Система с неограниченной растворимостью в жидком и твердом состояниях; системы эвтектического, перитектического и монотектического типа. Системы с полиморфизмом компонентов и эвтектоидным превращением

Полная взаимная растворимость в твердом состоянии возможна тогда, когда оба компонента имеют одинаковые кристаллические решетки и атомные диаметры компонентов мало отличаются по размерам. Такая диаграмма имеет простой вид и состоит из двух линий ликвидус и солидус, пересекающихся между собой в точках кристаллизации чистых компонентов А и В. Все сплавы затвердевают в некотором интервале температур (С = 1).

Если процесс кристаллизации протекает в условиях ускоренного охлаждения, что обычно имеет место при получении литых деталей и слитков, то диффузионное выравнивание состава у кристаллов, выпавших при температурах выше t₃, не успевает происходить в результате чего получается неодинаковый состав не только у отдельных кристаллов, а в каждом из них. Внутренние участки кристалла будут более богаты тугоплавким компонентом В, наружные - компонентом А. Это явление неоднородности химического состава носит название

Первые кристаллы поверхности слитка будут обогащены компонентом В, а последние, образовавшиеся в середине слитка, - компонентом А. В результате этого возникает макроликвация в слитке.

Ликвация играет отрицательную роль и особенно в тех случаях, когда вредные примеси распределяются неравномерно. Повышенное содержание вредных примесей может привести к преждевременному разрушению деталей.

Имея диаграмму состояния, можно проследить за фазовыми превращениями любого сплава и указать состав и количественное соотношение фаз при любой температуре. Это осуществляется при помощи двух простых правил.

Химический состав выделяющихся кристаллов по мере снижения температуры изменяется по линии солидус от х_е до х_с. В это же время состав жидкой фазы изменяется по линии ликвидус от х_с до х_i Это дает основание сформулировать правила определения состава фаз (правило концентраций) и количественного соотношения фаз (правило отрезков).

Компоненты: А и В; фазы: Ж,α,β, где α - твердый раствор атомов компонента В в кристаллической решетке компонента А, а β - твердый раствор атомов компонента А в кристаллической решетке компонента В.

В зависимости от взаимодействия указанных трех фаз возможны два вида диаграмм: диаграмма с эвтектикой и диаграмма с перитектикой.

Диаграмма состояния с эвтектикой. Линия ВСЕ является линией ликвидуса, линия ЕВСКЕ - линией солидуса. Линии ВМ и КГ показывают предельную растворимость компонентов. Как и в предыдущих случаях, за процессом кристаллизации любого сплава можно проследить, пользуясь правилом фаз и правилом отрезков.

Система - это совокупность фаз в твердом или жидком состоянии, находящихся в равновесии при определенных внешних условиях (температуре и давлении).

Разные аллотропические формы принято обозначать буквами греческого алфавита α, β, γ которые в виде индексов добавляют к символу, обозначающему элемент. Аллотропическую форму, устойчивую при самой низкой температуре, обозначают буквой α, существующую при более высокой температуре β, затем γ. Примером аллотропического превращения, обусловленного изменением давления, является видоизменение кристаллического строения углерода, который может существовать в виде графита и алмаза. Полиморфизм имеет большое практические значение. Используя это явление, можно упрочнять или разупрочнять сплавы с помощью термической обработки.

Большой практический интерес представляют сплавы, у которых один из компонентов или оба имеют полиморфные превращения. В этих сплавах в результате термической обработки можно получать метастабильные состояния структуры с новыми свойствами.

После кристаллизации всех сплавов данной системы в определенном интервале температур образуется твердый раствор γ, который при понижении температуры ниже t₃ испытывает эвтектоидное превращение γ_C → α_E + β

Образовавшуюся смесь двух твердых фаз называют эвтектоидом. В связи с переменной растворимостью компонентов в твердых растворах α и β при дальнейшем охлаждении следуют вторичные выделения твердых растворов β_II и α_II.

Некоторые элементы видоизменяют свое кристаллическое строение, т. е. тип кристаллической решетки, в зависимости от изменения внешних условий - температуры и давления. Существование вещества в различных кристаллических формах в зависимости от внешних условий обусловливается его стремлением к состоянию с меньшим запасом свободной энергии. Это явление носит название полиморфизма или аллотропии. Каждый вид решетки представляет аллотропическое видоизменение или модификацию. Каждая модификация имеет свою область температур, при которых она устойчива.

При полиморфных превращениях металлов основное значение имеет температура. Превращение одной аллотропической формы в другую происходит при постоянной температуре, называемой температурой полиморфного превращения, и сопровождается тепловым эффектом, подобно явлениям плавление-затвердевание или испарение-конденсация. Это связано с необходимостью затраты определенной энергии на перестройку кристаллической решетки.

Атомные объемы и соответственно полные энергии различных модификаций, как правило, различаются мало, но бывают и исключения.

Автор: Буслаева Е.М.

