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Sistema eutettico

1884
  • Frederick Guthrie
Tecnico metallurgista che esamina la microstruttura di una lega eutettica in laboratorio.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

Un sistema eutettico è una miscela di due o più componenti che solidifica a una singola temperatura, molto elevata e inferiore al punto di fusione di ciascuno dei singoli componenti. Questa specifica composizione è il punto eutettico. Raffreddandosi, un liquido eutettico si trasforma in una miscela fine di fasi solide, spesso con una caratteristica microstruttura lamellare (a strati).

The concept of a eutectic system is best visualized using a binary phase diagram, which plots temperature against composition. The eutectic point is the specific composition and temperature at which the liquid phase is in equilibrium with two solid phases. For a binary system of components A and B, the eutectic reaction is represented as [latex]L \rightleftharpoons \alpha + \beta[/latex], where L is the liquid phase, and [latex]\alpha[/latex] and [latex]\beta[/latex] are two different solid phases (rich in A and B, respectively). This invariant reaction occurs at a constant temperature, the eutectic temperature.

Il basso punto di fusione delle leghe eutettiche è molto vantaggioso per la fusione, poiché riduce l'energia richiesta e minimizza lo stress termico sugli stampi. La microstruttura che si forma durante la solidificazione eutettica è tipicamente una miscela fine e intima delle fasi solide, come strati alternati (lamelle) di [latex]\alpha[/latex] e [latex]\beta[/latex]. Questa microstruttura fine può conferire proprietà meccaniche uniche, come elevata resistenza e resistenza all'usura, come si vede nella ghisa dove la struttura eutettica è costituita da ferrite e cementite. Le composizioni diverse da quella eutettica sono denominate iputeuttiche o ipereutettiche e iniziano a solidificarsi precipitando una delle fasi solide primarie prima di raggiungere la temperatura eutettica, dove il liquido rimanente subisce poi la trasformazione eutettica.

UNESCO Nomenclature: 3308
– Metallurgia

Tipo

Fenomeno fisico

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • studi sull'abbassamento del punto di congelamento in soluzioni acquose
  • sviluppo di tecniche di analisi termica come la calorimetria
  • Il lavoro di Josiah Willard Gibbs sugli equilibri di fase e la regola delle fasi
  • metallografia primitiva per l'osservazione delle microstrutture

Applicazioni

  • saldature piombo-stagno e senza piombo per unire componenti elettronici
  • fusione di forme complesse utilizzando ghisa, che è un ferro-carbonio quasi eutettico lega
  • leghe brasanti per unire metalli dissimili ad alte temperature
  • phase-change materials for accumulo di energia termica
  • produzione di galinstan, una lega metallica liquida non tossica a temperatura ambiente

Brevetti:

    Idee e potenziali innovazioni

    • compositi autoriparanti con fili di lega eutettica incorporati che si fondono e riempiono le crepe quando riscaldati
    • stampa 3D a bassa temperatura di oggetti metallici utilizzando leghe eutettiche
    • materiali di interfaccia termica avanzati per il raffreddamento di dispositivi elettronici ad alta potenza
    • adesivi riciclabili che si separano riscaldandosi alla temperatura eutettica
    • leghe eutettiche biocompatibili da utilizzare come agenti iniettabili per la fissazione ossea
    • leghe eutettiche ad alta entropia per resistenza e colabilità superiori
    • metallo liquido coolants for next-generation nuclear reactors
    • inchiostri a cambiamento di fase per applicazioni di stampa di sicurezza
    • miscele di sali eutettici per l'accumulo di energia solare termica ad alta temperatura
    • rivestimenti resistenti all'usura creati mediante rivestimento laser di polveri eutettiche
    Correlati a: sistema eutettico, punto eutettico, diagramma di fase, depressione del punto di fusione, saldatura, ghisa, struttura lamellare, solidificazione, metallurgia, termodinamica.

    Contesto storico

    Sistema eutettico

    1867
    1875-01-01
    1881
    1884
    1890
    1890
    1899-01-01
    1860
    1870
    1876
    1882-01-01
    1886-04-23
    1890
    1897
    1900

    (se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

    decimo anno anniversario

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