Volumen II - SAM

4. COEFICIENTES Y MOVILIDADES.
En la literatura están disponibles sólo algunos coeficientes de difusión de este sistema: el coeficiente de
autodifusión del Al y el de heterodifusión a dilución infinita del U en matriz de Al [22]. No hay información
acerca de los coeficientes de difusión en las compuestos intermedios del sistema U-Al. En [10] se estudia un
par difusivo U-10%Mo/Al, y a partir de los perfiles de concentración se obtienen valores integrales de los
coeficientes de interdifusión en los intermetálicos: D
~
int . Para poder utilizar estos valores independientemente
del rango de concentraciones experimental, puede calcularse el valor promedio y obtener coeficientes de
concentración D prom
~
para cada una de las fases [9, 23]:
~
~ Dint
D prom = (7)
C(
X 2 ) − C(
X 1)
Calculamos los D prom
~
utilizando los valores informados en la Ref. [10] y los utilizamos en forma conjunta
con los factores termodinámicos calculados a partir de nuestra base de datos termodinámicos para ajustar los
*
coeficientes D de cada especie requeridos para armar la base de movilidades.
Además, se estimaron similares los coeficientes del Al y el U, obteniendo, a partir de la ecuación (5):
*
*
*
*
D
~
= ( DAl
xU
+ DU
x Al ) ⋅φ
= D ( xU
+ x Al ) ⋅φ
= D φ
(8)
Uilizamos estos valores para obtener una base de datos de movilidades preliminar y probar nuestro modelo.
Los valores calculados se listan en la Tabla 2. No fue posible comparar este valor con datos de la literatura
ya que no los encontramos en condiciones de par difusivo Al3U/Al a presión atmosférica.
Tabla 2. Valores promedio de los coeficientes de interdifusión de los compuestos intermetálicos a partir de
[10] y utilizados en el presente trabajo.
Fase D
~ 2
* 2
prom ( m s)
D ( m s)
Al3U 1.61×10 -10
7.31×10 -13
Al4U 1.19×10 -12 6.35×10 -14
Tabla 3. Movilidades utilizadas en el presente trabajo. VA es el símbolo utilizado para vacancias.
Fase Movilidades (J/mol)
Al3U
Al:
U:
VA U:
Al:
VA Al:
Al:
VA U:
U:
VA
−4
ΔGAl = ΔGAl
= ΔGAl
= ΔGAl
= −142400
+ RT ln ( 7.
98×
10 )
Al:
U:
VA U:
Al:
VA Al:
Al:
VA U:
U:
VA
−5
ΔGU = ΔGU
= ΔGU
= ΔGU
= −117200
+ RT ln ( 2.
01×
10 )
Al4U
Al:
U U:
Al Al:
Al U:
U
−5
ΔGAl = ΔGAl
= ΔGAl
= ΔGAl
= −142400+
RT ln(
6.
93×
10 )
Al:
U U:
Al Al:
Al U:
U
−6
ΔGU = ΔGU
= ΔGU
= ΔGU
= −117200+
RT ln(
1.
74×
10 )
Al
Al:
VA U:
VA
−4
ΔGAl = ΔGAl
= −142400+
RT ln(
1.
7×
10 )
Al:
VA U:
VA
−4
ΔG = ΔG
= −117200+
RT ln(
0.
1×
10 )
espesor de la fase Al 4U (μm)
U
U
t 1/2 (h 1/2 )
Figura 2. Espesor de la fase Al4U proporcional a la raíz del tiempo transcurrido.
Para construir las movilidades que requiere una base de datos del DICTRA, se supuso que los coeficientes
son independientes de la composición de las subredes, y que la energía Q es la misma para todas las fases. La
totalidad de los parámetros utilizados en el presente trabajo se listan en la Tabla 3. Es importante notar que la
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