Hispanopedia WikiEl enfriamiento rápido por salpicadura es una técnica metalúrgica de transformación de metales que se utiliza para formar metales con una estructura cristalina particular mediante un enfriamiento extremadamente rápido .
Una técnica típica para el enfriamiento rápido consiste en verter el metal fundido entre dos rodillos de cobre macizos y refrigerados por la circulación constante de agua. Esto permite un enfriamiento casi instantáneo debido a la gran superficie en contacto directo con el metal fundido. La lámina delgada resultante tiene una baja relación volumen-superficie utilizada para el enfriamiento.
Los productos que se forman mediante este proceso tienen una estructura cristalina casi amorfa , o no cristalina. Se utilizan comúnmente por sus valiosas propiedades magnéticas, en particular su alta permeabilidad magnética . Esto los hace útiles para el blindaje magnético y para núcleos de transformadores de bajas pérdidas en redes eléctricas .
Procedimiento
El proceso de enfriamiento rápido por salpicadura implica el enfriamiento brusco del metal fundido. Un procedimiento típico para este proceso consiste en verter el metal fundido entre dos rodillos de cobre enfriados, por los que circula agua para transferir el calor, lo que provoca su solidificación casi instantánea. [ 1 ]
Una técnica de enfriamiento por salpicadura más eficiente es la técnica de pistola de Duwez y Willen. Su técnica produce mayores velocidades de enfriamiento de la gota de metal porque la muestra se impulsa a alta velocidad y golpea una placa de enfriamiento, lo que provoca un aumento de su superficie y la solidificación inmediata del metal. Esto permite templar una gama más amplia de metales y darles características amorfas en lugar de la aleación de hierro común. [ 2 ]
Otra técnica consiste en la pulverización consecutiva del metal fundido sobre una superficie de deposición química de vapor . Sin embargo, las capas no se fusionan como se desea, lo que provoca la presencia de óxidos en la estructura y la formación de poros a su alrededor. Las empresas manufactureras se interesan por los productos resultantes debido a su capacidad de conformado casi final. [ 3 ]
Factores variables
Algunos factores variables en el enfriamiento por salpicadura son el tamaño de la gota y la velocidad del metal para asegurar la solidificación completa del mismo. En los casos en que el volumen de la gota es demasiado grande o la velocidad es demasiado lenta, el metal no se solidificará más allá del equilibrio, lo que provocará su refundición. [ 4 ] Por lo tanto, se realizan experimentos para determinar el volumen y la velocidad precisos de la gota que asegurarán la solidificación completa de un metal determinado. [ 5 ] Se analizaron y clasificaron los factores intrínsecos y extrínsecos que influyen en la capacidad de formación de vidrio de las aleaciones metálicas. [ 6 ]
Producto
Estructura
El enfriamiento casi instantáneo del metal provoca que este adquiera una estructura cristalina casi amorfa , muy atípica para un cristal típico. Esta estructura es muy similar a la de los líquidos, y la única diferencia entre líquidos y sólidos amorfos radica en la alta viscosidad del sólido. Los sólidos, en general, presentan una estructura cristalina en lugar de una amorfa debido a que la estructura cristalina posee una mayor energía de enlace. La forma en que un sólido puede presentar un espaciado irregular entre sus átomos se da cuando un líquido se enfría por debajo de su temperatura de fusión. Esto se debe a que las moléculas no tienen tiempo suficiente para reorganizarse en una estructura cristalina y, por lo tanto, permanecen en una estructura similar a la del líquido. [ 7 ]
Propiedad magnética
Los sólidos amorfos, en general, poseen una propiedad magnética única debido a su desorden atómico, como se explicó anteriormente. Son metales relativamente blandos y cada uno presenta una propiedad magnética específica que depende del método de producción. En el proceso de enfriamiento rápido por salpicadura, los metales son muy blandos y presentan propiedades superparamagnéticas o un comportamiento de polaridad variable causado por la transferencia de calor rápida e intensa. [ 8 ]
Véase también
Referencias
- ↑ Bennett, T.; Poulikakos D. (1993). "Solidificación por salpicadura y enfriamiento rápido: estimación de la máxima dispersión de una gota que impacta una superficie sólida". Journal of Materials Science . 28 (4): 2025– 2039. Bibcode : 1993JMatS..28..963B . doi : 10.1007/BF00400880 . S2CID 119064426 .
- ↑ Davies, HA; Hull JB (1976). "La formación, estructura y cristalización del níquel no cristalino producido por enfriamiento rápido". Journal of Materials Science . 11 (2): 707– 717. Bibcode : 1976JMatS..11..215D . doi : 10.1007/BF00551430 . S2CID 137403190 .
- ↑ Bennett, T.; Poulikakos D. (1993). "Solidificación por salpicadura y enfriamiento rápido: estimación de la máxima dispersión de una gota que impacta una superficie sólida". Journal of Materials Science . 28 (4): 2025– 2039. Bibcode : 1993JMatS..28..963B . doi : 10.1007/BF00400880 . S2CID 119064426 .
- ↑ Kang, B.; Waldvogel J.; Poulikakos D. (1995). "Fenómenos de refundición en el proceso de solidificación por salpicadura". Journal of Materials Science . 30 (19): 4912– 4925. Bibcode : 1995JMatS..30.4912K . doi : 10.1007/BF01154504 . S2CID 136668771 .
- ↑ Collings, EW; Markworth AJ; McCoy JK; Saunders JH (1990). "Solidificación por salpicadura y enfriamiento rápido de gotas de metal líquido en caída libre por impacto sobre un sustrato plano". Journal of Materials Science . 25 (8): 3677– 3682. Bibcode : 1990JMatS..25.3677C . doi : 10.1007/BF00575404 . S2CID 135580444 .
- ↑ DV Louzguine-Luzgin, DB Miracle, A. Inoue “Factores intrínsecos y extrínsecos que influyen en la capacidad de formación de vidrio de las aleaciones” Advanced Engineering Materials, Vol. 10, N: 11, (2008) pp. 1008-1015. DOI: 10.1002/adem.200800134.
- ↑ "Sólidos amorfos" . Consultado el 12 de noviembre de 2012 .
- ↑ Rellinghaus, Bernd. "Magnetismo en materiales amorfos" . Consultado el 13 de noviembre de 2012 .
- Metalurgia
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- Aleaciones
- Magnetismo