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Diagrama De Fases

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Diagrama de fases
Solução sólida
Consiste em átomos de pelo menos dois tipos diferentes; os átomos de soluto ocupam 
posições substitucionais ou intersticiais na rede do solvente, sem alterar a estrutura 
cristalina do mesmo.
Limite de solubilidade 
Para muitos sistemas de ligas em uma temperatura específica existe uma concentração 
máxima de átomos de soluto que pode se dissolver no solvente para formar uma solução 
sólida. A adição de soluto em excesso, além desse limite de solubilidade, resulta na 
formação de outra solução sólida ou outro composto, com uma composição 
marcadamente diferente. O limite de solubilidade aumenta ligeiramente com a elevação 
da temperatura.
Fases
Uma fase pode ser definida como uma porção homogênea de um sistema que possui 
características físicas e químicas uniformes. Todo material puro é considerado uma fase; 
da mesma forma, também o são todas as soluções sólidas, líquidas e gasosas. Se mais 
de uma fase estiver presente em um dado sistema, cada uma terá sua propriedade 
individual, e haverá uma fronteira separando as fases, por meio das qual ocorrerá uma 
mudança descontínua e abrupta nas características físicas e/ou químicas. 
Exemplo: Quando uma substância pode existir em duas ou mais formas polimórficas (por 
exemplo, possuindo tanto a estrutura CFC quanto a CCC), cada uma dessas estruturas 
será uma fase separada, pois suas características físicas são diferentes.
Equilíbrio de fases
Refere-se ao equilíbrio na medida em que este se aplica a sistemas nos quais pode 
existir mais que uma única fase. O equilíbrio de fases se reflete por uma constância nas 
características das fases de um sistema ao longo do tempo. Ocorre com frequência, 
especialmente nos sistemas sólidos, que um estado de equilíbrio nunca seja 
completamente atingido, pois a taxa para alcançar o equilíbrio é extremamente baixa, 
diz-se que um sistema desse tipo não está em um estado de equilíbrio ou é metaestável. 
Um estado ou microestrutura metaestável pode persistir indefinidamente, apresentando 
apenas mudanças extremamente pequenas e praticamente imperceptíveis com o passar 
do tempo.
Diagrama de fases de um componente
Existem três parâmetros que podem ser controlados, externamente e que afetarão a 
estrutura das fases - temperatura, pressão e composição - e os diagrama de fases são 
construídos quando várias combinações desses parâmetros são traçadas umas em 
função das outras.
O tipo mais simples e mais fácil de diagrama de 
fases para ser compreendido é aquele para um 
sistema com um único componente, no qual a 
composição é mantida constante (isto é, o 
diagrama de fases para uma substância pura); 
isso significa que a pressão e a temperatura são 
as variáveis.
Análise
As três curvas mostradas no gráfico são as fronteiras entre as fases; em qualquer ponto 
sobre uma dessas curvas, as duas fases em ambos os lados da curva estão em equilíbrio 
entre si (coexistem). Isto é, o equilíbrio entre as fases sólido e gás ocorre ao longo da 
curva aO, para as fases sólido e líquido sobre a curva bO e para líquido e gás sobre a 
curva cO. Além disso, quando se cruza uma fronteira (conforme a pressão e temperatura é 
alterada), uma fase se transforma na outra.
Exemplo: Em 1 atm de pressão, durante o aquecimento, a fase sólido se transforma na 
fase líquido (isto é, ocorre fusão) no ponto identificado como 2.
Ponto triplo identificado como O, onde as três curvas das fronteiras entre as fases se 
interceptam, isso significa que apenas nesse ponto todas as fases estão simultaneamente 
em equilíbrio entre si.
Diagrama de fases binários
Temperatura e composição são os parâmetros variáveis, enquanto a pressão é mantida 
constante - normalmente em 1 atm. Os diagramas de fases binários são mapas que 
representam as relações entre a temperatura e as composições e quantidades de fases 
em equilíbrio, as quais influenciam a microestrutura de uma liga.
Sistemas isomorfos binários
A composição varia entre 0% de níquel na extremidade 
horizontal à esquerda e 100% à direita. Três regiões de 
fases diferentes aparecem no diagrama, cada região é 
definida pela fase ou pelas fases que existe(m) ao longo 
das faixas de temperaturas e composições delimitadas 
pelas curvas de fronteira entre as fases.
O líquido L é uma solução líquida homogênea composta 
tanto por cobre quanto por níquel. A fase alfa é uma 
solução sólida substitucional contendo átomos de Cu e de 
Ni, e possui estrutura cristalina CFC. 
Em temperaturas abaixo de aproximadamente 1080C, o cobre e o níquel são 
mutuamente solúveis um no outro no estado sólido para todas as composições.Essa 
solubilidade completa é explicada pelo fato de que tanto o Cu quanto o Ni têm a mesma 
estrutura cristalina CFC, raios atômicos e eletronegatividades praticamente idênticos, e 
valências semelhantes. O sistema cobre-níquel é denominado isomorfo em razão dessa 
completa solubilidade dos dois componentes nos estados líquido e sólido.
Para as ligas metálicas, as soluções sólidas são comumente designadas por meio de 
letras gregas minúsculas. Além disso, em relação às fronteiras entre as fases, a curva 
que separa os campos das fases L e alfa +L é denominada linha liquidus, a fase líquida 
está presente em todas as temperaturas e composições acima dessa curva. A linha 
solidus está localizada entre as regiões alfa e alfa+L, abaixo dela existe somente a fase 
sólida alfa. As linhas solidus e liquidus se interceptam nas duas extremidades de 
composição, esses pontos correspondem às temperaturas de fusão dos componentes 
puros.
Para qualquer composição que não aquelas dos componentes puros, esse fenômeno de 
fusão ocorrerá ao longo de uma faixa de temperaturas entre as linhas solidus e liquidus; 
as duas fases, sólido alfa e líquido, estarão em equilíbrio nessa faixa de temperaturas.
Em todas as regiões bifásicas pode-se imaginar a 
existência de uma série de linhas horizontais, uma para 
cada temperatura; cada uma dessas linhas é conhecia 
como linha de amarração. Essas linhas se estendem pela 
região bifásica e terminam, em ambas as extremidades, 
nas curvas de fronteira entre as fases. A partir dessas 
intersecções, são traçadas linhas perpendiculares à linha 
de amarração, até o eixo horizontal das composições, 
onde é lida a composição de cada uma das respectivas 
fases.
Regra da alavanca
Para as ligas multifásicas, com frequência é mais conveniente especificar as quantidades 
relativas das fases em termos das frações volumétricas, em vez das frações mássicas.

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