Метастабильное (неустойчивое) состояние

Система из паровой фазы и жидкой капельки размером аУр или из жидкой фазы и парового пузырька радиусом а р является метастабильной неустойчивость состояния проявляется сразу же, как только в системе возникает жидкая капелька (соответственно паровой пузырек) размера больше критического. [c.233]

Система из паровой фазы и жидкой капельки размером QkV или из жидкой фазы и парового пузырька радиусом йкр метастабильна неустойчивость состояния проявляется как только в системе возникает зародыш новой фазы (жидкая капелька, пузырек пара), размер которого больше критического. [c.384]

Если сталь, нагретую выше Асз или Аст,переохладить до температур ниже А , то аустенит оказывается в метастабильном (неустойчивом) состоянии и претерпевает превращения. Для описания кинетики превращения переохлажденного аустенита пользуются диаграммой изотермического превращения аустенита, построенной экспериментально для каждой марки стати (рис. 33). [c.50]

Метастабильное (неустойчивое) состояние 65, 126 Модификация аллотропическая 125 [c.135]

С изменением термодинамических сил, действующих на систему, изменяются различные характеристики фазового перехода первого рода (ФП I рода). Так,, при повыщении температуры и давления в системе жидкость — пар уменьшаются удельная теплота перехода и области метастабильных п неустойчивых состояний (см. рис. 31). Предельным случаем ФП I рода является критический переход. В критическом состоянии спинодаль и бино-даль сливаются в одну точку, удельные объемы фаз становятся одинаковыми, а фазы — тождественными. Критическое состояние определяется тем, что детерминант устойчивости и ИКУ равны нулю Dy = 0, (pP/<3V )t = 0, (<Э7 /55)р = 0. [c.174]

Линия, отделяющая механически устойчивые (метастабильные) состояния (7.68) от неустойчивых (лабильных) состояний (7.76), носит название спинодали (рис. 7.1, кривая DKE). Область механически неустойчивых состояний обнаруживается на изотермах Ван-дер-Ваальса (рис. 7.1). [c.162]

Равновесие термодинамических систем по аналогии с механическими может быть устойчивым (стабильным), неустойчивым (лабильным) и относительно устойчивым (метастабильным). Равновесное состояние называется устойчивым, если по устранении возмущения, вызвавшего некоторое отклонение системы от этого состояния, система сама по себе возвращается в первоначальное состояние равновесия. [c.15]

Ветви АВ и DE изотермы Ван-дер-Ваальса изображают метастабильные состояния вещества переохлажденную жидкость и пересыщенный пар, которые могут существовать при известных условиях. Участок B D, на котором (дР / дУ)т >0, соответствует абсолютно неустойчивым состояниям вещества и ни при каких условиях не реализуется (см. 27). [c.55]

Мартенсит Метастабильный (в неустойчивом состоянии) твердый раствор, образующийся в результате бездиффузионного (мартенситного) превращения [c.342]

Устойчивость аустенита зависит от суммарного влияния легирующих элементов. Чем ближе состав сплава к границе, отделяющей у-область от -области, тем неустойчивее структура аустенита. Неустойчивое состояние сплава может проявиться при высоком отпуске в виде частичного превращения аустенита в мартенсит. В сталях типа 18-8 метастабильность аустенита проявляется [c.161]

Опыт показывает, что к кривым равновесия жидкость — пар , твердое тело — жидкость примыкают области существования полу-устойчивых метастабильных состояний (они изображены условно пунктиром на рис. 39). Это означает, например, что в области, где строго устойчива жидкая фаза, может при некоторых условиях существовать газообразная фаза в виде пересыщенного пара. Таковы же состояния перегретой жидкости (в области газовой фазы) и переохлажденной жидкости (в области твердой фазы). Наблюдаемым состояниям могут соответствовать точки, довольно далеко расположенные от кривых равновесия двух фаз. Метастабильные состояния изображаются на рисунке 42 отрезками АВ и D изотермы Ван-дер-Ваальса (участок ВС отвечает неустойчивым состояниям вещества, которые не наблюдаются в природе). [c.204]

