mistura se separa em duas fases, ospontos que representam a composição inicial da mistura global e das fases respectivas estão numa mesma linha reta (tie-line),estando as quantidades relativas das fases relacionadas pelos comprimentos dos segmentos que unem a composição de cada fase com a composição global da mistura.A solubilidade de dois líquidos miscíveis pode ser alterada significativamente pela adição de um terceiro componente.Quando o terceiro componente é solúvel apenas num dos outros dois componentes, a solubilidade mútua dos dois líquidos é, em geral, diminuída; mas quando o terceiro componente se dissolve prontamente em qualquer dos outros dois, a solubilidade mútua é aumentada.

Este comportamento é ilustrado pelo sistema clorofórmio/ácido acético/água. Quando o ácido acético é adicionado a uma mistura...
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