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Formación del Vidrio: Cinética de Enfriamiento

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Competencia entre velocidad de enfriamiento y cinética de nucleación/crecimiento cristalino (reuso parcial de Metalurgia M01) que decide si el fundido vitrifica o cristaliza - la vitrificación es, en este sentido, una cristalización evitada.

ID:('ky', 1754)


Tasa de nucleación

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$\dot N=N_0\exp(-\Delta G_c^*/k_BT)\exp(-Q_d/k_BT)$

$N_0$
Prefactor de nucleación
$1/m²s$
$dot N$
Tasa de nucleación
$1/m²s$
$T$
Temperatura
$K$
$Delta G_c^*$
Barrera crítica
$J$
$Q_d$
Energía de difusión
$J$
$k_B$
Constante de Boltzmann
$J/K$



ID:('gm', 15076)


Velocidad crítica

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$CR_{crit}=\frac{\Delta T_n}{t_n}$

$Delta T_n$
Ventana de nucleación
$K$
$CR_{crit}$
Velocidad crítica
$K/s$
$t_n$
Tiempo nariz TTT
$s$



ID:('gm', 15077)


Fracción cristalizada

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$X_v=1-\exp(-k_A t^{n_A})$

$k_A$
Constante Avrami
$1/s?$
$n_A$
Exponente Avrami
$1$
$X_v$
Fracción cristalizada
$1$
$t$
Tiempo
$s$



ID:('gm', 15078)


Criterio vitrificación

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$CR_{enfr}>CR_{crit}\Rightarrow\text{vidrio}$

$CR_{crit}$
Velocidad crítica
$K/s$
$CR_{enfr}$
Velocidad de enfriamiento
$K/s$



ID:('gm', 15079)


Enfriamiento dinámico

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$T^{n+1}=\max(T_{amb},T^n-CR_{enfr}\Delta t)$

$T$
Temperatura
$K$
$CR_{enfr}$
Velocidad de enfriamiento
$K/s$
$Delta t$
Paso temporal
$s$



ID:('gm', 15080)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Región de los Rios, Chile