Равновесие систем бинарных

Это уравнение является основным уравнением теории бинарных систем. Пользуясь им, можно установить все закономерности таких систем. Наибольший интерес представляет равновесие жидких бинарных растворов и их паров. [c.206]

Аналогичные кривые равновесия двух фаз можно получить и для бинарных систем, изображая, например, давление двухфазной бинарной системы в зависимости от концентрации какой-либо компоненты в одной из фаз. [c.205]

Равновесие бинарных систем. Основное уравнение теории равновесия бинарных систем. Рассмотрим теперь равновесие между различными фазами с двумя независимыми компонентами, т. е. равновесие бинарных систем. Такие системы играют важную роль в химии и металлургии. [c.205]

Согласно правилу фаз Гиббса, наибольшее число фаз, находящихся в равновесии, в случае бинарных систем равно [c.205]

Согласно правилу фаз Гиббса наибольшее число фаз, находящихся в равновесии, в случае бинарных систем равно 4. Эти четыре фазы сосуществуют только в четверной точке, для которой все параметры системы Т, Р и состав фаз) полностью определены. В случае сосуществования трех фаз система имеет одну степень свобод , т. е. один из параметров может быть выбран произвольно обычно таким параметром является давление. [c.142]

Рассмотрим бинарную систему, состоящую из жидкого раствора и пара. В состоянии термодинамического равновесия химические потенциалы компонента i в паре ц/ и в растворе (д, равны [c.99]

Изложены результаты исследования термодинамических свойств неорганических материалов — энергии Гиббса, энтальпии и энтропии образования соединении ванадия, хрома и марганца с р-элементами и закономерности их изменения в связи с положением компонентов в периодической системе элементов. Обобщены данные экспериментальных исследований и закономерности фазовых равновесий и строения диаграмм состояния в рядах систем редкоземельных металлов с германием титана и циркония в бинарных и тройных системах с тугоплавкими платиновыми металлами, тройных систем переходных металлов, в которых образуются фазы Лавеса, и тройных систем переходных металлов, содержащих тугоплавкие карбиды. Приводятся примеры использования полученных результатов при разработке новых материалов. [c.247]

Принципы определения кривых ликвидуса в тройных системах аналогичны описанным выше для двойных систем, но они включают новые усложнения, связанные с тем, что встречаются два типа эвтектик. Имеются истинные тройные эвтектики, в которых жидкость находится в равновесии с тремя твердыми фазами они затвердевают при постоянной температуре и аналогичны описанным выше эвтектикам бинарных систем. Имеются также эвтектики, в которых две твердые фазы находятся в равновесии с жидкостью и поскольку в тройной системе имеются три компонента, они не являются безвариантными точками и затвердевают в интервале температур (см. главу 29). Они часто называются двойными эвтектиками, хотя, по-видимому, неправильно говорить о двойной эвтектике в тройной системе [c.135]

Какой бы тип треугольника ни был выбран для выражения состава сплавов, вся трехмерная модель будет представлять собой прямую призму, гранями которой будут три бинарные системы. Если в качестве концентрационного треугольника применяется равносторонний треугольник (см. рис. 171), то линия АВ будет представлять собой ряд сплавов с переменным содержанием компонентов А и В, не содержащих С, и на грани призмы, идущей от АВ, будет видно влияние температуры на структуру сплавов металлов Л и В следовательно, эта грань представляет собой диаграмму равновесия бинарной системы А—В. Остальные две грани призмы также представляют собой диаграммы равновесия бинарных систем АС и ВС (все три бинарные системы представлены в одном масштабе). Если применяется прямоугольный треугольник (см. рис. 173), то вертикальные грани призмы, идущие из ОВ и ОС, представляют собой бинарные системы А—В и А—С в одинаковом масштабе, в то время как грань, идущая от линии ВС представляет собой бинарную систему В—С в другом масштабе, так что этот метод неудобен при рассмотрении всей системы А—В—С. [c.315]

