Термодинамическая нестабильность

Термодинамическая нестабильность системы проявляется, как говорилось, в образовании в ней новых либо исчезновении существующих фаз. Поэтому необходимым условием устойчивости гетерогенной системы является устойчивость ее отдельных фаз, и если межфазные эффекты не вносят вклада в характеристические функции системы, как, например в разобранном ранее случае с поверхностной энергией испаряющейся капли, то для анализа устойчивости гетерогенной системы целесообразно прежде всего выяснить достаточные условия устойчивости однородных фаз. [c.120]

Композиционные материалы являются гетерогенными системами которые состоят из нескольких фаз различной природы. Термодинамическая нестабильность большинства композиционных материалов приводит к межфазному взаимодействию компонентов как в процессе изготовления, так и в условиях эксплуатации. Некоторое взаимодействие на поверхностях раздела в композиционных материалах необходимо, так как через них осуществляется связь между составляющими композиции и передача напряжений. Однако интенсивное взаимодействие приводит к взаимному растворению компонентов, возникновению промежуточных фаз, которые во многих случаях образуют хрупкие зоны, ускоряющие появление трещин в волокне и оказывающие влияние на уровень механических свойств композиционного материала. Это вызывает необходимость детального изучения вопросов, связанных с взаимодействием матрицы и волокон при повышенных температурах. [c.29]

Механический фактор. Под понятием механический фактор подразумевается воздействие па металл механических нагрузок— постоянных или периодических внутренних или внешних напряжений. Механический фактор увеличивает термодинамическую нестабильность металла и может привести к разрушению целостности защитных пленок на его поверхности. [c.27]

Упомянутые недостатки граничного и сухого трения являются следствием термодинамической нестабильности не только смазки, но и металлов, за исключением благородных, в состоянии покоя и особенно в процессе трения. Склонность металлов к окислительно-восстановительным реакциям используется в ИП для предотвращения окисления поверхности трения и создания пленки на поверхности трения, воспринимающей сдвиговое усилие без разрушения и тем самым защищающей основной металл от износа. Таким образом, как процесс окисления смазки, так и процесс окисления металла используются в ИП для уменьшения износа и потерь на трение. Рассмотрение физико-химического механизма подавления износа в ИП [41 ] и выявление других факторов, способствующих повышению износостойкости, привели к выводу, что подавление износа является результатом действия отдельных систем автокомпенсации неравновесных процессов износа и снижения трения (сокращенно систем СИТ). Действительно, физикохимические свойства каждой такой системы специфичны и в большинстве случаев имеют обратную связь с изменяющимися факторами условий работы или автокомпенсацию происшедших изменений, что и позволяет характеризовать их как системы. [c.7]

Общая коррозия. Как упоминалось ранее (см. гл. 3), большинство материалов, применяемых в водяных системах, термодинамически нестабильны по отношению к воде и технически пригодны только потому, что образуют защитные слои продуктов коррозии, которые уменьшают скорость коррозии основного металла до уровней, допускающих практическое применение. Коррозия алюминия в промежуточной температурной области позволяет изучить в деталях влияние изменения температуры в системе на перенос продуктов коррозии. [c.229]

Наибольшее значение из результатов последних детальных коррозионных исследований имеет выявление роли растворимости продуктов коррозии в механизме коррозии. В течение долгого времени было известно, что скорость коррозии металлов больше в таких системах, где продукты коррозии не находятся в форме нерастворимого барьера, защищающего металл. В самом деле, так как большинство металлов, применяемых в промышленности, термодинамически нестабильны по отношению к воде, только создание такого барьера позволяет их использовать в течение долгого времени. В водных системах, как было предположено, пленка-барьер образуется в месте, где идет реакция коррозии, и происходит от смежного металла. Из первых результатов, полученных на ядерных установках, следовало, что коррозионная пленка содержит материалы из других частей системы как в виде сформированных продуктов коррозии, так и за счет обмена после образования пленки. Величина этих процессов, однако, не была количественно определена. [c.258]

