stringtranslate.com

Reglas de Hume-Rothery

Las reglas de Hume-Rothery , llamadas así en honor a William Hume-Rothery , son un conjunto de reglas básicas que describen las condiciones bajo las cuales un elemento podría disolverse en un metal , formando una solución sólida . Hay dos conjuntos de reglas; uno se refiere a soluciones sólidas sustitucionales y el otro se refiere a soluciones sólidas intersticiales .

Reglas sustitutivas de solución sólida.

Para soluciones sólidas sustitucionales, las reglas de Hume-Rothery son las siguientes:

  1. El radio atómico de los átomos de soluto y disolvente no debe diferir en más de un 15%: [1]
  2. Las estructuras cristalinas del soluto y del disolvente deben ser similares.
  3. La solubilidad completa ocurre cuando el solvente y el soluto tienen la misma valencia . [2] Es más probable que un metal disuelva un metal de mayor valencia que viceversa. [1] [3] [4]
  4. El soluto y el disolvente deben tener electronegatividad similar . Si la diferencia de electronegatividad es demasiado grande, los metales tienden a formar compuestos intermetálicos en lugar de soluciones sólidas.

Reglas de solución sólida intersticial.

Para soluciones sólidas intersticiales , las reglas de Hume-Rothery son:

  1. Los átomos del soluto deben tener un radio menor que el 59% del radio de los átomos del disolvente. [5] [6]
  2. El soluto y el disolvente deben tener electronegatividad similar . [7]
  3. Factor de valencia: dos elementos deben tener la misma valencia. Cuanto mayor es la diferencia de valencia entre los átomos de soluto y disolvente, menor es la solubilidad.

Reglas de solución sólida para sistemas multicomponente.

Fundamentalmente, las reglas de Hume-Rothery se limitan a sistemas binarios que forman soluciones sólidas sustitutivas o intersticiales. Sin embargo, este enfoque limita la evaluación de aleaciones avanzadas que comúnmente son sistemas multicomponentes. Los diagramas de energía libre (o diagramas de fases ) ofrecen un conocimiento profundo de las restricciones de equilibrio en sistemas complejos. En esencia, las reglas de Hume-Rothery (y las reglas de Pauling ) se basan en restricciones geométricas. Lo mismo ocurre con los avances que se están realizando en las reglas de Hume-Rothery. Donde se están considerando como criterio de contacto crítico describible con diagramas de Voronoi . [8] Esto podría facilitar la generación de diagramas de fases teóricos de sistemas multicomponentes.

Para las aleaciones que contienen elementos TM existe una dificultad en la interpretación de la regla de concentración de electrones de Hume-Rothery, ya que los valores e/a para los metales de transición han sido bastante controvertidos durante mucho tiempo y aún no han surgido soluciones satisfactorias. [9] [10]

Ver también

Referencias

  1. ^ ab Callister, William D.; Rethwisch, David G. (enero de 2018). Ciencia e ingeniería de materiales: una introducción (10ª ed.). Wiley. pag. 992.ISBN​ 978-1-119-40549-8.
  2. ^ Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales , 4ª ed., W. Smith y J. Hashemi, páginas 139-140 (2006).
  3. ^ Goodman, fiscal del distrito; Bennett, LH; Watson, RE (enero de 1983). "Efectos de valencia y solubilidades relativas en aleaciones de metales de transición". Scripta Metalúrgica . 17 (1): 91–96. doi :10.1016/0036-9748(83)90077-7.
  4. ^ "Soluciones sólidas: las reglas de Hume-Rothery" . Consultado el 10 de diciembre de 2020 .
  5. ^ "La estructura de los metales - Descarga de vídeo PPT en línea".
  6. ^ "Introducción, las propiedades y el comportamiento de los metales (y aleaciones) dependen de su: estructura, historial de procesamiento y composición, descarga en línea del video Engr PPT".
  7. ^ "Reglas de Hume-Rothery". Enciclopedia científica de Van Nostrand . John Wiley e hijos, Inc. 2002.
  8. ^ Wang, Zhijun; Huang, Yunhao; Liu, CT; Li, Junjie; Wang, Jincheng (4 de abril de 2019), "Efecto del tamaño y el embalaje atómico en la regla de Hume-Rothery", Intermetallics , 109 : 139–144, doi :10.1016/j.intermet.2019.04.001, S2CID  141214774
  9. ^ Gao, Michael C (2016). Aleaciones de alta entropía: fundamentos y aplicaciones .
  10. ^ Mizutani, Uichiro; Sato, Hirokazu (enero de 2017). "La física de la regla de concentración de electrones de Hume-Rothery". Cristales . 7 (1): 9. doi : 10.3390/cryst7010009 . ISSN  2073-4352.

Otras lecturas