При исследовании какой-либо тройной системы А—В — С почти всегда желательно предварительно изучить составляющие бинарные системы А —В, А — С и В — С, прежде чем проводить большую работу на тройных сплавах. В некоторых случаях можно получить значительные сведения о структуре сплавов, богатых компонентом А, без знания противоположной бинарной системы В — С. Но с увеличением содержания компонентов В н С становится все более вероятным, что фазы, богатые компонентом Л, окажутся в равновесии с фазами, связанными с бинарной системой В—С. Тогда без знания всех трех бинарных систем трудно изучить структуру сплавов, богатых компонентом А. По этому вопросу в каждом случае должны приниматься индивидуальные решения в соответствии с характером изучаемой системы. Так, если изучают сплавы, богатые компонентом Л и содержащие его более 95% (атомн.), то может оказаться достаточным исследовать в тройной диаграмме только угол, богатый А, не касаясь бинарной системы В—С. Однако необходимо помнить, что структуры сплавов, богатых компонентом А, нельзя понять без продвижения внутрь диаграммы. Так, точка солидус сплава, содержащего [c.350]

В работах по построению диаграммы равновесия с помощью рентгеновского метода следует обращать особое внимание на чистоту изучаемых порошков в их конечной форме. Несмотря на проводимые дискуссии по вопросу о точности этих методов, пока еще встречается много работ, в которых тщательно определяется только чистота сплошного образца и совершенно игнорируется возможность загрязнения порошков. Следует подчеркнуть, что вопрос очень важен для точного построения диаграммы, и поэтому, где только возможно, должен проводиться полный химический анализ достаточного числа порошков, чтобы гарантировать отсутствие загрязнений исследуемых образцов. Если установлено, что порошки не имеют загрязнений, то при изучении бинарных систем можно анализировать остальные образцы только на содержание одной составляющей. Наряду с испытанием чистоты сплавов необходимо также определять чистоту составляющих металлов. Например, углерод слабо растворяется в а-железе, так что при исследовании железных сплавов загрязнение углеродом будет мало влиять на парамет р решетки, хотя такое же содержание углерода в аустенитном сплаве может вызвать заметное изменение. [c.379]

Рассмотрим наиболее распространенные типы диаграмм фазового равновесия (в дальнейшем — диаграмм состояния) бинарных систем, построенных на основе термографического и микроскопического анализов (рис. 3.3.1). [c.199]

В термодинамические уравнения, определяющие влияние температуры на равновесия в системах, включающих паровую фазу, входят величины не теплот смешения, а парциальных теплот испарения компонентов бинарного или многокомпонентного раствора. Однако теплоты испарения определены прямым калориметрическим опытом только для очень немногих бинарных систем. Поэтому основной путь получения данных о парциальных теплотах [c.51]

Работа установки основана на определении момента фазового превращения бинарных систем из газового состояния в двухфазное по появлению росы на зеркальной поверхности медной призмы и момента фазового превращения из двухфазного состояния в жидкое — по перелому на кривых в диаграмме давление — температура. В точках перехода системы из одной области существования в другую составы фаз равны исходному составу. Измерив давление, соответствующее моменту фазового превращения смеси известного состава, можно построить диаграмму фазовых равновесий давление—состав. [c.59]

Другим важным аспектом, во многом определяющим физико-химические свойства вещества, является фазовый состав, поэтому изучение условий фазового равновесия, фазовых превращений и фазового состава необходимо для понимания свойств кристаллических твердых тел. Наиболее общим методом изучения условий равновесия и фазовых переходов со времени классического исследования Гиббса остается термодинамика в настоящем пособии дан вывод основных типов диаграмм равновесных состояний бинарных систем, проведена классификация фазовых превращений в твердом состоянии. Теоретические выводы проиллюстрированы, по возможности, экспериментальными данными. [c.6]

Рассмотрим бинарную систему, которая в равновесии при низких температурах представляет собой гетерогенную смесь двух фаз (ограниченных твердых растворов). Этому случаю соответствует W -образная форма кривой термодинамического потенциала g ). При низких температурах наиболее существенный вклад в термодинамический потенциал вносит внутренняя энергия и. С повышением температуры усиливается роль энтропийного члена TS, который, возрастая, уменьшает термодинамический потенциал. Поскольку энтропия твердого раствора больше энтропии смеси чистых компонентов, то повышение температуры должно сопровождаться увеличением растворимости. [c.195]

Таким образом, эффузионным методом в его обычном варианте можно исследовать бинарные сплавы, имеющие в паре два различных сорта молекул вне зависимости от того, принадлежат ли эти молекулы одному компоненту или обоим, или же в паре присутствует их соединение. Если учесть, что предварительными опытами можно выяснить равновесие в парах интересующих нас чистых компонентов, попеременно сочетая их в сплаве с нелетучими веществами или веществами с известным составом пара, то границы эффузионного метода исследования еще более расширяются. С его помощью можно тогда изучать системы, содержащие до пяти различных сортов молекул (А , Ат, А В , Вр, В,), что охватывает почти все встречающиеся на практике случаи. Большинство оставшихся систем со сложным составом пара можно исследовать эффузионным методом с анализом конденсата. [c.40]

