Processos de Metal·lúrgia i Ciència dels Materials

1. Processos de Separació i Colada de Metalls

1A) Tècniques de separació de minerals

• Sedimentació diferencial: Dos minerals de diferents densitats s'introdueixen en un líquid de densitat intermèdia; un surarà i l'altre s'enfonsarà.
• Separació magnètica: Aplicació de camps a la barreja de minerals; els magnètics es separen dels que no ho són.
• Cèl·lules de flotació: S'introdueix una barreja de polpa mineral i s'afegeix un agent espumant; els hidrofòbics s'adhereixen a les bombolles d'escuma i són portats a la superfície, mentre que els hidrofílics queden a la polpa.

1B) Mètodes de colada

• Colada directa: El metall líquid es verteix directament a un motlle on es refreda i es solidifica (producció petita).
• Colada per sifó: Es diposita en un sistema de sifons; la pressió generada per la caiguda dels metalls força l'entrada en el motlle. S'utilitza per a metalls amb punts de fusió molt elevats (com el Titani).
• Colada contínua: Es verteix de manera contínua a través d'un motlle refrigerat (producció en massa i contínua).

1C) Impacte del processament en les propietats

El processament del metall pot afectar significativament les seves propietats mecàniques, físiques i químiques. Diversos processos com la colada o el forjament influeixen en la microestructura dels metalls, en el seu comportament i rendiment.

1D) Conseqüències en la ciència dels materials

Dues conseqüències fonamentals: condiciona l'estructura molecular/cristal·lina, que és la base per explicar les propietats físiques, i defineix la reactivitat química, relacionada amb la fractura de materials.

2. Estructures Cristal·lines i Aliatges

2A) Tipus de xarxes cristal·lines

Xarxa cúbica centrada en les cares (FCC) i xarxa cúbica centrada en el cos (BCC).

2B) Modificació de propietats en l'alumini

La introducció d'àtoms addicionals en els intersticis de la xarxa cristal·lina de l'alumini en un aliatge pot modificar diverses propietats del material, millorant-ne algunes com la duresa o la resistència a l'abrasió, però també podria afectar altres aspectes com la conductivitat o la resistència a la corrosió. Les modificacions dependran del tipus d'àtom que s'incorpori i de la quantitat en els intersticis.

2D) Tipus de solubilitat en aliatges

• Total: Mostra un domini on existeix un únic sòlid format per dos constituents, i un domini de coexistència de sòlid amb líquid. És el cas més senzill en produir un aliatge per substitució.
• Parcial: Mostra els aliatges en què una xarxa d'una consistència A pot acceptar una quantitat limitada de B, i a l'inrevés. Poden existir dues fases sòlides (alfa i beta), on la primera serà una fase rica en A amb una quantitat variable de B, i la segona rica en B amb proporcions variables en A, però dins d'un límit de solubilitat.

2F) El punt eutèctic

El punt “e” en un gràfic de corbes de refredament d'aliatge és el punt eutèctic, on el metall líquid es solidifica a una temperatura constant en una mescla de dues fases sòlides.

αalpha

αalph𝛼

αalp𝛼

3. Altres apartats

3A)