ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Задачи к главе из "Введение в физику твердого тела " Физические свойства двух- и многокомпонентных материалов существенным образом определяются их фазовым составом. Поэтому информация о том, из каких фаз состоит данный материал, сколь далеко (или близко) находятся они от границ равновесия фаз, имеет важное значение при разработке материалов с заданными свойствами и выборе оптимальной технологии обработки материалов. В связи с этим важную роль приобретают диаграммы состояния двух- и многокомпонентных систем. Если для двухкомпонентной системы области существования однофазных состояний и линии двухфазного равновесия можно было изобразить на двумерной рГ-диаграмме (см. рис. 11.1), то для многокомпонентных систем такое представление оказывается невозможным, поскольку в этом случае в качестве параметра необходимо добавить и концентрации компонент. Поэтому для таких систем строят сечения диаграмм состояния при некоторых постоянных параметрах. [c.268] Здесь мы рассмотрим только Гс-диаграммы (р = onst) бинарных сплавов, выясним основные типы этих диаграмм и поясним принцип их построения. Заметим, что ввиду важности этих диаграмм существует обширная литература, содержащая и конкретные методы их построения по экспериментальным данным, и конкретные данные о диаграммах состояния двойных сплавов металлов и некоторых неметаллов, и ряда трех- и даже многокомпонентных систем [42, 52, 58] . [c.268] Это означает, что NW и обратно пропорциональны длинам отрезков Сд—С и С )—Сд. Поэтому формулу (11.97) называют правилом рычага, которое позволяет находить количество находящихся в равновесии фаз с данными составами. При этом если Са попадает в интервал между д и то равновесию соответствует двухфазное состояние с составами и и количеством фаз jV(1) и Л (2), определяемым по (11.99). Совпадение Сд с или соответствует исчезновению одной из фаз, и если сд не находится между с ) и то система будет находиться в однофазном состоянии. [c.270] С изменением температуры термодинамические потенциалы фаз G( ) и G 2) будут меняться, и кривые зависимости G ) и G 2) от состава будут менять свою форму. Построив кривые G( и G(2) для различных температур и проводя каждый раз общую касательную, можно найти составы равновесных фаз при каждой температуре и построить диаграмму состояния. Обычно по оси абсцисс откладывают с, по оси ординат Т. Если в сплаве может в зависимости от состава возникнуть несколько фаз, то все они могут быть построены указанным способом. [c.270] Рассмотрим построение диаграммы состояния некоторых типов, причем начнем со случая, когда компоненты сплава неограниченно растворимы в жидком и твердом состояниях. [c.270] Результируклщая диаграмма состояния приведена на рис. 11.9, е, она имеет вид сигары. Такие диаграммы состояния характерны при неограниченной растворимости компонент. Верхнюю из ограничивающих двуфазную область азывают линией ликвидуса (L), нижнюю — солидуса (S). Характерная черта диаграммы состояния бинарного сплава — наличие не одной точки плавления, а целого интервала температур плавления. [c.272] Особая ситуация возникает, если в сплаве для какого-либо состава возникает химическое соединение, не разлагающееся вплоть до температуры плавления (такое соединение часто называют промежуточной фазой). Наличие соединения приводит к диаграмме состояния, показанной на рис. 11.11. Видно, что здесь роль одного из компонентов принимает на себя соединение. [c.272] Приведенные диаграммы состояния являются типичными, хотя и не исчерпывают всех видов диаграмм состояния. Однако и более сложные типы диаграмм могут быть получены на базе проведенного рассмотрения. Реальное построение диаграммы состояния проводится не только непосредственно через построение кривых G(с), но и с помощью многочисленных экспериментальных методов, позволяющих выявлять и идентифицировать находящиеся в равновесии при разных условиях фазы. К таким прежде всего относятся дифракционные (рентгеновские, электронно-микроскопические и т. п.) методы, термический анализ, дилатометрия электросопротивление, металлография, магнитные методы (для выявления магнитных фаз), радиационные методы и т. д. [52, 58]. [c.273] Очевидно, что усложнение сплавов, переход от бинарных к многокомпонентным, неизбежный для поиска материалов с новыми свойствами, приводит к необходимости не только строить экспериментально диаграммы состояния, но и изыскивать современные пути их расчета на базе теории твердого тела. По-видимому, в дальнейшем наиболее перспективным окажется комплексный метод изучения диаграмм состояния, сочетающий различные экспериментальные и теоретические методы построения диаграмм. [c.273] Вернуться к основной статье