Regras de Hume-Rothery - Hume-Rothery rules

As regras de Hume-Rothery , em homenagem a William Hume-Rothery , são um conjunto de regras básicas que descrevem as condições sob as quais um elemento pode se dissolver em um metal , formando uma solução sólida . Existem dois conjuntos de regras; um se refere a soluções sólidas substitucionais e o outro se refere a soluções sólidas intersticiais .

Regras de solução sólida de substituição

Para soluções sólidas de substituição, as regras de Hume-Rothery são as seguintes:

1. O raio atômico dos átomos de soluto e solvente não deve diferir em mais de 15%:

   ${\ displaystyle \% {\ mbox {diferença}} = \ left ({\ frac {r_ {solute} -r_ {solvente}} {r_ {solvente}}} \ right) \ times 100 \% \ leq 15 \% .}$

2. As estruturas cristalinas do soluto e do solvente devem ser semelhantes.
3. A solubilidade completa ocorre quando o solvente e o soluto têm a mesma valência . É mais provável que um metal dissolva um metal de maior valência do que vice-versa.
4. O soluto e o solvente devem ter eletronegatividade semelhante . Se a diferença de eletronegatividade for muito grande, os metais tendem a formar compostos intermetálicos em vez de soluções sólidas.

Regras de solução sólida intersticial

Para soluções sólidas intersticiais , as Regras de Hume-Rothery são:

1. Os átomos do soluto devem ter um raio menor que 59% do raio dos átomos do solvente.
2. O soluto e o solvente devem ter eletronegatividade semelhante .
3. Fator de valência: dois elementos devem ter a mesma valência. Quanto maior for a diferença de valência entre os átomos do soluto e do solvente, menor será a solubilidade.

Regras de solução sólidas para sistemas multicomponentes

Fundamentalmente, as regras de Hume-Rothery são restritas a sistemas binários que formam soluções sólidas substitucionais ou intersticiais. No entanto, esta abordagem limita a avaliação de ligas avançadas que são comumente sistemas multicomponentes. Os diagramas de energia livre (ou diagramas de fase ) oferecem um conhecimento aprofundado das restrições de equilíbrio em sistemas complexos. Em essência, as regras de Hume-Rothery (e as regras de Pauling ) são baseadas em restrições geométricas. Da mesma forma, estão os avanços feitos nas regras de Hume-Rothery. Onde eles estão sendo considerados como critério de contato crítico descritível com diagramas de Voronoi . Isso poderia facilitar a geração do diagrama de fase teórico de sistemas multicomponentes.

Veja também

• CALPHAD
• Entalpia de mistura
• Energia de Gibbs
• Diagrama de fase

Referências

• Bhadeshia, HKDH "Solid Solutions: The Hume-Rothery Rules" . Página visitada em 2007-11-24 .

Leitura adicional

• Mizutani, Uichiro (2010). Regras de Hume-Rothery para fases de liga estruturalmente complexas . Taylor e Francis. ISBN 978-1-4200-9058-1.