2.4. DIAGRAMES DE FASES DE LES ESTRUCTURES CERÀMIQUES MÉS COMUNES Per a la comprensió d’aquest apartat, cal el coneixement previ del funcionament dels diagrames de fases o d’equilibri explicat en el tema anterior. Com a breu recordatori s’exposen els conceptes clau: • Fase. Porció homogènia d’un sistema que té característiques físiques i químiques uniformes. • Diagrama de fases. Representació gràfica de les relacions entre constants ambientals (temperatura i pressió), composició i regions d’estabilitat de fases, en condicions d’equilibri. • Equilibri de fases. Estat d’un sistema en què les característiques romanen constants durant períodes indefinits. En equilibri, l’energia lliure és màxima. • Dissolució sòlida. Fase cristal·lina homogènia que conté dues o més espècies químiques. Hi pot haver dissolucions sòlides substitucionals o intersticials. • Dissolucions sòlides substitucionals. Els àtoms de solut reemplacen als àtoms de dissolvent. • Dissolucions sòlides intersticials. Els àtoms de solut relativament petit ocupen posicions intersticials entre els àtoms de dissolvent. Els diagrames de fases de la majoria de sistemes ceràmics s’han determinat experimentalment. En els diagrames binaris és freqüent que els dos components compartisquen un element en comú, molt sovint l’oxigen. Aquests diagrames poden tenir configuracions similars als sistemes formats per metalls, interpretant-se de la mateixa forma. A continuació, s’explicaran els diagrames de fases de les estructures ceràmiques més comuns.
2.4.1. Sistema Al2O3-Cr2O3 Un dels sistemes ceràmics relativament més simple, es troba format per l’òxid d’alumini i l’òxid de crom. En aquest sistema es forma una dissolució sòlida Al2O3Cr2O3 substitucional, on l’ió Al3+ substitueix el Cr3+ i viceversa, per ser ions molt similars (mateixa càrrega i mides semblants), a més de presentar la mateixa estructura cristal·lina. En el diagrama de fases (fig. 84) es presenta una regió de fase líquida i una altra de fase sòlida, separades per una regió bifàsica sòlid-líquid.
Ciència dels materials: metalls, ceràmiques i polímers ISBN: 978-84-18432-91-0
123
Índex
Juan B. Carda Castelló, Diego Fraga Chiva, Ester Barrachina Albert, Iván Calvet Roures, Jaime González Cuadra, Samuel Porcar García DOI: http://dx.doi.org/10.6035/Sapientia181