Система железо—водяной пар термодинамически нестабильна. При контакте этих веществ начинается реакция, которая прекращается только тогда, когда все железо перейдет в окись железа или наступит равновесие. [c.24]

Основной предпосылкой пароводяной коррозии является термодинамическая нестабильность системы железо—вода (см. 1-5), представление о которой дает диа- [c.253]

Для объяснения коррозии под напряжением предложено много механизмов. Зарождение ее связывают с уменьшением напряженного состояния поверхности, локальной термодинамической нестабильностью или локальным разрушением защитной пленки. Одна из теорий утверждает, что незащищенная зона получается при образовании ступеньки, когда плоскость скольжения пересекает поверхность металла. С увеличением расстояния между плоскостями скольжения склонность к коррозии под напряжением возрастает. [c.35]

Степень термодинамической нестабильности металла характеризуется величиной и знаком стандартного электродного потенциала ионизации, отражающего изменение свободной энергии при переходе иона из металла в раствор. Чем меньше или чем отрицательнее электродный потенциал, тем меньшей коррозионной стойкостью при прочих равных условиях обладает металл. Теоретически рассчитанные стандартные потенциалы ионизации Е) титана равны [90] [c.29]

При разгерметизации трубопровода и падении давления в. месте разрыва вверх и вниз по потоку распространяется волна гидравлической разгрузки. Скорость движения этой волны соответствует скорости звука в однофазной сжимаемой жидкости и при Ду 400 мм и р < 60 ати составляет ряя пропана 600 700 м/с. При разгерметизации трубопровода с термодинамически нестабильной жидкостью в равновесном вскипающем потоке (90 н- 120 м/с) за гидравлической волной со скоростью звука начинает двигаться другая волна с одновременным изменение.м гидродинамической структуры потока по длине. Давление в месте разрыва постепенно падает ниже давления насыщения. [c.581]

Нормальный потенциал реакции ионизации титана в воде Ti —Ti " 2е равен —1,75 В, что свидетельствует о его термодинамической нестабильности, а высокая коррозионная стойкость [c.187]

Стремление металлов переходить из металлического состояния в ионное весьма различно для разных металлов и в общем случае характеризуется величиной уменьшения свободной энергии при протекании соответствующей коррозионной реакции в данных условиях. Приближенное суждение о степени термодинамической нестабильности различных металлов в растворах электролитов может быть сделано по величине стандартного электродного потенциала металла [1]. [c.5]

Металлы повышенной термодинамической нестабильности (неблагородные). Могут корродировать даже в нейтральных водных средах, не содержащих кислорода и окислителей [c.6]

Металлы термодинамически нестабильные (неблагородные). Устойчивы в нейтральных средах в отсутствие Ог в кислых средах могут корродировать и в отсутствие Ог [c.6]

При протекании термодинамически вероятной реакции электрохимической коррозии установление стационарной скорости коррозионного процесса в общем случае будет определяться такими тремя видами торможения торможением активационного характера (например, перенапряжение электродного процесса), торможением диффузионного характера и торможением за счет омического сопротивления. Реально устанавливающаяся скорость электрохимической коррозии, таким образом, зависит как от степени термодинамической нестабильности металла в данных условиях, так и от ряда кинетических факторов, определяющих интенсивность торможения коррозионного процесса. Это следует из основного аналитического уравнения для скорости электрохимической коррозии [c.9]

Многочисленные известные, а также все вновь появляющиеся методы защиты металлов от коррозии могут быть рассмотрены на основе характера оказываемого ими торможения на ту или иную стадию электрохимической коррозии или изменения ими степени термодинамической нестабильности системы. В этом случае в соответствии с основным выражением электрохимической коррозии (1) методы защиты металлов можно классифицировать следующим образом (см. табл. 2). В качестве способов защиты находят практическое применение как методы, базирующиеся на уменьшении степени термодинамической нестабильности, так и методы, основанные на торможении кинетики катодных и анодных процессов, и в несколько меньшей степени — методы, действие которых обусловлено увеличением общего омического сопротивления коррозионной системы. [c.10]