От метастабильного состояния следует отличать так называемое лабильное, неустойчивое состояние, при котором фаза будет спонтанно неустойчивой даже в отсутствии зародыша новой фазы. [c.49]

Отмечается. метастабильное, термодинамически неустойчивое состояние ряда гальванических сплавов. [c.20]

Метастабильные фазовые состояния — это не вполне устойчивые состояния системы из большого числа частиц, способной к фазовому переходу первого рода. Система устойчива по отношению к малым (непрерывным) изменениям термодинамических параметров, но проявляет неустойчивость при возникновении в ней тем или иным путем конкурирующей фазы. Термодинамически это обусловлено существованием при заданных условиях по крайней мере двух минимумов термодинамического потенциала, например, свободной энергии. Абсолютно устойчивое или стабильное состояние системы соответствует наименьшему из них. Другим минимумам отвечают метастабильные состояния. Такие состояния способны к более или менее длительному существованию, поскольку сами по себе они устойчивы, а переход в стабильную фазу при отсутствии затравки требует преодоления некоторого потенциального барьера. Предполагаем, что система является внутренне равновесной но всем другим признакам. Этим исключаются из рассмотрения замороженные неравновесные состояния типа стекол, в которых из-за большой вязкости затруднены молекулярные перестройки, сопровождающие непрерывные изменения исходной фазы. [c.6]

Метастабильное состояние. Если осторожно охлаждать чистую воду ниже 0° С, то можно получить переохлаждённую жидкую воду. Но достаточно встряхнуть её или бросить кусочек льда (затравить), чтобы вызвать мгновенное замерзание. Такое неустойчивое состояние переохлаждённой воды называется метастабильным. Оно наблюдается и у других веществ и всегда характеризуется повышенным давлением паров по сравнению с [c.332]

Состояние однородной системы, неустойчивое относительно флуктуаций, называется лабильным. Состояния однородной системы, устойчивые по отношению к непрерывным изменениям параметров (7.64), могут быть или стабильными, или метастабильны-мн. Стабильные состояния однородной системы устойчивы по отношению ко всем другим фазам независимо от того, отличаются ли они от нее по своим свойствам на бесконечно малую или конечную величину. Метастабильные состояния однородной системы устойчивы по отношению к непрерывным изменениям состояния [c.160]

Минимальное количество новой фазы, способной к самостоятельному существованию и находящейся в равновесии с исходной (пересыщенной) фазой, называют зародышем. Согласно современным представлениям о возникновении зародышей, вблизи точки фазового перехода в перенасыщенной (переохлажденной) жидкой фазе возникают местные и временные флуктуации, которые представляют собой скопление с ориентированным расположением частиц. Это состояние само по себе неустойчиво, так как наряду с непрерывным образованием подобных ансамблей идет их распад. Объединение скоплений может явиться зародышем, из которого впоследствии вырастает кристалл. Итак, для образования зародышей в первую очередь необходимо метастабильное состояние системы, т. е. она должна быть пересыщена или переохлаждена. [c.48]

Рассматривая, однако, структурные изменения при ТМО, необходимо отметить, что в результате такой обработки, в отличие от МТО, наиболее существенно изменяется энергетический параметр п, характеризующий среднюю энергию, поглощаемую каждым единичным объемом при нагружении. Резкое повыщение статической прочности, вызванное возрастанием параметра п, вследствие роста интенсивности поглощения энергии сопровождается в то же время сильным увеличением степени искаженности решетки материала в упрочненном состоянии. Это усиливает метастабильность получаемого структурного состояния, вследствие чего эффект упрочнения оказывается неустойчивым при повышенных температурах и больших сроках службы стали. Поэтому ТМО целесообразно применять главным образом для повышения статической прочности при кратковременных нагрузках. Таким образом, относительное влияние каждого из энергетических параметров п и Уз на получаемое в результате термомеханического воздействия упрочненное состояние. металла оказывается различным, и это различие предопределяет поведение материала при дальнейшей службе. Структурно-энергетический подход позволяет (с помощью указанных параметров) дифференцированно оценивать факторы упрочнения с учетом конкретных условий эксплуатации металла. [c.86]

