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
ccc hline c Composição $(% S i$ $)$ c Temperatura Solidus $( ^circ C)$
Temperatura
Solidus c Temperatura Liquidus $( ^circ C)$
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

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:
ccc Composição (% Si) & Temperatura Solidus (^circC) & Temperatura Liquidus (^circC) hline 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 hline çã

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:
  1. Curva Solidus: Marca as temperaturas onde a liga começa a ser sólida.
  2. 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.

Exercícios relacionados