8/6/2019 Lab Materiais - Relatrio exp 4

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Luiz Eduardo Abbade Dalprat Nery

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Relatrio EM-740 A Laboratrio de Engenharia dosMateriais

4. EXPERIMENTO: DIAGRAMAS DE FASE E ANLISE TRMICA

A anlise trmica diferencial uma tcnica que permite analisar o comportamento de

uma amostra sujeita a ciclos trmicos, especialmente no que se refere a transformaes de

fase.

A tcnica DTA envolve o aquecimento ou resfriamento de uma amostra de teste e umareferncia inerte em condies idnticas, com o registro de qualquer diferena de

temperatura entre a amostra e a referncia (chamado sinal do DTA). Este diferencial de

temperatura , ento, plotado contra o tempo, ou contra a temperatura. Alteraes na

amostra que levam liberao ou absoro de calor podem ser detectadas em relao

referncia inerte atravs de picos endo ou exotrmicos.

Esses picos esto relacionados s transformaes de fase do material, o que nos

permite definir parmetros importantes, como as temperaturas e quantidades de energia

envolvidas na transformao, assim como sua natureza.

Com isso, a DTA de fundamental importncia para a construo de diagramas defases, porm seu uso tambm pode ser visto em diversas reas, como as indstrias

farmacutica e alimentcia, e estudos arqueolgicos e ambientais.

Durante a anlise de uma amostra, no processo de resfriamento no caso, podemos

perceber duas situaes distintas: mudana na taxa de resfriamento pela liberao de calor,

gerando picos largos no sinal de DTA e solidificao em uma nica temperatura

(transformao congruente), representado por um pico muito estreito e intenso (vale lembrar

que esse pico teoricamente deveria ocorrer em uma temperatura nica, como se fora uma

funo impulso).

Dentro dessa situao, podemos perceber que tanto a solidificao de metal puro,quanto a de uma liga euttica ocorrem numa nica temperatura, porm alguns fatores

diferenciam os seus termogramas. Para os metais puros, a temperatura na qual ocorre a

transformao de fase sempre maior, e apesar de no ser perceptvel no termograma, uma

diferena importante que o produto da solidificao do euttico tem duas fases distintas,

enquanto o metal puro apresenta apenas uma fase.

Para determinar a composio da amostra a partir do termograma e do diagrama de

fases, que apresenta um sistema binrio euttico, pois no ponto de equilbrio das trs fases

temos lquido se transformando em duas fases slidas, precisamos definir as temperaturas de

mudana de fase atravs do termograma e checarmos qual composio apresenta essascaractersticas no diagrama de fases.

Observando o processo de resfriamento, percebemos o primeiro pico numa

temperatura prxima da mxima da anlise, que foi de 300C, o segundo a uma temperatura

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de aproximadamente 275C e o terceiro a aproximadamente 115C. Pelas temperaturas

apresentadas nas transformaes de fase, temos uma liga hipoeuttica, e, analisando as

temperaturas de cruzamento com as linhas liquidus, solidus e solvus, temos que a

composio da liga aproximadamente Pb10Sn (10% de estanho).

Respondendo de forma direta aos questionamentos:

a. O que anlise trmica diferencial e em que tipo de problema essa tcnica empregada? O que representa o sinal de DTA?

A anlise trmica diferencial uma tcnica que permite analisar o comportamento de

uma amostra sujeita a ciclos trmicos, especialmente no que se refere a transformaes de

fase.

Essa tcnica empregada para a construo de diagramas de fases, porm seu uso

tambm pode ser visto em diversas reas, como as indstrias farmacutica e alimentcia, e

estudos arqueolgicos e ambientais.

O sinal do DTA representa o registro de qualquer diferena de temperatura entre aamostra e a referncia.

b. Qual a diferena do termograma da liga Pb puro da liga Pb61,9Sn? ExpliqueTanto a solidificao de metal puro (Pb puro), quanto a de uma liga euttica (Pb61,9Sn)

ocorrem numa nica temperatura, porm alguns fatores diferenciam os seus termogramas.Para os metais puros, a temperatura na qual ocorre a transformao de fase sempre maior,e apesar de no ser perceptvel no termograma, uma diferena importante que o produtoda solidificao do euttico tem duas fases distintas, enquanto o metal puro apresentaapenas uma fase.

c. Que tipo de sistema binrio representa o diagrama Pb-Sn?Sistema Binrio Euttico

d. A partir do diagrama de fases Pb-Sn da figura 5, estime a composio daamostra com termograma apresentado na figura 11.

Para determinar a composio da amostra a partir do termograma e do diagrama de

fases, que apresenta um sistema binrio euttico, pois no ponto de equilbrio das trs fases

temos lquido se transformando em duas fases slidas, precisamos definir as temperaturas de

mudana de fase atravs do termograma e checarmos qual composio apresenta essas

caractersticas no diagrama de fases.

Observando o processo de resfriamento, percebemos o primeiro pico numatemperatura prxima da mxima da anlise, que foi de 300C, o segundo a uma temperatura

de aproximadamente 275C e o terceiro a aproximadamente 115C. Pelas temperaturas

apresentadas nas transformaes de fase, temos uma liga hipoeuttica, e, analisando as

temperaturas de cruzamento com as linhas liquidus, solidus e solvus, temos que a

composio da liga aproximadamente Pb10Sn (10% de estanho).