Состояние поверхностного деформированного слоя детали с большой плотностью дислокаций, вследствие неупорядоченного и неравномерного распределения дислокаций по объему, характеризуется высокой термодинамической неустойчивостью (метастабильностью) при всех температурах. Поэтому структура 9 131 [c.131]

Состояние равновесия, устойчивое в малом и неустойчивое в большом, аналогично относительно устойчивому, так называемому метастабильному состоянию многочастичных (например, молекулярных) систем ). Метаста-бильными являются пересыщенное состояние пара, полученное путем его охлаждения или сжатия, аморфное (стеклообразное) состояние переохлажденной жидкости сложного химического строения, состояние смеси веществ, химическая реакция между которыми задержана низкой температурой, и т. п. Наиболее устойчивым при данных внешних условиях является другое состояние системы, для достижения которого требуется преодоление более или менее высокого энергетического барьера. Можно представить себе, что в простейшем случае при данных условиях соответствующая термодинамическая функция Е каждой частицы системы имеет график, показанный на рис. 18.68, а в роли функции Е выступает свободная энергия, если заданы температура и объем системы, или термодинамический потенциал, если заданы температура и давление. Минимум функции Е в точке А соответствует метастабильному состоянию, а более глубокий минимум в точке В — наиболее устойчивому состоянию. Частица системы ввиду того, что ее энергия имеет случайные отклонения от среднего значения (флуктуации), может преодолевать барьер между состояниями А к В и переходить из одного состояния в другое. Поскольку АЕ < АЕ (см. рис. 18.68, а), то вероятность перехода частиц из состояния А в состояние В выше вероятности обратного перехода. Таким образом, при данных условиях имеется тенденция к переходу многочастичной системы из относительно устойчивого состояния в наиболее устойчивое. Все же метастабильное состояние может существовать довольно продолжительное время, а иногда и практически неограниченно долго. Так, для многих полимеров образование кристаллической фазы из переохлажденной жидкости связано с преодолением столь высоких барьеров, что аморфное состояние сохраняется без видимых изменений десятки лет. [c.406]

Системы снижения износа и трения (системы СИТ). Давно созрело для разрешения противоречие, заключающееся в стремлении, с одной стороны, освободить смазку от продуктов окисления и по возможности стабилизировать ее в метастабильном состоянии, а с другой — заставить работать в условиях трения, ускоряющих окисление на несколько порядков, в условиях нагрева, механической деструкции, электрохимического и каталитического воздействия металла поверхностей трения. Это аналогично возведению неустойчивых построек в зоне, подвергающейся непрерывным землетрясениям. [c.5]

Такие процессы обусловлены неустойчивой (метастабиль-ной) структурой сплава, приобретаемой в результате технологической обработки (например, закалки, наклепа и др.) и связанной с появлением искажений кристаллической решетки или с образованием такой кристаллической структуры, которая не свойственна данному сплаву при данной температуре. Такое метастабильное состояние характеризуется повышенным по сравнению со стабильным состоянием уровнем внутренней (свободной) энергии. [c.9]

