Resumo Matéria: Solidificação & Sinterização

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Nucleação Homogênea: 
Não há interferência de agentes estranhos
Quanto mais negativo o DG, maior a tendência que ocorra a reação
Na temperatura de fusão a energia livre das suas fases são iguais. Abaixo da temperatura de fusão, o solido é a fase estável já que apresenta a menor energia livre. 
Quanto maior o grau de super-resfriamento DT, maior a forca eletromotriz da transformação líquido/sólido.
Lembrar: força eletromotriz é o decréscimo da energia livre do sistema. Por isso, quanto mais eu resfrio (dT), mais negativo será o DG, ou seja, maior será o decréscimo na energia livre, que é a força motriz. 
O início da solidificação ocorre com a formação de núcleos sólidos estáveis – a formação de um núcleo envolve DUAS energias.
Energia de volume: resulta da transformação do liquido em sólido e que é liberada pelo sistema, atuando como força motriz da solidificação.
Energia de superfície: surge devido a formação da interface solido/liquido que exige CONSUMO DE ENERGIA. – Atua como barreira a solidificação.
O núcleo formado só sobrevive se a energia livre total diminuir.
Formação de embriões esféricos – apresenta menor relação superfície/volume – geometria mais indicada energicamente.
O menor núcleo estável é o que possuio raio R1. Se formar algum núcleo com raio R2 (DGtotal>0): o núcleo ganha átomos, aumenta de tamanho e consequentemente diminui o DG. Existe um tamanho mínimo para que os núcleos possam crescer e se tornar estáveis. Este tamanho critico é chamado de raio crítico Rc). A este raio critico corresponde um DG critico que é a barreira energética a ser vencida para haver solidificação. 
Nucleação Heterogênea:
Quando a solidificação ocorre a partir de superfícies pré-existentes, tais como paredes de moldes ou quando da presença de partículas solidas no liquido.
A superfície a ser criada a partir de um substrato (nucleação heterogênea) é menor, comparada à nucleação homogêneaA, podendo facilitar o processo, pois EXIGE MENOR ENERGIA DE INTERFACE.
A estabilidade do núcleo depende do equilíbrio mecânico das tensões superficiais no ponto de junção das três superfícies. 
O ângulo de molhamento traduz a afinidade físico-quimica que existe entre embrião e substrato.
Agentes Nucleantes:
Desempenho de uma peça é maior quanto MENOR o tamanho de grão;
Cada grão cresce a partir de um núcleo, portanto o número de núcleos é que determinará o tamanho final do grão;
Quanto menor o ângulo de contato entre partícula nucleante e o núcleo solido que está sendo formado, melhor o reagente (maior eficiência). Quanto menor o ângulo, melhor a molhabilidade (maior) e, portanto, mais energeticamente favorável é o processo de nucleação. Maior molhabilidade implica em elevada energia de superfície entre a partícula e o liquido e baixa energia de superfície entre o solido formado e a partícula. 
Um agente nucleante deve ser o mais estável possível, senso insolúvel no líquido e apresentar o máximo de área superficial.
Um aumento da rugosidade da superfície do nucleante diminui o ângulo de molhamento, tornando o agente mais eficiente. 
Agentes inoculantes ao adicionados às ligas fundidas para produzir materiais de granulação fina. Estes incluem titânio e bora para ligas de alumínio, ferro silício para ferros fundidos (nucleação de grafita), carbono para certas ligas de magnésio, e zircônio para outras.
O agente nucleante forma compostos que reage com algum componente do metal e este composto age como um substrato para a nucleação. O agente nucleante reduz o super-resfriamento necessário para nucleação. O efeito fading do inoculante é explicado considerando-se que o núcleo heterogêneo altera sua composição ou suas características superficiais ou coalesce no metal com o tempo.
Crescimento
Interface difusa: se caracteriza pela separação entre solido e liquido por meio de uma faixa mista de regiões ordenadas e desordenadas com uma espessura de aproximadamente 50 átomos. É típica de metais.
Interface facetada ou lisa: caracterizada pela separação entre a fase solida e a fase líquida por meio de uma faixa abrupta e nítida com não mais de 5 átomos de espessura. – Cerâmicos. 
FUSÃO ZONAL
Compreende uma família de métodos de controle da distribuição de impurezas solúveis. Amplamente utilizada devido ao maior grau de purificação obtido em comparação com o processo de solidificação normal. Os métodos são:
Nivelamento Zonal: consiste na passagem da zona solida ao longo de uma barra de material originalmente não homogênea, repetidas vezes e alternando-se o sentido do deslocamento até que se consiga um perfil homogêneo de impurezas. Essa técnica permite que o elemento dopante a ser distribuído uniformemente seja adicionado na quantidade desejada diretamente na zona líquida.
Refino zonal: eliminação de impurezas em uma barra solida, ou separação de solutos de um solvente, pode ser conseguida passando-se a zona liquida repetidas vezes ao longo de uma barra do material. As impurezas são descoladas na direção de uma das extremidades da barra onde ficam concentradas. A eficiência do processo depende do valor de redistribuição do soluto, sendo mais eficiente para valores mais distantes da unidade. A eficiência do refino zonal, além do valor de k, depende também de uma seria de parâmetros operacionais, tais como tamanho da zona fundida, velocidade de deslocamento, grau de mistura do soluto, número de passes da zona liquida, etc. 
Dopagem seletiva: partindo-se de um material ultrapuro, adição seletiva e controlada de dopantes na zona liquida permite que seja alcançada uma distribuição compatível com as propriedades eletrônicas desejadas.