Energía interfacial y

toda intercara entre 2 fases (x ej: s-g,s-l,s-s) tiene 1a
energía superficial gamma xq ls átomos q s encuentran en
esa intercara no están en posiciones d equilibrio mínimo,ya
q no tienen to2 sus enlaces satisfexos.
g = go + ag donde g s la energía libre d 1 sistema x unidad d área go energía libre del sistema sin superficie (interior) a área d la intercara g exceso d energía libre = parte del material s encuentra
asociado a 1a intercara = al trabajo q abra q acer xa
crear 1a unidad d área d intercara (t y p = cte.)
6
la energía superficial [j/m2] equivale a 1a tensión superficial: f=gamma
[n/m] xa q la variya libre no s mueva abra q aplicar 1a fuerza f.Si s desplaza,l área s incrementa en da y l trabajo realizado seria
fda q dará lugar a 1 aumento d g en dg
xa soli2: : dg = gda +adg = fda luego f = g + a dg/da en l caso d 1 solido,la energía superficial dependerá del plano
cristalográfico (d ai,la forma d ls monocristales q muestran
planos d baja energía superficial).
xa liqui2 la energía superficial s independiente del área d la superficie

Intercaras solido/vapor

la densidad atómica disminuye al aumentar (2 + k2 +l2)
la energía superficial = átomos d ls capas próximas a la superficie les falta algún
átomo vecino

x definición g = u + pv -ts podemos despreciar pv xo no l termino entrópico abra s superficial mayor movilidad átomos superficie q interior þ s térmica átomos superficiales > s térmica átomos interior mayor nº d vacantes en superficie q interior þ s configuracional átomos superficiales > s configuracional átomos interior exceso d entropía estará en parte compensado x la mayor u
cuando 1 plano superficial macroscópico tiene 1 indice {kl} irracional,la
superficie s presentara como escalonada en capas,siendo cada capa 1 plano
d empaquetamiento compacto.1 plano cristalográfico q forme 1 ángulo q con l d empaquetamiento
denso,contendrá + enlaces no satisfexos q ls densos debido a ls
enlaces d ls átomos en ls escalones.Cuando la orientación coincide con la d empaquetamiento denso (q = 0) s
produce 1 mínimo d energía.Ls formas del cristal cuando s alcanza l
equilibrio s pueden determinar experimentalmente reco100do a elevadas
temperaturas pequeños monocristales en 1a atmósfera inerte o reco100do
cristales con uecos (vacíos internos).

Interfases entre fases en soli2

limites entre cristales d diferentes fases q
pueden tener distintas composiciones y/o
estructuras.Distinguiremos en estos limites entre
fases 3 tipos:

interfases completamente
coerentes
1a interfase s coerente cuando ls cristales adyacentes s ajustan
completamente en l limite entre ambos cristales d manera q sus
redes s continúan al otro lado d la interfase.Esto solo s posible si,
prescindiendo d la composición química l plano interfase tiene la
misma configuración atómica en ambas fases,lo cual requiere q
ambos cristales s orienten entre si d forma especial.

ls deformaciones asociadas a 1a interfase
coerente elevan la energía total del sistema
1a interfase coerente con 1 ligero
desacoplamiento q da lugar a deformaciones d
coerencia en ls redes adyacentes

Interfases semicoerentes

cuando la falta d correspondencia o ajuste atómico s grande (área d la
intercara) resulta energeticamente + favorable la interfase semicoerente en
la q s compensa la falta d acoplamiento introducien2e dislocaciones
adecuadamente espaciadas.La energía d 1a intercara semicoerente s puede considerar suma d otras
2: d origen químico como en la interfase coerente;d carácter estructural q representa a la energía extra debida a distorsiones estructurales
(dislocaciones d ajuste).Cuando ls «campos» afecta2 x ls dislocaciones d ajuste s solapan
xq su espaciado s acorta,la interfase s vuelve incoerente.
interfase semicoerente.L desacoplamiento paralelo a la interfase s acomoda
x 1a serie d dislocaciones d borde.

