Transformações de Fase em Metais - Prof. Romualdo R. Menezes Fases Fase – Corpo (“pedaço”) macroscopicamente homogêneo Aspecto microscópico Mistura de fases não é sempre como óeo !oiando na "gua# mas como uma emusão (gotas !em pe$uenas) de óeo em "gua – Cont%nuas ou descont%nuas Fase& no'amente oução sóida Composto *ntermet"ico (este$uiométrico ou não)
Fases
Aspecto microscópico
Mistura de fases não é sempre como óeo !oiando na "gua# mas como
uma emusão (gotas !em pe$uenas) de óeo em "gua –
Cont%nuas ou descont%nuas
Fase& no'amente oução sóida Composto *ntermet"ico
(este$uiométrico
ou não)
+m um sistema de um componente& se duas propriedades
termodin,micas (-# .
#/# 0# # 1) forem de2nidas (conhecidas) o estado termodin,mico
estar" de2nido
ouç3es (mais de um componente) terão graus de i!erdade maiores#
ser" necess"rio de2nir mais aguma
propriedade
-ermodin,mica de ouç3es
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+m muitos processos meta6rgicos os processos são reai4ados a - e
.
As deri'adas parciais representam a 'ariação da 0 $uando h"
'ariação
in2nitesima na composição do componente (considerando os
outros
constantes)
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A integração da e$uação anterior fornece a energia i're tota da
soução
em 'ariação na concentração (na
confecção da soução)
+$ui%!rio +ntre 7uas Fases
Cacua8se a energia i're em cada fase (considerando dois
componentes)
e hou'er transferência de matéria entre as fases h" modi2cação nas
suas energias
(supondo $ue A 'ariou)
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Mas foi considerado $ue as fases estão em
e$ui%!rio +stão em uma condição de
m%nimo de energia i're
Como d nA não é
4ero 9 mesmo 'ae
;6mero de Fases nos istemas
Anaisando a energia i're em termos das fases em um sistema de um
componente
+ssas e$uaç3es podem ser coocadas em gr"2cos# de e energia i're em
função da
temperatura
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A!!aschian# <=# A!!aschian# >=# <eed8hi# <= +=# .h?sica
Metaurg? .rincipes @ed# Cengage >earnig# tamford# BB=
/ariação da energia i're de2ne a fase mais est"'e
9utra forma de a'aiação da esta!iidade das fases é em termo de
0
A energia de am!as decresce
com a -# de'ido o termo -
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A!!aschian# <=# A!!aschian# >=# <eed8 hi# <= +=#
.h?sica Metaurg? .rincipes @ed# Cengage >earnig# tamford#
BB=
+m !aias temperaturas a fase mais est"'e é a com menor entapia
Menor
energia interna
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+m atas temperaturas a fase mais est"'e é a $ue tem a maior
entropia
+struturas mais a!ertas
eceç3es
Faias das energias i're de2nem as temperaturas de
transformação
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Anaisando a energia i're em termos em um sistema com dois
componente –
en'o'e souç3es
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Anaisando a energia i're em termos em um sistema com dois
componente –
en'o'e souç3es
+nergia parcia moar& 0A e 0:
+sses termos representam o aumento da energia i're $uando um mo de
A ou : é disso'ido em - constante em um 'oume (muito grande) da
soução
oução *dea
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;o entanto# h" preferências de atração por outros "tomos iguais ou
diferentes
ouç3es reais
+m souç3es reais# utii4a8se o termo a# ati'idade
A ati'idade indica $uanto o sistema foge da ideaidade
A ati'idade não é uma constante# ea 'aria com a composição
Coe2ciente de
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+ssa diferença(DB=Ea) impica $ue a atração entre os "tomos de A é
maior $ue
a$uea entre A e :
An"ise do Coe2ciente de
Ati'idade
duas contri!u iç3es)
istema com 7ois Componentes e Com 7uas Fases
+m am!as as fases uma e$uação da forma a!aio tem $ue ser
satisfeita&
9 so!rescrito nas energias parciais moares foi omitido por$ue no
e$ui%!rio é igua
7i'idindo am!os os
termos por nA
+ssas e$uaç3es restringem os 'aores das fraç3es moares
EBG de Ag e EBG
de Cu <esutado *mposs%'
e ;ão h" possi!iidade de uma com!inação de fases e composiç3es
desta maneira em
situação de e$ui%!rio
7eterminação 0r"2ca da +nergia >i're .arcia Moar
;o caso de um sistema de dois componentes e uma fase (uma
soução
sóida)
-angente no ponto dese5ado (a ser anaisado) e o seu
intercepto com os eios
H representa a 0 parcia
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+m um sistema com mais de uma fase e considerando $ue estão em
e$ui%!rio
<egião antes#depois e entre os ;A
+m 7iagramas *somór2cos (dois componentes e uma fase)
+m determinada temperatura h" uma tangente I cur'a do >i$uido e
do óido
+m diagramas *somór2cos
*somór2co com .onto de M%nimo
*somór2co com .onto de M"imo
Construção do diagrama usando +nergia >i're
Construção do diagrama usando +nergia >i're
7ois Componentes com -rês Fases em +$ui%!rio
.ara fa4er a an"ise do e$ui%!rio das três fases é igua a an"ise
anterior
Como as cur'as 'ariam com a -emperatura só ha'er" uma
temperatura
onde se poder" traçar uma tangente comum as três cur'as
<egra da Aa'anca
0raus de >i!erdade 8 /ari,ncia
Fases# .# /ari,ncia# F# Componentes# C
F / L C ;
9nde& F é o n6mero de fases presentes / é o n6mero de graus de
i!erdade C é o n6mero de componentes ; é o n6mero de 'ari"'eis não
composicionais (. e -)
istemas Condensados