M.V.M.G. 2007-08 ALEACIONES 1
ALEACIONES
1. INTRODUCCION
2. CLASIFICACION
3. SOLUCIONES SÓLIDAS
4. FASES INTERMEDIAS
5. SOLUCIONES SÓLIDAS ORDENADAS
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INTRODUCCIÓN
• La clase de aleación más simple es la solución sólida: un sólido que consta de dos o más elementos que están dispersados atómicamente y formando una única estructura
• Una aleación es la combinación de dos o más metales, o un metal y un no metal.
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INTRODUCCIÓN
Las diferentes combinaciones entre distintos elementos (metal-metal, metal-no metal) dan como resultado un sólido de naturaleza metálica.
C
C, Cr, Ni, V…
Hierro
La adición de distintos elementos a un metal produce una modificación de sus propiedades. La variación dependerá de la naturaleza del elemento añadido y de su porcentaje.
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CLASIFICACIÓN
Fases de Laves
Soluciones Sólidas
Fases Intermedias
Soluciones Sólidas de Inserción
Compuestos electrónicos
Compuestos de valencia
Compuestos intersticiales.
Soluciones Sólidas de Sustitución
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SOLUCIONES SÓLIDAS
Las soluciones sólidas tienen la estructura cristalina de alguno de los elementos que la forman.
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El elemento que actúa como disolvente es el que mantiene su estructura cristalina, independientemente de la proporción en la que se encuentre.
• Solubilidad ILIMITADA: formación de una solución sólida
• Solubilidad LIMITADA o PARCIAL:
formación de una solución sólida y otros compuestos
SOLUCIONES SÓLIDAS
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• Las soluciones sólidas pueden ser ordenadas o desordenadas, dependiendo de las posiciones ocupadas por los átomos de soluto
Dependiendo de la posición ocupada por los átomos de soluto, las soluciones sólidas se clasifican en dos grupos:
Soluciones sólidas de sustitución
Soluciones sólidas de inserción
SOLUCIONES SÓLIDAS
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a) Factor tamaño
b) Factor electroquímico
c) Factor temperatura
d) Factor valencia
e) Factor estructura cristalina
FACTORES DE SOLUBILIDAD (LEYES DE HUME-ROTHERY)
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ClNa Cu,Ni
Fe,C
FACTORES DE SOLUBILIDAD (LEYES DE HUME-ROTHERY). Factor electroquímico.
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Solución sólida sustitucional de NiO en MgO
Ni2+ Mg2+
Solución sólida sustitucional de Al2O3 en MgO
3 Mg2+ 2 Al3+
3 vacantes Mg 2+ 2 iones Al3+ + vacante Mg 2+
FACTORES DE SOLUBILIDAD (LEYES DE HUME-ROTHERY). Factor valencia.
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FACTORES DE SOLUBILIDAD (LEYES DE HUME-ROTHERY). Factor estructura cristalina.
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SOLUCIONES SÓLIDAS.
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FASES INTERMEDIAS
Las fases intermedias tienen estructura cristalina distinta de la correspondiente a los componentes base.
Propiedades:
Enlace metálico
Conductividad eléctrica
Plasticidad
Temperatura de fusión
Composición química variable
Enlace iónico-covalente
Conductividad eléctrica nula o escasa
Poca plasticidad
Temperatura de fusión elevada
Composición química fija
FASES INTERMEDIAS
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FASES INTERMEDIAS
Compuestos de valencia
Compuestos intersticiales
Compuestos electrónicos
Fases de Laves
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SOLUCIONES SÓLIDAS ORDENADAS
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FACTORES DE SOLUBILIDAD (LEYES DE HUME-ROTHERY). Factor tamaño.
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Metales con gran diferencia electroquímica entre sí.
Enlace covalente
Composición química fija
Elevadas dureza, resistencia mecánica, fragilidad….
FASES INTERMEDIAS. Compuestos de valencia.
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Metales de transición y no metales (H, C, N, B) con gran diferencia electroquímica.
Soluciones sólidas intersticiales
Enlace iónico-covalente
Elevadas dureza, resistencia y fragilidad
Brillo metálico y conductividad eléctrica.
Cementita (Fe3C)
FASES INTERMEDIAS. Compuestos intersticiales.
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Formadas por Cu, Ag, Ni, Au… aleados con Zn, Al, Sn, Si, Mg… con relaciones
electrones / átomos definidas.
21/14 21/13 21/12 CuBe Cu5Zn8 CuZn3 CuZn Cu9Al4 Cu3Sn Cu3Al Ag5Zn8 Cu3Si AgZn Au5Zn8 AgZn3 Ag3Al Mn5Zn21 Ag3Sn NiAl Ni5Zn21 AuZn3 AuZn Fe5Zn24 Au3Sn
( 21/14 , 21/13 , 21/12 )
• Su EC depende de dicha relación:
21/14 CC
21/13 cúbica compleja
21/12 HC
• Alta ductilidad, baja dureza y resistencia…
• Composición química variable
• Soluciones sólidas intermedias
FASES INTERMEDIAS. Compuestos electrónicos.
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Corresponden a la fórmula general AB2, con una diferencia de tamaño de 22,5%
entre los átomos que la componen.
Estructuras complejas con alto índice de coordinación
MgCu2, KNa2, MgZn2
FASES INTERMEDIAS. Fases de Laves.
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INTRODUCCION
CLASIFICACION
Soluciones sólidas
Fases intermedias
SOLUCIONES SÓLIDAS
Soluciones sólidas sustitucionales
Factores de solubilidad (Leyes de Hume-Rothery)
Soluciones sólidas intersticiales
FASES INTERMEDIAS
Compuestos de valencia
Compuestos intersticiales
Compuestos electrónicos
Fases de Laves
SOLUCIONES SÓLIDAS ORDENADAS
ALEACIONES
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