Работа [123], содержащая фазовые диаграммы и другую информацию о фазовом равновесии бинарных систем, служит очень полезным справочником по области составов и температур для жидких полупроводников. Приведенные выше соображения полезны для объяснения, если не для приближенного предсказания, размеров этой области для различных систем. На рис. 3.1 показаны кривые ликвидуса для ряда бинарных систем, которые образуют жидкие полупроводники. [c.51]

Основные положения фазового равновесия были рассмотрены в гл. 2 (правило фаз Гиббса, законы Генри и Рауля и др.). Там же для идеальных бинарных систем получено уравнение (2.20), которое описывает линию равновесия [c.103]

Как и в случае бинарных систем, равновесие выражается через химические потенциалы [c.100]

В 2 настоящей главы довольно подробно дан физико-химический анализ фазовых равновесий в бинарных и тройных системах элементов III и V групп. При рассмотрении тройных систем упор сделан на систему А1—Ga—As. Более кратко рассмотрены также четверные системы элементов III и V групп. Как было показано в табл. 4.3.1, существует большой набор легирующих элементов, которые могут быть использованы для получения нужного типа проводимоеги и концентрации носителей в GaAs. В 3 будут рассмотрены некоторые ограничения химической природы, возникающие при введении примесей. Фазовые равновесия в системах элементов IV и VI групп кратко обсуждаются в 4 настоящей главы. [c.86]

Общие условия равновесия в многокомпонентных системах были сформулированы в гл. 9. Разумеется, сложности расчета термодинамических свойств таких систем с увеличением числа компонент нарастают. Поэтому в данной главе будут рассмотрены лишь двухкомло-нентные (бинарные) системы. Если в бинарной системе равновесно сосущест(вуют две фазы, то в соответствии с правилом фаз Гиб бса такая система имеет две степени свободы. Это означает, что из четырех величин (р, Т, х(2)), характеризующих состояние тайкой системы, лишь две являются независимыми, остальные две являются их функциями. Обычно, чтобы не иметь дело с функциями двух переменных, одну из независимых величин задают и считают постоянной и отыскивают овяЗ И между зависимыми переменными и одной независимой. В соответствии с этим при анализе равновесия жидкость — пар в бинарной системе наибольший интерес представляет нахождение следующих зависимостей [c.185]

Таким образом, мы видим, что в отличие от чистых веществ многообразие тепловых эффектов, описывающих фазовые переходы в бинарных растворах, весьма велико. Даже для идеальных систем аналитическое определение этих тепловых эффектов достаточно сложно, для неидеальных оно вообще невыполнимо. Поэтому все задачи, связанные с тепловыми эффектами фазовых переходов в бинарных растворах, решаются обычно с помощью соответствующих энтальпийных диаграмм. Эн-тальпийная диаграмма для фазового равновесия жидкость — пар строится для какого-либо постоянного давления. В некоторых случаях в поле одной диаграммы совмещаются линии, относящиеся к различным давлй- [c.212]

Несмотря на интерес к этому вопросу, до сих пор не был10 книги, целиком посвященной экспериментальным методам построения диаграмм равновесия металлических систем. В книге мы попытались восполнить этот пробел. Считая полезным в ходе изложения обращаться к теории вопроса, мы дали общую теорию бинарных спл1авов в главах 1, 2, и 3 и тройных систем в главах 29 и 30. В остальном книга почти целиком посвящена рассмотрению экспериментальных методов исследования. В главах 4— 9 рассматриваются общие методы, а в частях III—V описано определение ликвидуса, солидуса и кривых растворимости в твердом состоянии для бинарных систем. [c.5]

Таким же образом линии солидус AG п АН бинарных систем превращаются в - ройной системе в поверхности солидус. Поверхность AGH показана на рис. 176 ее можно представить себе расположенной под поверхностью ликвидус на рис. 175. Двухфазная система (твердая фаза + жидкость) в тройной системе двухварианта, и если мы выбираем температуру (см. рис. 176), то можем, оставаясь в пределах области между поверхностями ликвидус и солидус, изменять состав жидкой фазы однако, если выбран состав жидкой фазы, то состав твердой фазы, в равновесии с которой она находится, оказывается определенным. Каждый состав жидкости [c.317]

