Principal
  Downloads
  Monitoria
  Links e Bibliografia
  Diagramas
   
DIAGRAMAS DE FASE
 
Introdução | Termodinâmica | Curvas de Energia Livre | Diagrama Isomorfo | Diagrama Eutético | Construção de Diagramas | Regra da Alavanca

O diagrama de fase é uma ferramenta muito útil na metalurgia e em outros ramos da ciência dos materiais. Isso porque os diagramas de fase indicam as fases presentes em equilíbrio termodinâmico. Este material pretende apresentar a teoria na qual os diagramas de fase estão fundamentados, e mostrar como é possível construir um diagrama através de técnicas de análise térmica.

Objetivos

Este material tem como objetivo apresentar:

· Os princípios termodinâmicos relativos às curvas de energia livre;
· Como as curvas de energia livre se relacionam com os diagramas de fase;
· Como construir um diagrama de fase binário através de curvas de solidificação;
· Como utilizar os diagramas de fase para predizer a composição e a fração volumétrica das fases.

Introdução

O diagrama de fase pode ser visto como um grande aliado em todos os processos metalúrgicos. Isso porque ele nos indica que fases se encontram em equilíbrio em uma mistura. Assim, dada uma determinada temperatura e composição, é possível calcular que fases serão formadas e em que quantidades. Deste modo é de grande valia saber como construir um diagrama e interpretá-lo, predizendo desta forma o comportamento de um material.
O principal fenômeno por trás dos diagramas é o calor latente relativo às mudanças de fase. Isto significa que criando um gráfico da temperatura versus tempo, para uma variedade de diferentes composições, é possível determinar a que temperatura diferentes fases são formadas.
Os diagramas de fase podem, de forma aproximada, serem produzidos através de curvas de resfriamento, como será mostrado posteriormente. Entretanto, na construção de diagramas em laboratório utilizam-se técnicas mais avançadas de análise térmica, como DTA e DSC. Um diagrama binário típico é representado abaixo:



Onde L representa o estado líquido, A e B os dois componentes, e a e b duas soluções sólidas ricas em A e B respectivamente. As linhas azuis representam as curvas liquidus e solidus, que são relativamente simples de serem obtidas. As linhas vermelhas tratam-se de transições no estado sólido.
Os diagramas de fase são envolvidos pela teoria termodinâmica, que permite que sejam preditos sistemas mais problemáticos ou complexos. Isto leva a criação mais rápida de diagramas de fase, uma vez que pode levar muito tempo para fazer experimentos em todas as composições, não havendo, por vezes, tempo suficiente para tanto.
Um ponto crucial a ser lembrado é que os diagramas de fase mostram as fases em equilíbrio termodinâmico, o que nem sempre é possível em baixas temperaturas, devido a problemas cinéticos. Mesmo a temperaturas mais altas há problemas em haver tempo suficiente para que um sólido alcance o equilíbrio pleno.
   
Professor: Paulo A. P. Wendhausen, Dr.-Ing