Уменьшение степени термодинамической нестабильности [c.11]

Исходя из современных представлений о механизме электрохимической коррозии, можно дать строгое научное определение явлению пассивности металлов в растворах электролитов на основании изменения контролирующего фактора коррозии при переходе металла в пассивное состояние. Известно [1], что скорость термодинамически вероятного электрохимического процесса коррозии определяется приведенным выше выражением (см. стр. 9), которое показывает, что скорость коррозии металла зависит от степени его термодинамической нестабильности, определяемой [c.13]

Таким образом, термодинамика дает не только сведения о возможности или невозможности протекания коррозионного процесса, но и количественную оценку его движущих сил. Суждение о степени термодинамической нестабильности различных металлов в растворах электролитов, т. е. суждение о возможности или невозможности протекания электрохимической коррозии металла может быть приближенно сделано также по величине стандартного электродного потенциала металлов [7] (см. табл. 2). [c.14]

Металлы термодинамически нестабильные. Устойчивы в нейтральных средах при отсутствии кислорода. В кислых средах могут корродировать и в отсутствие кислорода. [c.15]

В табл. 5 приведена классификация методов защиты от коррозии, сделанная с учетом основного фактора защиты для каждого метода. Как видно из таблицы, для защиты практически применяют как методы, базирующиеся на уменьщении степени термодинамической нестабильности, так и методы, основанные на торможении кинетики катодных и анодных процессов и, в несколько меньшей степени, методы, воздействующие посредством увеличения общего омического сопротивления коррозионной системы. [c.46]

Некоторые методы могут иметь также смешанный механизм действия, так как они в соизмеримой степени тормозят несколько ступеней коррозионного процесса или наряду с этим снижают степень термодинамической нестабильности коррозионной системы. Сюда, например, могут быть в общем случае, отнесены различные органические покрытия, частично изолирующие изделия от коррозионной среды, частично тормозящие электродные процессы и увеличивающие одновременно омическое сопротивление. [c.46]

Стандартный электродный потенциал для реакции ионизации титана с образованием трехвалентных ионов (что более характерно для активного растворения титана в большинстве условий) равен —1,21 В. Это значение гораздо более отрицательно, чем потенциалы ионизации таких металлов как железо или цинк, что указывает на большую термодинамическую нестабильность титана по сравнению с этими металлами. Тем не менее, титан коррозионно более стоек, чем железо или цинк. Это зависит в первую очередь от большой склонности титана к пассивации. Стационарные потенциалы коррозии титана и его сплавов обычно [c.241]

Однако произвести только на основе термодинамических расчетов определения устанавливающейся скорости коррозионного процесса сплава невозможно, потому что реально устанавливающаяся скорость коррозии зависит не только от степени термодинамической нестабильности коррозионной системы, т. е. от величины движущих сил процесса, но и от ряда кинетических факторов, определяющих величину торможения отдельных ступеней коррозионного процесса [7]. [c.12]

Снижение термодинамической нестабильности сплава [c.13]

Наиболее важное следствие, вытекающее из Сложной природы поверхности раздела, — это кажущаяся стабильность композитов псевдопервого класса. Это явление уже обсуждалось выше и будет рассмотрено далее в других главах книги. Еще один эффект был обнаружен в тех композитных системах, где термодинамическая нестабильность вызывает диффузию через поверхность раздела. При этом часто наблюдается диффузионный небаланс, который приводит к образованию пустот по механизму Киркендалла Однако высокая концентрация несовершенств на поверхност раздела облегчает зародышеобразование при конденсации вакансий и ускоряет порообразование. Кляйн и др. [25] наблюдали такие поры в композите ниобиевый сплав — вольфрамовая проволока после 10-часового отжига при 1590 К (рис. 9). На этом рисунке ясно видно зарождение пор вдоль исходного положения поверхности раздела. [c.35]

