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Dayanna Moyano F. 1.- Un cristal de germanio de 0.01 cm de espesor contiene un átomo de arsenio por cada 108átomos de Ge en una superficie y 1000 átomos de As por cada 108 en la otra superficie. El parámetro de red del germanio FCC es de 5.66 Å. Calcular: a. El % átomos de As en cada superficie, b. El gradiente de composición en términos de %atomos As/cm, c. El gradiente de composición en términos de atomos As/cm3 * cm a) c=

x100 = 1x

c=

% átomos de As

x100= 1x

% átomos de As

b) =

= 0.0999% átomos de As/cm

c) = V=

= 1.813x (1.813x

C=

/celda)=4.53x

=2.21x

C=

/celda

atomos/

=2.21x

atomos/

=

= 2.21x1

átomos de As por

. Cm

2.- Determinar el gradiente de concentración requerido para transportar 100 átomos de N/cm2 *s a traves de una hoja de hierro a 1000°C donde el hiero es centrado en las caras. D= D= (0.0063)

= 1.07x

Flujo = D x = 934.6x1

átomos/cm

3.- Comparar los coeficientes de difusión del carbono en el hierro BCC y FCC a la temperatura de transformación alotrópica de 910°C y explicar la diferencia

Dayanna Moyano F. C en hierro CC (BCC) -> Q=20,900cal/mol;

=0.011(

C en hierro CCC (FCC) -> Q=32,900cal/mol;

=0.23 (

= = (0.011

=1.513x

= = (0.23

=1.92x

4.- Se juntan cobre y niquel para producir un par de difusion. Despues de cierto periodo, el par contiene 78% de Cu 0.1cm a la izquierda de la interficie y 28% de cobre 0.1 cm a la derecha de la misma. Supongase un parmetro de red promedio de 3.58 Å. Determinar (a) el gradiente de concentracion entre los dos puntos en porcentaje en peso de cobre por cm, en porcentaje atómico de cobre, y los atomos de cobre/cm3*cm. (b) la densidad del flujo de los atomos de cobre a traves de la interficie a 100°C , y (c) dicha densidad a traves de la interficie a 500°C. a) = 500% átomos/cm –

=317.7 % en peso de Cu

Vcelda= V=

c x 3.58x1

c

=5.74x

C=

=4.88x1

atomo de Cu /

C=

=1.36x1

atomo de Cu /

=

= 8.72x1

b) D= D= (0.65

=5.96x

átomos de Cu por

. Cm

Dayanna Moyano F.

Flujo = D x

= 5.96x

(

) 8.72x1

átomos de Cu por

. Cm=5.20x1

átomos de Cu por

. Cm =0.23 Cu/

Cu/

c) D= D= (0.65

=2.65x

Flujo = D x

=2.65x

8.72x1

5.- La difusividad de atomos de plata en el metal plata solido es 1.5 x10-17 m2/s a 400°C y 7.8 x1013 m2/s a 1100°C. Calcular la energia de activacion (Julios por mol) para la difusion de In en Ag en el rango de temepratura de 400-1100°C. T=400+273=673 -> T=1000+273=1373 -> = 5.20x Q=

= = e´(0.000381254 x Q) = 28482.310 cal/mol x 1 J/4.18cal =6813.95 J/mol

6.- Calcúlese el número de vacantes en equilibrio por metro cubico en el cobre puro a 500°C donde: K= 8.62x10-5 eV/K

Dayanna Moyano F. E= 0.9 eV Densidad del cobre: 8.96 Mg/m3 Masa atómica de Cobre= 63.54 g/masa atómica ->

=N

-> N=

conversion : 8.96Mgx =

N=8.49x Ahora reemplazamos N en la primera ecuación

= (8.49x

(

)

=1.16x

x

=8.96 g/