Interfaces Y Nucleación

Transformaciones de Fases

Energía libre de un sistema no uniforme - Energía interfacial y nucleación.

El tema tratado en los artículos, gira en torno a las propiedades de la interfaz que se forma en la nucleación de un sistema de dos fases. Una de las características de importancia, es el grosor de dicha interfaz, la cual se busca determinar por métodos que funcionan paralelamente para definir el comportamiento magnético y ferroeléctrico, además de la transición de estado normal a superconductivo.

El modelo de Cahn-Hillert busca definir la energía libre de la interfaz y el núcleo crítico, considerando que esto ocurre en un sistema formado por dos componentes y una fase más estable comienza a formarse dentro de una fase metaestable. El objetivo es definir una expresión formada de dos aportaciones principales: una debido al gradiente de energía y otro término que es la energía en la interfaz. A partir de esto, se puede decir que la interfaz es difusa y su espesor es dependiente de la temperatura, además, su energía específica será dependiente de la distancia de interacción, que depende de los potenciales intermoleculares. También la energía libre de la fase metaestable debe ser una función continua de las propiedades en la interfaz que busquemos identificar.

En cuanto al fenómeno de la nucleación, establece como necesaria una de las dos condiciones definidas por Gibbs, donde ocurre un cambio grande en la composición, en este caso el núcleo, aunque sea de tamaño infinitesimal. Este núcleo estará sometido a una presión ejercida sobre la frontera entre las dos fases y deberá superarla hasta el punto donde el núcleo pueda crecer gracias a un trabajo W compuesto por el cambio en la energía libre entre la fase metaestable y la estable (sin hacer ninguna aclaración de si el núcleo es homogéneo o no). De no ser capaz de alcanzar el radio crítico, dicho núcleo colapsará. Bajo la teoría original, se consideraba que las propiedades del núcleo no variaban en la interfaz, sin embargo, existe cierta discrepancia entre si dicho núcleo mantiene características homogéneas dentro de sí o no. En las consideraciones finales, se señala que tanto la presión como la composición en el centro del núcleo es distinta, además de que ninguna sección del núcleo es homogénea.

En general, ambos artículos giran en torno a la definición de un sistema que describa el comportamiento tanto de la interfaz como del núcleo propiamente, por medio de aproximaciones a partir de las interacciones entre el la fase nueva que presenta el estado más estable del sistema y el entorno de la fase metaestable que pasará a transformar.

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