В лазерах второй группы диссоциация происходит при электрическом разряде в газе. Например, в смесях Ne—О2 и Аг— основным процессом образования возбужденных молекул кислорода является квазирезонансная передача энергии от метаста-бильных атомов благородных газов к молекулам Оа- Возбужденная таким образом молекула кислорода О а, будучи энергетически неустойчивой, диссоциирует на атомы кислорода. В случае смеси Ne—О 2 диссоциация непосредственно приводит к появлению одного из атомов, находящегося в возбужденном состоянии. В случае Аг—О а атом кислорода оказывается на метастабильном уровне, который имеет большое сечение столкновения с электронами, переводящими кислород на верхний уровень рабочего перехода. В этих смесях при давлениях Ne и 63 соответственно 0,35 и 0,014 мм рт. ст. и при давлениях Аг и O.j соответственно 1,3 и 0,036 мм рт. ст. генерируется длина волны к = 0,8446 мкм. [c.67]

СОСТОЯНИЯ НЕУСТОЙЧИВОГО И МЕТАСТАБИЛЬНОГО РАВНОВЕСИЯ [c.237]

Ф(б). в соответствии с общими условиями термодинамического равновесия состояние системы с плоской пленкой толщиной 6н бу-дет метастабильным, т. е. устойчивым по отношению к бесконечно малым изменениям, но неустойчивым по отношению к конечным. Пленка должна быть способной к дальнейшему росту только при условии б>бц. [c.17]

Метастабильное состояние пара является неустойчивым по отношению к равновесному. По истечении некоторого времени при определенных условиях система переходит в стабильное состояние. [c.24]

Эти фазы разделены областью неустойчивых состояний, и так как Р"с- 46. она не реализуется, то невозможен непрерывный изобарный переход одной фазы с объемом Vi в другую фазу с объемом V2. Линия фазового равновесия определяется равенством химических потенциалов вещества в фазах и называется бинодалью (кривая 2). На бинодали коэффициенты устойчивости не равны нулю между бинодалью и спинодалью существуют области метастабильных состояний системы, в которых каждая из фаз может существовать только при отсутствии другой фазы. [c.247]

На рис. 7-28 показаны зависимости химического потенциала газовой и жидкой фаз данного вещества от давления и температуры. Точка S является следом бино-дали (линии насыщения в устойчивом состоянии парожидкостной системы). Параметры на участке aS характеризуют стабильное, а на участке Sa — метастабильное состояние жидкости. -Граница устойчивых и неустойчивых состояний однородной массы называется спино-далью. Эта граница определяет максимальные перегревы [c.219]

Уравнение (15,8) дает температурную зависимость ц, изображенную на рис. 53. Часть кривой аЪ соответствует абсолютно устойчивой упорядоченной фазе, участок Ьс содерлшт метастабильные упорядоченные состояния, для которых минимум Р лежит выше, чем для неупорядоченного состояния, а участок ев, соответствует абсолютно неустойчивым состояниям, которые реализоваться не могут. Кривая имеет такой же вид, как изображенная на рис. 41, б. При температуре Го, соответствующей значе- [c.188]

Прямое измерение отрицательного давления можно выполнить, соединяя сосуд, на пол ненный теплой, сво бодиой от воздуха жидкостью, с ртутньш манометром через капилляр, заполненный жидкостью, как показано на рис. 25-3. Если жидкость в сосуде осторожно охлаждать, то столбик ртути поднимается более чем на 100 мм по сравнению с барометрической высотой Ч Изменение состояния жидкости в этом случае показано на рис. 25-3, где точка 1 соответствует стабильному состоянию теплой воды, а точка 2 на той же самой линии постоянного объема, продолженной вне стабильной области, обозначает метастабильное состояние жидкости при отрицательном давлении или натяжении. Конечно, отрицательное давление не является необходимым условием для перегретой жидкости, поскольку любое состояние жидкости, изображаемое па рис. 25-3 точкой левее линии насыщения, является или метастабильным, или неустойчивым состоянием. [c.241]

