Cristalización 2015

Cristalización

Contenido

I Materiales Avanzados

II Materiales No Cristalinos

III Vidrios Metálicos

IV Vidrios Metálicos Voluminosos

V Procesos

VI Cristalización

VII Propiedades

VIII Aplicaciones

IX Aleaciones Cristalinas

X Aleaciones Cuasicristalinas

Materiales Avanzados

Materiales Avanzados: son aquellos en que la primera consideración se da a la síntesis sistemática y control su estructura y microestructura para proveer ciertas propiedades y usarse en aplicaciones específicas.

Procesos de No Equilibrio

Para obtener este tipo de materiales, se requiere procesos de no equilibrio. Turnbull se requiere energizar el sistema y templar, enfriamiento rápido.

Materiales No Cristallinos

Materiales No Cristalinos: No existe arreglo tridimensional de átomos, iones o moléculas.

Se clasifican como

Amorfos (amorphous): cualquier material cristalino obtenido por otro método.

Vidrios Metálicos ( glassy metal or metallic glases):

Se obtiene por enfriamiento continuo desde el estado líquido.

Vidrios Metálicos

Los vidrios metálicos se clasifican como

1)Metal-Metaloide (B,C,P y Si) proporción 80%-20%

La proporción es debida al coordinación tetraédrica.

2)Metal-Metal (Segundo metal pequeño como 9-10% o tan

grande como cercano a 50 %.

Duwez (Catech) 1960 primer vidrio metálico

Ni-25at.%Si solidificación rápida (splat quenching)

Formación del Vidrio

Formación del Vidrio

Definiciones

Tg es la temperatura de transición vitrea a la cual un líquido sobreenfriado se convierte en vidrio sólido. Esta temperatura es de origen cinético y depende de la velocidad de enfriamiento. También se define como la temperatura a la cual la viscocidad del líquido sobreenfriado alcanza un valor de 1012 Pa s.

Tx es la temperatura a la cual el vidrio metálico transforma e una fase o fases cristalinas. Es mayor a Tg.

Tx se define como Tx – Tg y se denomina la región de líquido sobre enfriado (SLR, Supercooled liquid region). Se toma como un parámetro que define la estabilidad térmica del vidrio.

Termodinámica

G = H-TS

G se minimiza por la disminución de H o el incremento de S.

La entropía S se incrementa al incrementar el desorden, líquido subenfriado, o al incrementar el número de componentes.

Por lo tanto, una aleación con multicomponentes es más fácil de convertir en un vidrio metálico.

Cinética

Diagrama TTT

Habilidad para formar vidrios

Habilidad para formar vidrios

Habilidad para formar vidrios

Diferencia de tamaños atómicos.

Vidrios Metálicos Voluminosos

Los vidrios metálicos voluminosos (BMG bulk metallic glasses)

presentan las siguientes características:

1984 Cheng

1)Son aleaciones multicomponentes, mínimo de 3.

2)Se obtienen a velocidades de enfriamiento de 103 k/s. Mínima de 0.067 K/s.

3)El diámetro mínimo es de 1mm. 72 mm para la aleación Pd40Cu30Ni10P20.

4)Tx grande hasta 131 K para la aleación Pd43Cu27Ni10P20.

Vidrios Metálicos Voluminosos

Vidrios Metálicos Voluminosos

Vidrios Metálicos Voluminosos

Procesos (Melt Spinning)

Procesos (Melt Spinning)

Mechanical Alloying

Deformación Plástica Severa

Vidrios Metálicos Voluminosos

Vidrios Metálicos Voluminosos

Vidrios Metálicos Voluminosos

Cristalización

Cristalización

Cristalización

Cristalización

Cristalización

Cristalización

Propiedades

Propiedades

Propiedades

Propiedades

Propiedades

Propiedades

Propiedades

Propiedades

Propiedades

Aplicaciones

Aplicaciones

Aleaciones Cristalinas

Aleaciones Cristalinas

Aleaciones Cuasicristalinas

Aleaciones Cuasicristalinas

Cuasicristales