Resumen:
El presente trabajo consta de las siguientes partes: Una introducción en la cual se establecen los objetivos del trabajo y las causasque motivaron su estudio. Los objetivos propuestos fueron: determinar el coeficiente de autodifusión D del titanio en fase beta (entre 900 y 1580°C), estudiar la variación de D con la temperatura, obtener valores para: la energía de activación (q)del proceso de la autodifusión, para el factor de frecuencia (D0) y para la variación de entropía de activación ΔS del proceso; predecir el tipo de mecanismo de la autodifusión sobre la base del signo de la variación de entrópia ΔS, y del valor del D0. En cuanto a las causas que determinaron la realización de este trabajo son de dos órdenes:científicos y tecnológico. Dentro de las primeras se encuentra la necesidad de comprobar si todos los elementos del grupo IV a de la Tabla Periódica (al cual pertenece el Titanio)presentan valores anormalmente bajos para q y D0 en el proceso de la autodifusión. La literatura presenta resultados de este tipo para el Titanio en fase alfa y para el Circonio en fase alfa y beta. El circonio pertenece con el Titanio, el Hafnio (z=40,22y72) el grupo antes citado. Entre las causas tecnológicas que impulsan al estudio de las propiedades del Titanio se encuentran las crecientes aplicaciones de este elemento en la industria, debido a su alta resistencia a la corrosión por agua salada y a la erosión. Primera parte: Consideraciones teóricas, en las cuales se exponen generalidades sobre la difusión y las leyes que la rigen; el método de seccionamiento que permite obtener el coeficiente de disfusión (en este caso el coeficiente de autodifusión D) utilizando trazadores radioactivos y sus variaciones el método de Gruzin y la generalización del mismo debida a Seibel. Este último método ha sido elegido para este trabajo, se exponen las causas de su elección. Esta primera parte se ha completado con consideraciones sobre la variación del coeficiente D con la temperatura, consideraciones sobre la energía de activación, sobre el factor de frecuencia y sobre la variación de la entropía de activación del proceso de la autodifusión. Se discute también la predicción del mecanismo de la autodifusión considerando el ΔS correspondiente y el D0. Segunda parte: incluye técnicas experimentales en general. Se dan las generalidades sobre el material utilizado (Ti) y sobre su radioisótopo (Ti^44), el análisis químico del Titanio utilizado, los tratamientos previos del material, la preparación de las muestras, el depósito del material radioactivo (se discuten varios tipos de depósito y se dan las causas de la elección del depósito electrolítico), los tratamientos térmicos de difusión (incluyendo las condiciones en que deben efectuarse y el error que se comete en las mediciones), las abrasiones y el contaje (equipos utilizados, condiciones de trabajo, error de las mediciones, etc) la obtención de las curvas de penetración y del gráfico ln р In/рXn=f(xn^2)del cual se obtiene el coeficiente D.Construcción del gráfico ln D=f(I/T) de la variación del coeficiente D con la temperatura y técnica autorradiográficas son los dos últimos puntos tratados en esta segunda parte. La tercera parte: incluye una discusión de los resultados y finalmente un cuadro en el que constan los resultados obtenidos. Se completa este trabajo con tres apéndices que desarrollan fórmulas utilizadas en el trabajo y con la bibliografía del mismo. Desarrollamos aquí a continuación los resultados obtenidos: Se utilizó el método de Gruzin generalizado para obtener los coeficientes de autodifusión del Titanio en fase beta (ente 900 y 1580°C) utilizando su isótopo radioactivo el Titanio ^44. La tabla I a continuación muestra dichos resultados: *Ver tabla en tesis* Se ha estudiado la variación del coeficiente de autodifusión con la temperatura y se encontró que responde a una ecuación de tipo Arrhenius. Se obtuvieron valores experimentales para la energía de activación de la autodifusión (Q) y para el factor de frecuencia D0) anormalmente bajos: *Cuadro en tesis* Se calcularon mediante ecuaciones empiricas y semi empiricas valores para Q y D0. Los datos calculados son mayores que los experimentales. Cuando se transportan los valores calculados y los experimentales a los gráficos representativos de esas relaciones empíricas y semi-empíricas se observan: a.- Los valores calculados se encuentran siempre agrupados con los valores experimentales de otros elementos cúbicos centrados cuyo comportamiento en la autodifusión es normal. La concordancia es excelente. b.- Los valores experimentales presentan un apartamiento anómalo. Este comportamiento se observa para el circonio y el uranio ɣ. El valor bajo de D0, así también como el valor negativo de la variación de la entropía de activación (ΔS=-7,42 Kcal/mol)permiten predecir un mecanismo de anillo de 4 átomos para la autodifusión. Este es un criterio experimental, aunque el mecanismo de anillos es el más frecuente en las estructuras poco compactas. Este mecanismo involucra una disminución de la energía de activación y de la entalpía, lo que justificaria los valores experimentales bajos de los mismos. La teoría del D0 de zener no resulta aplicable rigurosamente al Circonio o al Titanio pues no justificaría un valor negativo de la variación de la entropía de activación ΔS. Al no considerar zener en su teoría la contribución a la variación de la entropía total por la alteración de las frecuencias de vibración de los átomos en el punto de ensilladura (ΔS3) siempre obtienepara el ΔS total un valor positivo puesto que las otras dos contribuciones ΔS1 y ΔS2 son siempre positivas. La experiencia muestra en cambio valores negativos para el ΔS total; los de baja magnitud (del orden de -0,20 Kcal/mol.°K) fueron explicados por Zener como: Errores de experimentación. Caminos de difusión por "circuitos cortos". Esta teoría no explicaba, sin embargo, valores negativos de ΔS mayores, como los hallados para el Titanio en fase alfa o los de este trabajo. Los conceptos de Diones que justifica un ΔS negativo y los de Paxton, Pound y Bittleque los utilizan como criterios para determinar los mecanismos de la autodifusión constituyen las bases de este trabajo experimental. La tabla 2, a continuación, resume los datos de este trabajo para la autodifusión del Titanio en fase beta. *Ver tabla en tesis*
Citación:
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Walsöe de Reca, Noemí Elizabeth. (1964). Estudio de la autodifusión del titanio en fase beta. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n1270_WalsoedeReca
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Walsöe de Reca, Noemí Elizabeth. "Estudio de la autodifusión del titanio en fase beta". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 1964.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n1270_WalsoedeReca
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