<< Назад: Твердые растворы замещения и внедрения; промежуточные фазы; сверхструктуры

>> Вперед: Система с тройной эвтектикой и практически полным отсутствием растворимости компонентов в твердом состоянии; изотермические и политермические сечения

Рекомендуем интересные статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки:

▪ Корпоративное право. Шпаргалка

▪ Психология труда. Конспект лекций

▪ Бюджетная система Российской Федерации. Шпаргалка

Смотрите другие статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Мизофония может иметь выраженную генетическую основу 15.10.2026

Для большинства людей звук жевания, дыхания или сопения остается практически незаметной частью повседневной жизни. Однако у людей с мизофонией такие совершенно обычные звуки способны вызывать мгновенную и крайне сильную негативную реакцию. Причины этого состояния до сих пор изучены недостаточно, однако новое исследование указывает на важную роль наследственности. Полученные данные свидетельствуют о том, что предрасположенность к мизофонии может иметь глубокую генетическую основу. Исследованием занималась команда Медицинской школы Йельского университета, сосредоточившая внимание на семейной истории людей с этим расстройством. В отличие от ряда предыдущих работ, проводившихся преимущественно с помощью дистанционных опросов, на этот раз специалисты непосредственно обследовали 101 человека с мизофонией и членов их семей. Такой подход позволил исследователям оценить не только распространенность состояния среди родственников, но и возможные связи с другими особенностями психического здоро ...>>

Запись магнитных данных с помощью сверхбыстрых лазерных импульсов 15.10.2026

Системы хранения данных постоянно сталкиваются с необходимостью одновременно увеличивать скорость записи, плотность информации и энергоэффективность. Один из возможных путей решения этой задачи связан с использованием света для управления магнитными состояниями материала. Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали метод, в котором специально сформированные лазерные импульсы позволяют изменять направление намагниченности, открывая перспективу создания более быстрых и компактных магнитных устройств памяти. Главное отличие нового подхода заключается в том, что исследователи управляют не составом магнитного материала, а характеристиками самого лазерного излучения. Ультрабыстрый лазер концентрирует энергию на микроскопическом участке поверхности. Когда диаметр светового пятна становится меньше 1,36 мкм, специалистам удается переключать направление намагниченности независимо от спиральности света, то есть направления вращения его поляризации. Это позволяет отказаться от ...>>

Биокаталитический способ получения хиральных оксазолидинонов 14.10.2026

Химия все чаще обращается к биологическим молекулам, чтобы сделать синтез сложных веществ более точным и эффективным. Особенно важны такие технологии при создании соединений, у которых одинаковый химический состав может сопровождаться разным пространственным расположением атомов и, следовательно, различными свойствами. Исследователи из Калифорнийского технологического института и Университета Питтсбурга предложили новый биокаталитический подход, позволяющий получать хиральные оксазолидиноны непосредственно из простых неактивированных алкенов. В основе предложенного метода лежит последовательность из двух реакций - азиридинирования и последующего расширения цикла. Этот каскад запускается с помощью гемопротеина, который выполняет функцию катализатора и позволяет направлять химическое превращение в нужную сторону. В результате из относительно простого исходного соединения формируется более сложная циклическая структура с заданной пространственной конфигурацией. Особенно существенным ...>>

Случайная новость из Архива Чистый воздух помогает думать 13.11.2015 Низкая производительность труда может быть связана с воздухом, которым нам приходится дышать на работе. И речь не о химическом производстве, а об обычном офисе: во-первых, в помещении увеличивается концентрация углекислого газа, выдыхаемого тем, кто там находится; во-вторых, атмосферу портят разнообразные летучие вещества, которые уходят в воздух с офисной мебели, пластика и т. д. Очевидно, исправить ситуацию можно с помощью вентиляции и озеленения рабочего места. Исследователи из Гарварда, Университета штата Нью-Йорк и Сиракузского университета попробовали оценить, как зависят умственные способности человека от того, каким воздухом он дышит. В течение шести они дней наблюдали за несколькими добровольцами, которые работали архитекторами, дизайнерами, программистами, менеджерами, инженерами, и которым по работе приходилось постоянно что-то анализировать, взвешивать разные "за" и "против" и принимать решения. Однако работали они эти шесть дней в специальных условиях: кто-то в обычной обстановке с обычным уровнем СО2 и вышеупомянутых летучих органических веществ, кто-то - в офисе с растениями, понижавшими уровень загрязнителей в атмосфере, у кого-то к растениям добавлялась еще и вентиляция, а у кого-то в помещении был повышенный уровень углекислого газа, несмотря на усиленную вентиляцию. Соответственно, когнитивные способности оценивали по девяти параметрам, среди которых были стратегическое планирование, использование и анализ информации, реакция на кризисные обстоятельства. В статье в Environmental Health Perspectives авторы пишут, что вентиляция и растения примерно вдвое улучшали мыслительные способности, если сравнивать с обычной обстановкой; если же на рабочем месте были только растения, то мыслительные способности повышались на 61% (что тоже не так уж мало). По отдельным же параметрам картина оказалась следующая: реакция на кризисную ситуацию улучшалась на 131% в условиях озеленения и усиленной вентиляции, и на 97% - если только с озеленением; стратегическое мышление улучшалось, соответственно, на 288% и 183%, эффективность использования информации - на 299% и 172%. Отдельного упоминания заслуживает ситуация с углекислым газом: если его концентрацию в воздухе понижали, то семь из девяти когнитивных показателей шли вверх. Стоит подчеркнуть, что под обычными офисными условиями здесь подразумеваются действительно обычные условия: в эксперименте исследователи использовали концентрации углекислого газа и летучих веществ, характерные для среднестатистического офиса, где мало или почти нет растений и который плохо вентилируется. И тут сам собой возникает риторический вопрос: насколько же можно увеличить производительность труда, если хотя бы просто озеленить собственное рабочее место?

Другие интересные новости:

▪ Одновагонный дизель-поезд Kawasaki Heavy Industries

▪ Новый 32-разрядный процессор TMP92CZ26XBG

▪ Первый смартфон под Android 4.0 Ice Cream Sandwich

▪ 3-портовое зарядное устройство HTC 65W GaN

▪ Определена масса света

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Чудеса природы. Подборка статей

▪ статья Не дай мне Бог сойти с ума! Крылатое выражение

▪ статья Из чего делают алюминиевую фольгу? Подробный ответ

▪ статья Женьшень обыкновенный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Велосипедный музыкальный звонок на микросхеме УМС-7-08. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Размножающаяся монета. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026