Аналогичные нестатические процессы широко встречаются и в двухфазных средах при возникновении фазовых переходов, а именно в тех случаях, когда скорость изменения параметров в потоке превосходит скорость образования ядер конденсации в паре и ядер испарения (пузырьков пара) в самоиспаряющейся жидкости. Для выявления некоторых особенностей метастабильных состояний интересно рассмотреть систему [Л. 33], описываемую уравнением Ван-дер-Ва-альса. При температуре ниже критической изотерма имеет вид, изображенный на рис. 2-1. На нем часть изотермы СЕ соответствует газообразному состоянию, а BF — жидкому. Участок СВ отвечает неустойчивому состоянию системы. При изотермическом сжатии состояние системы меняется по ED, причем для квазистатических процессов газ начнет конденсироваться в точке D и изменение состояния при дальнейшем сжатии будет соответствовать прямолинейному участку изотермы DA. При определенных условиях для чистых веществ удается получить газообразные состояния, соответствующие участку изотермы D. Аналогично если в жидкости нет пузырьков газа, то при изотермическом расширении достигаются состояния, соответствующие участку АВ. Однородные состояния, изображенные участками изотерм [c.25]

Монокарбиды переходных металлов МСу входят в группу сильно нестехиометрических соединений. В неупорядоченном состоянии монокарбиды МСу имеют кубическую структуру Bin могут содержать до 50 % структурных вакансий в неметаллической нодрешетке [38]. При температуре ниже 1300 К структура В1 становится неустойчивой и в нестехиометрических карбидах происходят фазовые переходы беспорядок-порядок, приводяш ие к образованию унорядоченных фаз со сложными сверхструктурами [124-127]. Превраш ения порядок-беспорядок в карбидах являются фазовыми переходами первого рода [38,124-126] со скачкообразным изменением объема [126,128]. Однако процесс упорядочения является диффузионным и поэтому превраш ение происходит не мгновенно, а в течение нескольких десятков минут. Карбиды синтезируют при температурах 1400-1800 К, которые выше, чем температуры фазовых превраш ений беспорядок-порядок Ttrans При охлаждения от температуры синтеза до комнатной температуры нестехиометрический карбид переходит через температуру упорядочения и стремится в упорядоченное состояние. Если охлаждение осуш ествляется быстро, то процесс упорядочения не успевает закончиться и нестехиометрический карбид остается в метастабильном неупорядоченном состоянии. Из-за различия параметров решеток неупорядоченной и упорядоченной фаз в образце возникают напряжения, которые с течением времени приводят к растрескиванию кристаллитов по [c.53]

Физическая сущность процесса старения заключается либо в распаде пересыщенных твердых растворов (в сплавах), либо в переходе от неустойчивого состояния структуры металла, возникшей в процессе его обработки (например, при закалке, наклепе и т. п.), к более стабильному состоянию с пониженным уровнем внутренней энергии. Поскольку эти переходы происходят в результате, йще ений в кристаллической решетке металла, то повышение температуры увеличивает скорость процесса. Температура сильно влияет и на старение из-за распада твердых растворов. Это объясняется тем, что при росте температ фы увеличивается растворимость легирующих компонентов в основе сплава. После охлаждения твердый раствор становится пересыщенным и поэтому метастабильным, стремящимся за счет процессов распада и выпадения второй фазы вернуться в равновесное более стабильное состояние. Выпавшая фаза создает сетку стопоров, тормозящих движение дислокаций, что и вызывает уцрочнение сплава. [c.94]

Полиморфизм. Полиморфизмом называется способность вещества существовать в двух и более кристаллических формах (модификациях), отличающихся друг от друга кристаллическими решётками, механическими, физико-химическими и термодинамическими свойствами. Каждая кристаллическая форма устойчива в определённой области температур и давлений. Вне этой области она неустойчива (метастабильна) и с большей или меньшей скоростью превращается в другую более устойчивую форму. Так, капример, ниже 910 С устойчиво а-железо (гексагональная система), выше 910° -железо (кубическая система). Закалка железа заключается в том, что у железо при быстром охлаждении сохраняется в неустойчивом состоянии чрезвычайно долго благодаря незначительной скорости превращения в а-железо. Нагревание ускоряет это превращение (отпуск металла). При температуре 910° С устойчивы обе модификации. [c.317]

