Usando la Teoría de Cahn-Hilliard en Soluciones Binarias Metastables
Autores: Tran Duc, Viet-Nhien; Chan, Philip K.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Usando la Teoría de Cahn-Hilliard en Soluciones Binarias Metastables
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Solución
Separación de fases
Metastable
Descomposición spinodal
Nucleación y crecimiento
Teoría de Cahn-Hilliard
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Una solución puede estar en uno de tres estados: estable, inestable o metastable. Si la solución es inestable, la separación de fases es espontánea y procede por descomposición spinodal. Si la solución es metastable, debe superar una barrera de activación para que la separación de fases proceda espontáneamente. Este mecanismo se llama nucleación y crecimiento. Manipular la morfología utilizando la separación de fases ha sido de gran interés en la investigación debido a su uso práctico para fabricar materiales funcionales. La teoría de Cahn-Hilliard, que incorpora la energía libre de Flory-Huggins, se ha utilizado ampliamente y con éxito para modelar la separación de fases por descomposición spinodal en la región inestable. Este modelo se utiliza en este documento para modelar matemáticamente y simular numéricamente la separación de fases por nucleación y crecimiento en el estado metastable para una solución binaria. Nuestros resultados numéricos indican que la teoría de Cahn-Hilliard es capaz de predecir la separación de fases en la región metastable, pero en una región cercana a la línea spinodal.
Descripción
Una solución puede estar en uno de tres estados: estable, inestable o metastable. Si la solución es inestable, la separación de fases es espontánea y procede por descomposición spinodal. Si la solución es metastable, debe superar una barrera de activación para que la separación de fases proceda espontáneamente. Este mecanismo se llama nucleación y crecimiento. Manipular la morfología utilizando la separación de fases ha sido de gran interés en la investigación debido a su uso práctico para fabricar materiales funcionales. La teoría de Cahn-Hilliard, que incorpora la energía libre de Flory-Huggins, se ha utilizado ampliamente y con éxito para modelar la separación de fases por descomposición spinodal en la región inestable. Este modelo se utiliza en este documento para modelar matemáticamente y simular numéricamente la separación de fases por nucleación y crecimiento en el estado metastable para una solución binaria. Nuestros resultados numéricos indican que la teoría de Cahn-Hilliard es capaz de predecir la separación de fases en la región metastable, pero en una región cercana a la línea spinodal.