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Sistema eutético

1884
  • Frederick Guthrie
Metalurgista examinando a microestrutura de uma liga eutética em um ambiente de laboratório.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

Um sistema eutético é uma mistura de dois ou mais componentes que se solidifica a uma temperatura única e precisa, inferior ao ponto de fusão de qualquer um dos componentes individuais. Essa composição específica é o ponto eutético. Ao resfriar, um líquido eutético se transforma em uma mistura fina de fases sólidas, frequentemente com uma microestrutura lamelar (em camadas) característica.

O conceito de um sistema eutético é melhor visualizado usando um diagrama de fases binário, que representa a temperatura em função da composição. O ponto eutético é a composição e a temperatura específicas nas quais a fase líquida está em equilíbrio com duas fases sólidas. Para um sistema binário de componentes A e B, a reação eutética é representada como [latex]L rightleftharpoons alpha + beta[/latex], onde L é a fase líquida, e [latex]alpha[/latex] e [latex]beta[/latex] são duas fases sólidas diferentes (ricas em A e B, respectivamente). Essa reação invariante ocorre a uma temperatura constante, a temperatura eutética.

O baixo ponto de fusão das ligas eutéticas é altamente vantajoso para a fundição, pois reduz a energia necessária e minimiza o estresse térmico nos moldes. A microestrutura formada durante a solidificação eutética é tipicamente uma mistura fina e íntima das fases sólidas, como camadas alternadas (lamelas) de α e β. Essa microestrutura fina pode conferir propriedades mecânicas únicas, como alta resistência e resistência ao desgaste, como observado no ferro fundido, onde a estrutura eutética consiste em ferrita e cementita. Composições diferentes da eutética são denominadas hipoeutéticas ou hipereutéticas, e começam a solidificar pela precipitação de uma das fases sólidas primárias antes de atingir a temperatura eutética, onde o líquido remanescente sofre a transformação eutética.

UNESCO Nomenclature: 3308
Metalurgia

Tipo

Fenômeno físico

Interrupção

Substancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • estudos sobre a depressão do ponto de congelamento em soluções aquosas
  • desenvolvimento de técnicas de análise térmica como a calorimetria
  • O trabalho de Josiah Willard Gibbs sobre equilíbrio de fases e a regra das fases.
  • Metalografia primitiva para observação de microestruturas

Aplicações

  • Soldas com e sem chumbo para unir componentes eletrônicos.
  • Fundição de formas complexas usando ferro fundido, que é uma liga ferro-carbono quase eutética. liga
  • ligas de brasagem para unir metais diferentes em altas temperaturas
  • phase-change materials for armazenamento de energia térmica
  • production of galinstan, a non-toxic liquid metal alloy at room temperature

Patentes:

    Ideias de Inovação Potencial

    • self-healing composites with embedded eutectic alloy wires that melt and fill cracks when heated
    • low-temperature 3d printing of metallic objects using eutectic alloys
    • advanced thermal interface materials for cooling high-power electronics
    • recyclable adhesives that separate upon heating to the eutectic temperature
    • biocompatible eutectic alloys for use as injectable bone-setting agents
    • high-entropy eutectic alloys for superior strength and castability
    • metal líquido coolants for next-generation nuclear reactors
    • phase-change inks for security printing applications
    • eutectic salt mixtures for high-temperature solar thermal energy storage
    • wear-resistant coatings created by laser-cladding eutectic powders
    Relacionado a: sistema eutético, ponto eutético, diagrama de fases, depressão do ponto de fusão, solda, ferro fundido, estrutura lamelar, solidificação, metalurgia, termodinâmica.

    Contexto histórico

    Sistema eutético

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

    (Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

    10º ano aniversário

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