Наибольшее практическое значение имеют процессы старения, связанные с распадом перенасыщенных твердых растворов (процессы выделения) и распадом мартенситной структуры (тем более, что чистые металлы применяются очень редко). Эти процессы обусловлены неустойчивой (ме-тастабильной) структурой сплава, получаемой в резу1гьтате технологической обработки, например, закалки, наклепа и других, и связанной с появлением искажений кристаллической решетки. Такое метастабильное состояние характеризуется повышенным по сравнению со стабильным состоянием уровнем внутренней (свободной) энергии. Отсюда сущность процесса старения - самопроизвольный переход из нестабильного состояния в более стабильное с более низким уров- [c.125]

Рассмотрим в связи с полученными условиями устойчивости однородной системы газ Ван-дер-Ваальса. Изотерма этого газа при температуре ниже критической изображена на рис. 2 . Часть АВ соответствует газу, часть FG — жидкости. В этих состояниях (др1дУ)т<0, что указывает на их устойчивость. Состояния, лежащие на участке СЕ, неустойчивы, так как для них [dpldV)j>Q. Точка С является граничной для устойчивости отдельно взятой газовой фазы относительно ее непрерывных изменений (не связанных с образованием новой фазы). С точки В, как правило, газ начинает конденсироваться, а двухфазное состояние определяется прямолинейным участком BF. Участки ВС и EF соответствуют метастабильным состояниям пара и жидкости соответственно (см. задачу 6.6). [c.131]

Состояния равновесия, устойчивые по отношению к близлежащим состояниям и неустойчивые по отношению к некоторому более удаленному состоянию, называются метастабильными (полуустойчивыми). Метастабиль-ные состояния возникают в тех случаях, когда характеристические функции системы имеют несколько точек экстремума (рис. 3.1). Метастабильное состояние соответствует относительному экстремуму (не наибольшему максимуму и не наименьшему минимуму) характеристической функции. Наличие метастабиль-ных состояний означает, что термодинамическая поверхность тела состоит из двух вообще не связанных листов, первый из которых описывается уравнением состояния и содержит все стабильные состояния, а второй —только метастабильные состояния. Обратимого перехода с одного, листа на другой не существует. Однако для каждого из этих листов справедливо третье начало термодинамики, так что в каком бы состоянии — стабильном или метастабильном — ни находилось тело, при Т —> О его энтропия имеет одно и то же значение 5 = 0. Система, находящаяся в метастабильном состоянии, по истечении некоторого времени и при наличии необходимых условий переходит в стабильное состояние. [c.112]

Дальнейший анализ, последовательное проведение которого выходит за рамки данной книги (с ним можно познакомиться в [55]), показывает, что поскольку рассматриваемый переход непрерывен, то в точке фазового перехода как исходная, так и ко-яечная фаза теряют свою устойчивость относительно бесконечно малых флуктуаций внутренних параметров и становятся абсолютно неустойчивыми. Это значит, что точка фазового перехода II рода является одновременно и температурой абсолютной потери устойчивости соответствующих фаз. В связи с этим более симметричная фаза устойчива толшо вьше Тс и неустойчива ниже Тс, менее симметричная фаза устойчива ниже Тс и неустойчива выше Тс. Вследствие этого при таких переходах оказывается невозможным возникновение метастабильного состояния из-за пере- [c.259]

Состояния равновесия, устойчивые по отношению к близлежащим состояниям и неустойчивые по отношению к некоторому более удаленному состоянию, называются метастабильными (полуустойчивыми). Метастабильные состояния возникают в тех случаях, когда характеристические функции системы имеют несколько точек экстремума (рис. 3.1). Метастабильное состояние 1 или 2 соответствует относительному экстремуму характеристиче- ской функции. Наличие метастабильных состояний означает, что термодинамическая поверхность тела состоит йз двух не связанных листов, первый из которых соответ- [c.188]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...