В тройной системе в равновесии находится не больше четырех фаз. Следовательно, при составе спутава, точно соответствующем эвтектической точке, в равновесии с жидкостью находятся три твердые фазы. Эти тройные эвтектики при подходящем реактиве для травления могут быть обнаружены микро-вкопическим методом по существованию в твердом сплаве трех различных фаз. Кроме чисто тройных эвтектик, сплавы трехкомпонентных систем могут иметь бинарные эвтектики. В этих случаях составы жидкой фазы лежат на эвтектической кривой, представляющей пересечение двух поверхностей ликвидус. [c.325]

Число способов, которыми двойные систе.мы, содержащие эвтектики, сочетаются при образовании тройной эвтектики, очень велико. Мы можем начать с рассмотрения тройной системы, представленной на рис. 185. В этой системе имеются три тройных ограниченных тве рдых раствора на основе каждого металла и все три бинарные системы простого эвтектического типа. В этом примере каждая эвтектическая точка понижается при добавлении третьего элемента, и кривые линии iQ, EiQnE Q являются бинарными эвтектическими линиями, которые встречаются в точке Q тройной эвтектики. Ниже будет показано, что существуют системы, в которых не все линии двойных эвтектик пересекаются в одной точке. На рис. 185 показаны три поверхности ликвидус, соответствующие равновесию жидкости с твердыми растворами А, В и С. На этих поверхностях кривыми горизонтальными линиями отмечены некоторые изоте,рмы. [c.325]

В табл.2 приведены результаты расчета парожвдкостного равновесия бинарных систем одноатомные спирты - алканы по методу [c.119]

С. А. Улыбиным было проведено исследование уделыных объемов обычной 1 тяжелой воды широком диапазоне температур и давлений. Эта работа была защищена автором в качестве кандидатской диссертации (1959). С. Р. Колманян Исследование фазового равновесия бинарных систем углеводородов в критической [c.315]

В настоящее время можно считать, что в процессе реакционной диффузии происходят фазовые превращения, как правило, в изотермических условиях при изменении концентрации взаимодействующих элементов. В первом приближении о фазовом составе диффузионных слоев можно судить, как это впервые показал Д. А. Прокошкин [66], по равновесным диаграммам состояния бинарных систем, если рассматривается диффузионное взаимодействие двух элементов. Естественно, что невозможно полное соответствие между изотермическим сечением диаграммы состояния и структурой диффузионного слоя, полученного при этой же температуре. Первопричиной указанного несоответствия является то, что диаграммы состояния характеризуют стабильное состояние и фазовое равновесие в системе, а диффузионное насыщение — метастабильный процесс, который в зависимости от условий его осуществления может в той или иной степени приближаться к равновесному. Известно также, что движущей силой диффузионных процессов является перепад концентраций или химических потенциалов в растущих фазах. Этим объясняется отсутствие двухфазных зон при диффузионном взаимодействии двух элементов, хотя на соответствующих диаграммах имеются двухфазные области, представляющие собой смеси фаз предельных концентраций. [c.58]

Система UO2—UO3—ВаО. Система с окисью бария отличается от других систем с окислами щелочноземельных металлов образованием двух тройных соединении ВагигОу и ВагСзОю, конгруэнтно плавящихся и образующих ряд двухфазных равновесий с компонентами системы и с двойными соединениями. При 1200° С в системе можно провести (рис. 4.22) следующие бинарные сечения [c.148]

Из-за ограниченности опытных данных по равновесиям для интерв сующих бинарных систем соответствующие коэффициенты активности уУ рассчитывались с помощью известных уравнений Ван-Лаара Л Вх,у. В Лх,у [c.61]

Рассмотреть термодинамическую систему, в которой осуществляется процесс последовательной кристаллизации бинарного сплава, характеризующейся наличием развитой (дендритной) фазовой границы. Используя интегральный вариационный принцип Дьярмати (2.29), построить систему уравнений переноса энергии, массы и импульса в области двухфазного состояния системы, представляющего собой совокупность растущих кристаллов-дендритов и окружающей жидкости. Считать, что в двухфазной области выполняется гипотеза квазиравповесия. Это означает, что выполняются условия равновесия в пространстве температура-концентрация-давление (Г —с —р) в жидкой части области и на поверхности растущих кристаллов, а в объеме кристаллов диффузионные процессы полностью заторможены. [c.101]