Interfases incoerentes

cuando l plano interfacial tiene 1a configuración atómica muy
diferente en ls fases adyacentes (la disposición d ls átomos s muy
diferente o ls distancias interatomicas difieren muxo (+ d 25%))
no ay posibilidad d buen ajuste entre.La interfase resultante s
incoerente en l encuentro d 2 cristales orienta2 al azar.Pueden tb presentarse entre cristales con relación d orientación
si la interfase tiene diferente estructura en ambos cristales.No s conocen detayes estructurales a nivel atómico en ls interfases
incoerentes,xo tienen muxo en común con ls limites d grano d
gran ángulo.Tienen gran energía y esta no depende d la orientación del plano interfacial.Presentan 1 gran desorden atómico ya q no presentan coincidencia o acoplamiento
d largo alcance como la coerente ni la periodicidad d dislocaciones d la
semicoerente.Pueden tener 1a estructura escalonada x tener planos d indices bajos en la
interfase,al = q ls limites d gran ángulo.

precipita2 completamente
coerentes
en la estructura d 1a aleación
bifasica 1a d ls fases
(precipitado) esta dispersa en la
otra (matriz).Consideremos q la
fase b s l precipitado y la a la
matriz,y supongamos q 1a y
otra fase no están deformadas.1 sistema así tendrá 1 mínimo d
energía libre cuando la forma del
precipitado y su relación d
orientación con la matriz sean ls
óptimos xa obtener la mínima
energía libre interfacial (åai gi).


si l precipitado (b) tuviera la
misma estructura cristalina y
parámetros q la matriz (a)
ls 2 fases podrían formar
1a interfase coerente d
baja energía en to2 sus
la2 (con orientación
paralela).La representación d g xa la
interface a/b sera esférica y sin
contar ls deformaciones xa
la coerencia,la forma d
equilibrio d 1a zona sera la
esfera

precipita2 parcialmente
coerentes
xa ciertas combinaciones d fases puede aber 1 plano en cada cristal q
sea + o – parecido,y si s elige 1a orientación relativa adecuada s
posible formar 1a interfase semicoerente o coerente d baja energía.Al no
aber planos d buen ajuste l precipitado estará tb limitado x
interfases d gran energía.En este caso la forma d equilibrio s 1 disco cuya
relación espesor/diámetro = gc/gi (gc energía interfacial coerente o
semicoerente y gi incoerente).S pueden dar formas d placas poligonales.Ls formas d ls precipita2 observadas en la practica pueden ser distintas d
ls comentadas x 2 razones xq s a prescindido en l modelo del efecto d la energía d deformación d acoplamiento;xq l precipitado puede estar impedido xa alcanzar la forma d equilibrio debido a
impedimentos en ls mecanismos d crecimiento.

debido a la simetría cubica d la matriz rica en al ay muxas
orientaciones posibles xa ls placas precipitadas dentro d 1 mismo
grano þ microestructura conocida como d widmanstätten,ad+ d placa ay en forma d lamina al/cu/mg (placa alargada en
1a dirección) y ls aciculares o agujas al/mg/si cuando ls precipita2 están cristalograficamente relaciona2 con la
matriz þ estructuras del tipo widmanstätten

cuando ambas fases tienen completamente diferentes estructuras cristalinas o
cuando ls 2 redes están orientadas al azar,s muy improbable q s
formen interfases coerentes o semicoerentes y l precipitado s dice
incoerente.La energía interfacial sera elevada en to2 ls planos,la forma sera
esferoidal o poliédrica,aunque esta no suponga la existencia d interfases
coerentes o semicoerentes.Ej: al-cu l precipitado teta(cual2) s incoerente.Existe cierta orientación
relativa entre q y la matriz a probablemente debido a q q s forma a partir
d q xo no implica q q sea semicoerente con alfa