Demixing

Il demixing è la separazione spontanea di una miscela (o lega ) di particelle omogenee in più fasi immiscibili di composizioni differenti.

Una miscela di particelle di dimensioni diverse tende a sfaldarsi, con particelle di una certa dimensione che si raggruppano su un lato e particelle di un'altra dimensione sull'altro. Questo fenomeno è chiamato segregazione o demiscelazione.

Definizione del parametro di interazione λ

Se indichiamo con E AA , E BB ed E AB , le energie di interazione tra due molecole in una miscela binaria AB, allora definiamo il parametro di interazione λ con:

{\ displaystyle \ lambda = Kte. \ left (E_ {AB} - {\ frac {1} {2}} \ left (E_ {AA} + E_ {BB} \ right) \ right)}

{\ displaystyle \ qquad \ qquad}

{\ displaystyle \ qquad \ qquad}

{\ displaystyle \ qquad}

{\ displaystyle \ qquad}

{\ displaystyle \ qquad}

{\ displaystyle \ qquad}

{\ displaystyle \ qquad}

{\ displaystyle \ qquad}

{\ displaystyle \ qquad}

{\ displaystyle \ qquad}

Le energie di interazione tra due molecole sono quantità negative (E <0).

se λ = 0 con E AA = E BB = E AB = 0; allora questo è il modello della miscela di gas ideale. (sempre omogeneo)
se λ = 0 con E AA = E BB = E AB ≠ 0 ed E AB = 0,5 (E AA + = E BB ); allora questo è il modello della miscela ideale. (sempre omogeneo)
se λ <0 allora | E AB | > 0,5 | E AA + E BB | ; quindi avremo la formazione di una miscela omogenea.
se λ> 0 allora | E AB | <0,5 | E AA + E BB | ; quindi questo è un caso sfavorevole per la formazione della miscela, possiamo quindi fare la miscela in determinate condizioni ma a volte possiamo anche avere un fenomeno di demixing (separazione in due fasi).

In una lega con tendenza all'ordine (λ <0), il sistema predilige le coppie etero-atomiche.
In una lega con tendenza a demixare (λ> 0), il sistema predilige le coppie omo-atomiche. Questo effetto legante tende a separare l'elemento di minoranza.
Nel caso di una lega con tendenza al demix come la lega Fe-Cr, il sistema tende a massimizzare il numero di legami omo-atomici. L'elemento minoritario tende quindi a minimizzare il numero di legami con la matrice: segrega in superficie.

Riferimenti

Segregazione delle polveri - Demixing ; PowderProcess.net
Termodinamica delle miscele su Wikiversità
Maximilien Levesque, Demixing e segregazione superficiale nelle leghe ferro-cromo: dalla struttura elettronica ai modelli termodinamici , Thesis 2010, École Normale Supérieure de Paris. pagg 128 e 136.