Difusão e suas aplicações

ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais

DIFUSÃO
PMT 2100 - Introdução à Ciência dos Materiais para Engenharia 2º semestre de 2005

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ROTEIRO DA AULA
• • • • • • • • • • • Conceito de difusão Algumas aplicações Par de difusão Mecanismos de difusão Fluxo de difusão Difusão em estado estacionário - Primeira lei de Fick Difusão em estado não-estacionário - Segunda lei de Fick O coeficiente de difusão Fatores que influenciam na difusão Caminhos de difusão Aplicações

PMT 2100 – Introdução à Ciência dos Materiais para a Engenharia - 2005

CONCEITO DE DIFUSÃO
• Da mesma forma que a corrente elétrica está associada ao transporte de cargas elétricas através de um fio condutor quando este está sujeito a uma diferença de potencial elétrico, a DIFUSÃO está associada ao transporte de massa que ocorre em um sistema quando nele existe um gradiente de concentração química. • Governada por diferentes mecanismos e manifestando-se com magnitudes bastante distintas, a difusão ocorre no interior de sólidos, líquidos e gases. Uma gota de tinta que se dilui na água, é um exemplo de difusão no interior de um líquido. O odor de um perfume que se espalha por uma sala, é um exemplo de difusão no interior de um gás. • Nesta aula, nos concentraremos no estudo da difusão no interior de sólidos. Sua presença em nosso cotidiano não é tão rotineira, mas é grande sua importância para a fabricação de componentes ou estruturas de engenharia. • No interior dos sólidos, a difusão ocorre por movimentação atômica (no caso de metais), de cátions e ânions (no caso de cerâmicas) e de macromoléculas (no caso de polímeros). • Daremos aqui atenção especial ao caso da difusão em metais.
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ALGUMAS APLICAÇÕES

• Filtros para purificação de gases • Homogeneização de ligas com segregação • Modificação superficial de peças • Dopagem de semicondutores •