Реферат Курсовая Конспект
Фазы сплавов - раздел Энергетика, Электронные плотности в поле сил химической связи и между сближенными на то же расстояние несвязанными атомами, заметно отличаются В Сплавах Компоненты Могут Вступать Во Взаимодействие С Образованием Следующи...
|
В сплавах компоненты могут вступать во взаимодействие с образованием следующих фаз: жидкие и твердые растворы, химические соединения.
Жидкий раствор – однородная смесь двух и более компонентов, которые равномерно распределены в виде отдельных атомов, ионов или молекул.
Твердым раствором называют фазу, состоящую из двух и более компонентов, один из которых, сохраняя кристаллическую решетку, является растворителем, а другие равномерно распределяются в решетке растворителя не меняя ее типа. В зависимости от характера распределения компонентов различают твердые растворы внедрения (атомы растворимого вещества располагаются в междоузлиях с максимальными размерами решетки растворителя), а при замещении части атомов растворителя на атомы растворимого вещества образуются твердые растворы замещения. В обоих случаях происходит искажение кристаллической решетки (при замещении как рост, так и уменьшение а, при внедрении – только рост а) и изменение свойств сплавов по сравнению с исходными материалами (рост и твердости, уменьшение пластичности, ТКЛР и вязкости).
Твердые растворы внедрения образуют переходные металлы с неметаллическими элементами, имеющими атомы малого R (главное условие образования - соответствие ), например, углерод в и .
Твердые растворы замещения могут быть с ограниченной и неограниченной (любое соотношение масс компонентов) растворимостью. Для неограниченной растворимости необходимы:
· изоморфность решеток компонентов;
· различие в параметрах решетки %;
· одинаковое строение внешних электронных оболочек.
Пример: Сu-Au; Cu-Ni; Ge-Si и другие. Твердые растворы с упорядоченным расположением атомов компонентов (соотношение АВ, АВ2, АВ3) называют упорядоченными или сверхструктурами. Они занимают промежуточное положение между твердыми растворами и химическими соединениями.
В сплавах возможно образование фаз постоянного состава, соотношение компонентов в котором подчиняются правилу валентности, т.е. химических соединений. Их характерными особенностями являются:
· отличие кристаллических решеток новой фазы и исходных компонентов;
· соотношение компонентов кратно целым числам;
· свойства отличаются от свойств исходных компонентов;
· тепловой эффект их образования положителен.
Существуют также химические соединения переменного состава (не соответствуют правилу валентности) или промежуточные фазы. Наиболее распространенные химические соединения: с ионным типом связи (оксиды); с ионным типом связи (карбиды, нитриды, сульфиды, нитриды); элементарные соединения или фазы Юм-Розери; фазы Лавеса и другие. Для определения количества фаз в сплаве и их состава строят диаграммы фазового равновесия (диаграммы состояния), т.е. графическое изображение фазового состава сплава в состоянии равновесия (или близком к нему) в зависимости от содержания компонентов и температуры. Реальные сплавы находятся обычно в неравновесном (метастабильном) состоянии. Их исследование также является задачей материаловедения, т.к. они часто обладают ценными свойствами.
Диаграммы состояния строят, используя правило фаз Гиббса. Он выполняется при следующих допущениях: фазы имеют большие размеры, т.е. можно пренебречь поверхностными явлениями; каждый компонент системы может переходить через поверхность раздела фаз. Вводятся следующие параметры: С - число степеней свободы (вариантность) системы (определяет количество параметров (р, Т, концентрация)которые можно изменять без изменения числа равновесных фаз). При С = 0 безвариантная система (р, Т и концентрация определение); С = 1 – одно(моно) вариантная система. При кристаллизации элемента из расплава в системе 2 фазы (жидкая и твердая), что возможно только при Т = const, процесс поэтому изотермический (С = 0). После кристаллизации (или плавления) - одна фаза в системе С = 1.
Параметр n характеризует внешние факторы (р, Т) и n = 2. При атмосферном давлении р = const и n = 1. Таким образом правило фаз: при постоянном давлении = атмосферному числу фаз Ф, находящиеся в равновесии, не может превышать число компонентов К больше, чем на 1: (точно: С = К + 2 - Ф)
Для построения диаграмм состояния используют экспериментальные данные, полученные методами дифференциально-термического и рентгеноструктурного анализа, дилатометрии, калориметрии и др.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Химическая связь и строение тв рдых тел... При сближении атомов может произойти перекрытие их электронных оболочек... Полная энергия многоатомной системы меньше чем сумма энергий несвязанных атомов из которых она образована...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Фазы сплавов
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов