O que é um Diagrama de Fases Isomorfo Binário?

Passo 1

Beleza! Então o enunciado é: “O que é um Diagrama de Fases Isomorfo Binário?” Isso entra na parte de Materiais/Ciência dos Materiais, mais especificamente em Diagrama de Fases. Pra desenrolar usamos conceitos de fase, equilíbrio de fases, solubilidade sólida e interpretamos um gráfico temperatura × composição.

Passo 2

Primeiro, o que é um diagrama de fases binário?
  • É um gráfico que mostra como duas substâncias (chamadas de componentes A e B) se comportam quando variamos a temperatura e a composição (percentual de A e B).
  • No eixo horizontal: fração (ou % em peso/mol) de A e B. No eixo vertical: temperatura.
  • Aí aparecem curvas (liquidus e solidus) que separam regiões onde temos só líquido, só sólido ou líquido+ sólido.

Passo 3

Agora, qual é a tal “isomorfo”?
  • “Iso” = mesma, “morfo” = forma. Em química de materiais, sistema isomorfo significa que os dois componentes se dissolvem um no outro em todas as proporções na fase sólida.
  • Na prática, A e B formam solução sólida “completa”: a estrutura cristalina permanece a mesma desde 100% A até 100% B, sem fases sólidas intermediárias.

Passo 4

Então, num Diagrama de Fases Isomorfo Binário:
  1. A zona sólida (abaixo do solidus) é única: chama-se α, solução sólida de A e B.
  2. A zona líquida (acima do liquidus) também é única: a mistura de A e B no estado líquido.
  3. Entre as curvas liquidus e solidus rola a coexistência de líquido + sólido α.
    • Liquidus: temperatura em que o primeiro cristal sólido aparece ao esfriar.
    • Solidus: temperatura em que todo o líquido vira sólido ao esfriar.
  4. Exemplão clássico: diagrama Cu–Ni. Nos extremos você tem Cu puro e Ni puro, mas no sólido ambos formam uma solução única pra qualquer %.

Passo 5

Pra que serve isso?
  • Saber onde começa/finaliza a solidificação de ligas.
  • Controlar tamanho de grão, propriedades mecânicas e térmicas.
  • Projetar tratamentos térmicos e processos de fabricação.

Resposta

Um Diagrama de Fases Isomorfo Binário mostra o comportamento de duas substâncias que formam solução sólida completa (mesma estrutura cristalina) em todas as proporções. No gráfico temperatura × composição ele tem apenas uma fase sólida α e uma fase líquida, separadas pelas curvas solidus e liquidus, sem fases sólidas intermediárias.

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