Las reglas de Hume-Rothery , que llevan el nombre de William Hume-Rothery , son un conjunto de reglas básicas que describen las condiciones bajo las cuales un elemento podría disolverse en un metal , formando una solución sólida . Hay dos conjuntos de reglas; uno se refiere a soluciones sólidas de sustitución y el otro se refiere a soluciones sólidas intersticiales .
Reglas de solución sólida sustitutiva
Para soluciones sólidas de sustitución, las reglas de Hume-Rothery son las siguientes:
- El radio atómico de los átomos del soluto y del solvente no debe diferir en más del 15%: [1]
- Las estructuras cristalinas de soluto y solvente deben ser similares.
- La solubilidad completa ocurre cuando el solvente y el soluto tienen la misma valencia . [2] Es más probable que un metal disuelva un metal de mayor valencia que viceversa. [3] [4] [5]
- El soluto y el solvente deben tener una electronegatividad similar . Si la diferencia de electronegatividad es demasiado grande, los metales tienden a formar compuestos intermetálicos en lugar de soluciones sólidas.
Reglas de solución sólida intersticial
Para las soluciones sólidas intersticiales , las reglas de Hume-Rothery son:
- Los átomos de solutos deben tener un radio menor que el 59% del radio de los átomos de solventes. [6] [7]
- El soluto y el solvente deben tener una electronegatividad similar . [8]
- Factor de valencia: dos elementos deben tener la misma valencia. Cuanto mayor sea la diferencia de valencia entre los átomos de soluto y disolvente, menor será la solubilidad.
Reglas de solución sólidas para sistemas multicomponente
Fundamentalmente, las reglas de Hume-Rothery están restringidas a sistemas binarios que forman soluciones sólidas sustitucionales o intersticiales. Sin embargo, este enfoque limita la evaluación de aleaciones avanzadas que comúnmente son sistemas multicomponente. Los diagramas de energía libre (o diagramas de fase ) ofrecen un conocimiento profundo de las restricciones de equilibrio en sistemas complejos. En esencia, las reglas de Hume-Rothery (y las reglas de Pauling ) se basan en restricciones geométricas. Asimismo, se están realizando los avances en las reglas de Hume-Rothery. Donde se consideren como criterio de contacto crítico describible con diagramas de Voronoi . [9] Esto podría facilitar la generación de diagramas de fase teóricos de sistemas multicomponente.
Ver también
Referencias
- ^ Callister, William D .; Rethwisch, David G. (enero de 2018). Ciencia e ingeniería de materiales: una introducción (décima ed.). Wiley. pag. 992. ISBN 978-1-119-40549-8.
- ^ Fundamentos de la ciencia y la ingeniería de los materiales , 4ª ed., W. Smith y J. Hashemi, pp.139-140 (2006).
- ^ Callister, William D .; Rethwisch, David G. (enero de 2018). Ciencia e ingeniería de materiales: una introducción (décima ed.). Wiley. pag. 992. ISBN 978-1-119-40549-8.
- ^ EFECTOS DE VALENCIA Y SOLUBILIDADES RELATIVAS EN ALEACIONES DE METALES DE TRANSICIÓN DA Goodman * y LH Bennett National Bureau of Standards, Washington DC, 20234 RE Watson Brookhaven National Laboratory.
- ^ "Soluciones sólidas: las reglas de Hume-Rothery" . Consultado el 10 de diciembre de 2020 .
- ^ http://slideplayer.com/slide/7666224/
- ^ http://slideplayer.com/slide/5866092/
- ^ "Reglas de Hume-Rothery". Enciclopedia científica de Van Nostrand . John Wiley & Sons, Inc. 2002.
- ^ Wang, Zhijun; Huang, Yunhao; Liu, CT; Li, Junjie; Wang, Jincheng (4 de abril de 2019), "Empaquetamiento atómico y efecto de tamaño en la regla de Hume-Rothery" , Intermetallics , 109 : 139-144, doi : 10.1016 / j.intermet.2019.04.001
- Bhadeshia, HKDH "Soluciones sólidas: las reglas de Hume-Rothery" . Consultado el 24 de noviembre de 2007 .
Otras lecturas
- Mizutani, Uichiro (2010). Reglas de Hume-Rothery para fases de aleación estructuralmente complejas . Taylor y Francis. ISBN 978-1-4200-9058-1.