1. ¿Qué son defectos puntuales y como se generan?
2. Calcule el número de átomos en un núcleo de tamaño crítico para la nucleación homogénea del platino puro
3. Calcule el radio de los núcleos de tamaño crítico de hierro puro cuando tiene lugar una nucleación homogénea
4. ¿Cuáles son las condiciones más favorables para una solubilidad completa de un elemento en otro?
5. Utilizando los datos de la tabla que se le presenta, prediga el grado relativo de solubilidad de los siguientes elementos en aluminio: a) Cobre b) Manganeso c) Magnesio d) Zinc e) Silicio
| Elemento | Radio atómico (nm) | Estructura Cristalina | Elecronegatividad | Valencia |
| Aluminio | 0,143 | FCC | 1,5 | +3 |
| Cobre | 0,128 | FCC | 1,8 | +2 |
| Manganeso | 0,112 | Cúbica | 1,6 | +2+3+6+7 |
| Magnesio | 0,160 | HCP | 1,3 | +2 |
| Zinc | 0,133 | HCP | 1,7 | +2 |
| Silicio | 0,117 | Cúbica de Diamante | 1,8 | +4 |
6. Describa y dibuje los siguientes tipos de defectos que pueden presentarse en una red metálica: a) defecto de Frenkel y b) defecto de Schottky.
7. Calcule el número de vacantes en equilibrio por metro cúbico en el cobre puro a 850ºC . Considere que la energía de formación de una vacante en el cobre puro es de 1.10 eV ¿ Cuál es la fracción de vacantes a 700ºC ?
8. Describa los mecanismos de difusión sustitucional e intersticial en los metales sólidos
9. La superficie de un engranaje fabricado de acero 1022 (0,22% en peso de C) se carburiza a 927ºC . Calcule el tiempo necesario para incrementar el contenido a 0,30% en peso a 0,030 pulgadas por debajo de la superficie del engranaje. Suponga que el contenido de carbono en la superficie es de 1,20% en peso. D (C en hierro) a 927ºC =1,28 X 10-11 m2/s.
10. Se difunde fósforo en una gruesa capa de silicio sin previo contenido de fósforo a una temperatura de 1.100ºC. Si la concentración en la superficie es de 1x1018 átomos/cm3 y su concentración a una μm es de 1x1015 átomos/cm3. Cuánto tiempo a tardado en ello? D=3x10-13 cm2/seg para la difusión del fósforo en silicio a 1.100ºC. (Valor 5 pts )
11. Calcule el coeficiente de difusión en metros cuadrados por segundo de níquel en hierro FCC a 1.200ºC. Utilice Do=7,7x10-5 m2/s, Q=280 KJ/mol, R=8,314J/(mol ºK).1ºC + 273º = ºK ; 1 KJoul equivale a 103 Joul (Valor 5 pts )
12. Durante la carburización de un acero 1010 (Co = 0,10%) se introduce por la superficie 1,2 % cuando el hierro es fcc. El contenido de carbono es 0,90% a 0,016 cm por debajo de la superficie después de una hora. Calcular la temperatura de carburización. Coeficiente de difusión de carbono en el hierro fcc es de 2x10-7 cm2/s. (5 ptos)
11. Si se difunde aluminio en una oblea gruesa de silicio sin contenido previo de aluminio a la temperatura de 1100ºC durante 6 h ¿Cuál es la profundidad por debajo de la superficie en que la concentración es de 1016átomos/cm3 si la concentración en la superficie es de 1018átomos /cm3? D = 2x10-12cm2/s para la difusión del aluminio ensilicio a 1100ºC
12. Calcule la capacidad de difusión en m2/s para la difusión de Zinc en cobre a 350ºC . Utilice D0=3,4 x10-5 m2/s; Q = 191 kJ/(mol *K).
13. La superficie del acero puede endurecerse mediante la carburización. Durante un tratamiento de este tipo a 1000ºC hay una caída en la concentración de carbono de 5 a 4 por ciento(atómico) a una distancia de 1 a 2 mm de la superficie del acero. Estímese el flujo de los átomos de carbono en el acero en esa zona próxima a la superficie. ( la densidad del Fe - g a 1000ºC es de 7,63g/cm3.)
14. 
15. El hierro de un contenido de 0,05% de C se calienta hasta 912ºC en una atmosfera que produce 1,20% de C en la superficie y así se mantiene durante 24 horas. Calcule el contenido de carbono a 0,05 cm por debajo de la superficie si
a. El hierro es CC
b. El hierro es CCC
Explique la diferencia:
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