TORTUGAS NINJA

mOVIMIENTOS DE ATOMOS E IONES EN LOS MATERIALES

TORTUGAS NINJA

BRINGAS MARTINEZ XOCHITL YOSAJANDI GARCIA DE LA CRUZ LAYONETH YIBRAN ORTIZ SALAS JOSE MANUEL REYES HERNANDEZ PABLO SERRANO VILLA JOSE ARMANDO SIMIANO CASAS LESLYE

APLICACIONES DE LA DIFUSION

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01.APLICACIONES DE LA DIFUSION

La difusión

La difusión se refiere a el flujo neto de cualquier especie, iones, átomos electrones, orificios y moléculas y este a su vez depende de la concentración y de la temperatura y su control para su aplicación en las tecnologías es muy importante a continuación algunos ejemplos

APLICACIONES

FABRICACION DE BOTELLAS DE PET

DOPAMIENTO DE LOS SEMICONDUCTORES

CARBURACION EN LOS ACEROS

OXIDACION DE ALUMINIO

FRECUBRIMIENTO Y PELICULAS DELGADAS

FIBARRERAS TERMICAS DE ALABES

Estabilidad de átomos e iones

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04. EJEMPLO

EJEMPLO

Suponga que se encuentra que los átomos intersticiales se mueven de un sitio a otro a las velocidades de 5X108 saltos/s a 500 °C y de 8 X 1010 saltos/s a 800 °C. Calcule la energía de activación para el proceso.

03. Estabilidad de átomos e iones

• La habilidad de los átomos y iones para difundirse aumenta de manera proporcional con la temperatura o energía térmica ya que aumentara también su velocidad de movimiento de los átomos y iones y esta se puede calcular con la ecuación de Arrhenius:

E𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑=𝑐0 exp⁡〖((−𝑄)⁄𝑅𝑇) 𝑜 ln⁡(𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑=ln⁡(𝑐_0 )−𝑄/𝑅𝑇〗

𝑐_0=𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 Q = la energía de activación (cal/mol) R = constante de los gases(1.987 cal⁄(𝑚𝑜𝑙∗𝑘)) T = la temperatura absoluta (K)

04. PROBLEMA

Solución

La información en la gráfica del In(velocidad) en función de 1/T; la pendiente de esta línea, como se calculó, da Q/R = 14 032 K, o Q = 27 880 cal/mol. De manera alterna, se podrían escribir de la siguiente manera 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑=𝑐_0 exp⁡〖((−𝑄)⁄𝑅𝑇) 〗

06. METODOLOGÍA

mecanismos para la difusión

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• AUTODIFUSIÓN: en los materiales que contienen vacancias, los átomos se mueven o "saltan" de una posición de red a otra.

INTERDIFUSIÓNdifusión de átomos distintos en direcciones diferentes

• DIFUSIÓN POR VACANCIA: Un átomo deja su sitio de red para lenar una vacancia cercana. A medida que la difusión continúa, se tienen contraflujos de átomos y vacancias.
• DIFUSIÓN INTERSTICIAL: El átomo o ion se mueve de un sitio intersticial a otro.

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ENERGÍA DE ACTIVACIÓN PARA LA DIFUSIÓN

UN ÁTOMO QUE SE ESTA DIFUNDIENDO DEBE ABRIRSE CAMINO A TRAVÉS DE LOS ÁTOMOS QUE LO RODEAN PARA ALCANZAR SU NUEVO SITIO, PARA QUE ESTO SUCEDA DEBE APLICARSE ENERGÍA CON EL FIN DE PERMITIR QUE EL ÁTOMO SE MUEVA A SU NUEVA POSICIÓN.

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Velocidad de difusión

05. Velocidad de difusión

Gradiante de concentración

El gradiante de concentración muestra como varía la composición del material con la distancia.

Primera ley de fick

La primera ley de Fick explica la velocidad a la que la difusión ocurre de acuerdo al flujo neto de los átomos mediante la siguiente expresión:

La velocidad a la que los átomos, iones o partículas se difunden en un material pueden ser medidas de acuerdo al flujo.

05. velocidad de difusión

Ejemplo de aplicación.

Dopado de semiconductores.

05. velocidad de difusión

FACTORES QUE AFECTAN LA DIFUSIÓN

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06. METODOLOGÍA

A temperaturas más altas, la energía térmica suministrada a los átomos que se están difundiendo permite que los átomos superen la barrera de la energía de activación y se muevan con mayor facilidad a nuevos sitios.

temperatura y coeficiente de difusión

La cinetica de difusión depende a gran medida de la temperatura. El coeficiente de difusión D se relaciona con la temperatura por la ecuacion tipo Arrhenius

tIPOS DE DIFUSIÓN

TIEMPO

DEPENDENCIA EN EL ENLACE Y LA ESTRUCTURA CRISTALINA

DEPENDENCIA DE LA CONCENTRACIÓN DE LAS ESPECIES QUE SE ESTÁN DIFUNDIENDO Y DE LA COMPOSICIÓN DE LA MATRIZ

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PERMEABILIDAD DE LOS POLIMEROS

¿Que es?

La permeabilidad de los polimeros se refiere a su capacidad para permitir el paso de sustancias, como gases o líquidos a traves de su estructura molecular

A nivel molecular, los polimeros estan formados por cadenas largas de unidades repetitivas llamadas monomeros y estos monomeros estan compuestos por átomos

Factores

• Tamaño y forma de las moleculas
• Naturaleza química del polimero
• Temperatura
• Estructura y morfologia del polimero
• Humedad y contenido del agua

El movimiento de los atomos en los polimeros es altamente dependiente de los factores mencionados, estos factores puedn afectar la movilidad y la interacción de los átomos , lo que a su vez influye en la permeabilidad del polimero.

La segunda ley de Fick, la cual describe la difusión dinámica, o de estado no estacionario, de átomos es la ecuación diferencial

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PERFIL DE COMPOSICIÓN

SEGUNDA LEY DE FICK

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