A seguir são dadas as temperaturas solidus e liquidus para o sistema germânio-silício. Construa o diagrama de fases para esse sistema e identifique cada região.
Composição
Temperatura
Solidus
Temperatura
Liquidus
0
938
938
10
1005
1147
20
1065
1226
30
1123
1278
40
1178
1315
50
1232
1346
60
1282
1367
70
1326
1385
80
1359
1397
90
1390
1408
100
1414
1414
|
|
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0 | 938 | 938 | ||||||
10 | 1005 | 1147 | ||||||
20 | 1065 | 1226 | ||||||
30 | 1123 | 1278 | ||||||
40 | 1178 | 1315 | ||||||
50 | 1232 | 1346 | ||||||
60 | 1282 | 1367 | ||||||
70 | 1326 | 1385 | ||||||
80 | 1359 | 1397 | ||||||
90 | 1390 | 1408 | ||||||
100 | 1414 | 1414 |
Passo 1
Beleza, vamos nessa! O exercício que você me passou fala sobre construir o diagrama de fases para o sistema germânio-silício usando as temperaturas solidus e liquidus fornecidas. A gente vai precisar entender o que são essas temperaturas, como elas se relacionam com a composição do sistema e como montar o gráfico que representa essas fases. Vamos passo a passo!
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que são as temperaturas solidus e liquidus. A temperatura solidus é a temperatura abaixo da qual a liga está completamente sólida. Já a temperatura liquidus é a temperatura acima da qual a liga está completamente líquida. Entre essas duas temperaturas, a liga está em uma mistura de sólido e líquido, conhecida como região mushy ou dúctil.
Passo 3
Agora, vamos organizar os dados que você forneceu:
Passo 4
Vamos plotar essas informações em um gráfico. No eixo horizontal (x), colocamos a composição de silício (Si) em porcentagem, e no eixo vertical (y), a temperatura em graus Celsius (°C). Vamos desenhar duas curvas: uma para a temperatura solidus e outra para a temperatura liquidus.
Passo 5
Desenhando as curvas:
- Curva Solidus: Marca as temperaturas onde a liga começa a ser sólida.
- Curva Liquidus: Marca as temperaturas onde a liga está totalmente líquida.
Entre essas duas curvas, teremos a região dúctil, onde a liga está parcialmente sólida e parcialmente líquida.
Passo 6
Após plotar as curvas, identificamos as diferentes regiões do diagrama de fases:
- Líquida: Acima da curva liquidus, a liga está completamente líquida.
- Dúctil: Entre as curvas solidus e liquidus, a liga tem fases sólidas e líquidas.
- Sólida: Abaixo da curva solidus, a liga está completamente sólida.
Passo 7
Além disso, observamos pontos especiais, como o ponto onde as curvas solidus e liquidus se encontram, que geralmente indica a temperatura de fusão da substância pura (100% Si ou 0% Si neste caso).
Passo 8
Resumindo, ao construir o diagrama de fases com os dados fornecidos, identificamos as regiões onde a liga está completamente líquida, completamente sólida ou em uma mistura das duas fases. Isso é essencial para entender o comportamento do material durante processos de resfriamento e solidificação.
Resposta
Construímos o diagrama de fases para o sistema germânio-silício utilizando as temperaturas solidus e liquidus fornecidas. Identificamos as seguintes regiões:
- Líquida: Além da curva liquidus, a liga está totalmente líquida.
- Dúctil: Entre as curvas solidus e liquidus, a liga apresenta uma mistura de sólido e líquido.
- Sólida: Abaixo da curva solidus, a liga está completamente sólida.
Esse diagrama permite visualizar como a composição afeta as temperaturas de transição de fase no sistema germânio-silício.