Таким образом, законы Коновалова характеризуют изменение состояния равновесия бинарных двухфазных систем при изобарных или изотермических условиях, а законы (правила) Вревского определяют закономерности влияния на фазовые равновесия бинарных систем изменений температуры и давления. [c.107]

В настоящем параграфе рассматриваются фазовые равновесия между твердой и жидкой фазами в системах элементов III и V групп. Рассмотрение этих вопросов имеет первостепенную важность для выращивания кристаллов методом ЖФЭ. Однако, как показано в 7 этой главы, полученные значения химических активностей компонентов твердого раствора также необходимы при расчете равновесий, используемых в ХОГФ. Термодинамическая модель, чаще всего используемая для расчета систем, состоящих из элементов III и V групп, достаточно подробно изложена для бинарных систем. В качестве примера рассматривается также применение этой модели для тройной системы А1—Ga—As и кратко описано ее применение к четверным системам. Использование термодинамических расчетов для системы А1—Ga—As представляется особенно важным вследствие того значения в изготовлении лазеров, которое играет твердый раствор AUGai-xAs, получаемый методом ЖФЭ. Неизвестно, будет ли ЖФЭ оптимальным методом выращивания в других системах твердых растворов соединений А В . [c.89]

Фазовые диаграммы тройных систем элементов IV и VI групп детально не исследовались. Они до некоторой степени похожи на фазовые диаграммы элементов III и V групп, так как в них тоже существует большая область составов, в которой соединение находится в равновесии с жидкой фазой. Стехиометрию, а следовательно, тип проводимости и концентрацию носителей можно регулировать отжигом при соответствующих парциальных давлениях паров составляющих элементов. В бинарных соединениях такие процессы отжига приводят в пределе к области гомогенности соединения. В тройных соединениях отжиг обычно проводится в присутствии смеси металлов, взятых в том же отношении, что и в соединении или в присутствии избыточного количества элемента VI группы. И в том и в другом случае полученная стехиометрия и соответственно концентрация носителей не связаны с границами области гомогенности твердой фазы, находящейся в равновесии с жидкой фазой. Полученные таким образом кривые называются здесь кривыми метасо-лидуса, что будет отличать их от данных по реальному равновесию жидкой и твердой фаз. [c.126]

Для описания термодинамических основ ЖФЭ полезно использовать рис. 6.2.1 для бинарной системы А—С и рис. 6.2.7 для гипотетической тройной системы А—В—С. Рассмотрим случай, когда эпитаксиальное выращивание бинарного соединения АС происходит в уоловиях, близких к равновесным. В таком случае в результате охлаждения от Гг до Г] на подложке происходит рост некоторого количества твердого соединения АС, эквивалентного потере атомной доли Хс Т2) — X Ti) компонента С (и такого же количества компонента А) из жидкого раствора (см. рис. 6.2.1). Несколько сложнее ситуация в равновесных тройных системах. Тройная система, показанная на рис. 6.2.7, представляет класс тройных систем, в которых А и В — элементы HI группы, а С — элемент V группы. Этот рисунбк в увеличенном масштабе изображен на рис. 6.5.1. Здесь показана только область составов, обогащенных элементом П1 группы между двумя близко лежащими изотермами. Каждая изотермическая фазовая диаграмма (см. рис. 6.2.5) представляет собой сечение поверхностей ликвидуса и солидуса. Составы жидкой фазы А—В—С, которые могут находиться в равновесии с твердым раствором A Bi , полностью определяются кривой ликвидуса и соответствующими конодами. При выращивании тройного твердого раствора жидкий раствор в точке 2 охлаж- [c.128]

GaAs—Alj Gai-j As заключается в том, что подложка GaAs приводится в контакт с равновесным раствором при температуре Гг и затем медленно охлаждается вместе с раствором до температуры Ti. Такой процесс удобно называть методом постепенного охлаждения (ПО). Равновесный процесс для бинарных (рис. 6.2.1) и тройных (рис. 6.5.1) систем обсуждался выше, однако процесс никогда не происходит таким образом. При эпитаксиальном выращивании как бинарных, так и тройных соединений А В скорость диффузии недостаточна для того, чтобы компоненты, находящиеся на любом расстоянии от поверхности роста, могли прийти с ней в равновесие. В дополнение к уже описанным вариациям состава ограничения, связанные с диффузией, приводят к росту, более медленному, чем ожидалось бы в равновесии. [c.132]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...