Eutettico

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Lega eutettica piombo-stagno (ingrandimento: 750x).
Quattro differenti morfologie di un sistema eutettico:[1]
A: Lamellare
B: Fibroso
C: Globulare
D: Aciculare
Rappresentazione di un sistema bifase con eutettico

Un eutettico, o miscela eutettica o azeotropo eterogeneo, (dal greco εὐ, eu- = buono e τήκω, tekō = fondere) è una miscela di sostanze il cui punto di fusione è più basso di quello delle singole sostanze che la compongono (da cui il nome "facile da fondere"). Nel diagramma di fase viene identificato da un punto che corrisponde ad un equilibrio invariante. Una miscela eutettica, ad un determinato valore di pressione costante, è caratterizzata da un ben determinato rapporto in peso tra i suoi costituenti e da un ben determinato valore di temperatura eutettica.

Un esempio è una miscela di ghiaccio e sale (H2O allo stato solido e NaCl), il ghiaccio fonde a 0 °C, il sale a 804 °C, mentre la loro miscela eutettica fonde a -21,3 °C. Al punto eutettico sono contemporaneamente presenti le due fasi solide (ghiaccio e NaCl) e la fase liquida (la soluzione) in contemporaneo equilibrio.

Gli eutettici riguardano in particolare le leghe metalliche, specie quelle tra stagno, zinco, piombo, rame, cadmio, bismuto, e le miscele frigorifere, ma anche i minerali. Ad esempio, le lave vulcaniche rimangono allo stadio fluido a temperature molto inferiori a quelle di fusione di qualsiasi loro costituente.

Sistema eutettico[modifica | modifica sorgente]

La trasformazione eutettica coinvolge la diffusione degli atomi delle due specie pure A e B (visto che la loro composizione è molto diversa). Appena un grano di A nuclea avremo un addensamento del componente B nelle zone circostanti, "espulso" (ovvero tolto dalla fase liquida) per dare origine alla fase α.
A sua volta si originerà quindi un nucleo di fase β che per formarsi dovrà espellere il componente A. In questo modo i due grani cresceranno simultaneamente.
La disposizione spaziale che possono assumere i grani delle due fasi all'interno della microstruttura eutettica può essere molto diversa. Si possono avere eutettici di tipo lamellare, di tipo sferoidale, a barrette ecc.

In un sistema eutettico bilineare Al-Cu (Cu = 33% massa) per una solidificazione eutettica a 548 °C si può avere una segregazione in cui si formano delle lamelle α e β comprese tra una distanza λ che varia con la velocità di solidificazione (cioè la velocità di diffusione, dalla legge di Fick): più questa è alta infatti, più il valore di λ è piccolo, cioè le lamelle sono più sottili. Questo fenomeno avviene quando le fasi α e β solidificano alla stessa velocità e quindi la variazione delle concentrazioni solide aumenta di pari passo. Il sistema eutettico è perciò chiamato binario eutettico. Il problema con questo sistema è che aumenta la superficie di contatto tra le due fasi e quindi l'energia interna (data dalla tensione superficiale).

Un'alternativa alla segregazione binaria eutettica è data dalla segregazione con formazione di dendriti (diversa velocità di diffusione).

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ Smith, William F.; Hashemi, Javad (2006). Foundations of Materials Science and Engineering (4th ed.). McGraw-Hill. ISBN 0-07-295358-6. p. 333

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

  • Paolo Silvestroni, Fondamenti di chimica, 10ª ed., CEA, 1996, pp. 271-277. ISBN 88-408-0998-8.

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

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