E1 Fases e Composição

Tópico

A composição química global desta liga multicomponente, juntamente com o diagrama de fases correspondente a essa composição, determina, de acordo com a regra da alavanca, a proporção em que as fases alfa e beta desta liga coexistem em equilíbrio. Dentro da região bifásica desse diagrama, a distância entre a composição global da liga e a composição de cada uma dessas duas fases, de acordo com a mesma regra da alavanca, determina a fração de cada fase presente. O fato de a composição global desta liga estar mais próxima, dentro desse diagrama de fases, da composição da fase alfa significa que, de acordo com essa regra da alavanca, a fração da fase alfa presente é maior e, consequentemente, a fração da fase beta é menor.

Essa coexistência entre as fases alfa e beta sempre respeita o balanço de massa global desta liga: a massa total de cada elemento nesta liga, distribuída entre ambas as fases de acordo com suas composições individuais e a fração atribuída a cada uma pela regra da alavanca, deve somar exatamente a massa total desse elemento na composição global da liga. Se a fração de uma dessas duas fases mudar sem alterar a composição geral da liga, a composição da outra fase deve se ajustar de acordo para manter esse equilíbrio de massa geral.

O número de variáveis ​​que podem ser alteradas livremente — a composição de cada fase presente e a temperatura do sistema — sem alterar o número de fases coexistentes em equilíbrio é limitado pela regra das fases de Gibbs, aplicada aqui a pressão constante: quanto mais fases coexistirem simultaneamente nessa liga, menos graus de liberdade estarão disponíveis para variar sua composição e temperatura sem causar o aparecimento ou desaparecimento de uma dessas fases. O fato de essa liga apresentar múltiplas fases coexistindo em uma região específica de seu diagrama de fases significa que, de acordo com a regra das fases de Gibbs, os graus de liberdade disponíveis nessa mesma região são menores.

Portanto, este modelo, com sua composição geral e as frações das fases alfa e beta com as quais foi inicialmente desenvolvido, alimenta outros três modelos neste conjunto: o que descreve em detalhes o diagrama de fases binário (do qual apenas a regra da alavanca é utilizada aqui), o que descreve a difusão entre essas mesmas fases e o que descreve a solidificação desta liga a partir do seu estado líquido. O fato de as fases presentes nesta liga, e suas respectivas frações, poderem ser determinadas por este modelo a partir da composição e da temperatura, sem a necessidade de observá-las diretamente, permite que outro modelo neste conjunto — o que descreve a difração de raios X deste metal — as meça experimentalmente e identifique, utilizando a lei de Bragg, quais dessas fases presentes de fato aparecem.

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