Поляризационные кривые для пассивирующихся систем имеют специфический вид (рис. 4). Судя по ходу парциальной анодной поляризационной кривой, в области потенциалов между ф2 и фз плотность тока очень низкая, т. е. в этой зоне поверхность металла пассивна. Низкие значения плотности тока можно объяснить только изменением свойств поверхности металла. Металл вопреки своей термодинамической нестабильности не растворяется больше в коррозионной среде или растворяется в ней очень слабо. [c.54]

Прич1и 0п химической коррозии металлов является их термодинамическая неустойчивость в различных средах. Термодинамически стабильными в условиях на поверхности и в верхних слоях земной коры для большинства металлических элементов являются окисленные состояния — оксиды, сульфиды и другие соединения. Только оксиды золота и серебра (AU2O3. AgO, Ag203) термодинамически нестабильны в стандартных условиях. Показателем термодинамической стабильностя является изобарный потенциал G. Любой само- произвольный химический процесс возможен лишь в том случае, если происходит уменьшение свободной энергии (изобарного потенциала). [c.12]

Такой вид трения называется избирательным переносом и используется там, где граничное трение недостаточно надежно или не обеспечивает долговечность машины [12]. Режим ИП характеризуется сложностью физико-химических процессов, что связано не только с многообразием внешних условий трения, но и с большим числом факторов, влияющих на ход этих процессов. К числу таких факторов, возбуждающих более сложные физикохимические явления на контакте при деформации и перемещении, следует отнести термодинамическую нестабильность смазки и металла давление и нагрев скорость перемещения, приводящую к столкновениям частиц на поверхностях трения каталитическое действие окисных пленок и самого металла на смазку трибоде-струкцию — разрыв молекул как гомеополярный, так и гетеро-полярный электризацию, способствующую притяжению частиц с разными зарядами и создающую двойной электрический слой образование различного рода дефектов в структуре металла де-поляризационный эффект трения в результате скольжения одной поверхности по другой, приводящий к снижению самопассивации вплоть до разрушения окисных пленок и ускорению коррозионных процессов эффект экзоэмиссии электронов, особенно при возвратно-поступательном движении. [c.5]

По окончании первичной рекристаллизации, когда весь объем металла занят новыми, практически бездефектными (бездислокаци-онными) зернами, свободная энергия металла значительно уменьшается, но структура остается термодинамически нестабильной. Эта нестабильность проявляется в изменении структуры из-за большой свободной энергии сильно развитой поверхности границ и неуравновешенности поверхностного натяжения на этих границах. [c.124]

Фазовый распад. Вернемся к равновесной диаграмме Т—Р—у (рис. 58). Когда в процессе охлаждения образца (po2 = onst) первоначально находившегося в состоянии А, будет достигнута фазовая граница С, однофазная шпинель станет термодинамически нестабильной. Тем не менее в точке С, как правило, не происходит фазового распада. Ему должен предшествовать процесс зародыше-образования новой фазы, например а-РегОз, возможный при наличии пересыщения в системе. Так как степень пересыщения возрастает с понижением температуры, то следует ожидать оптимальной для каждой системы температуры зародышеобразования. Автор работы [20] показал, что для железо-магниевой шпинели оптимальная температура зародышеобразования настолько низка, что при этой температуре не происходит заметного роста новой фазы. [c.168]

Таким образом, существует принципиальная возможность повышения термодинамической стабильности сплавов за счет уменьшения свободной энергии реакции их образования. Однако оказалось, что тепловые эффекты образования сплавов сравнительно невелики для того, чтобы существенно снизить термодинамическую нестабильность технических (неблагородных) металлов в отношении коррозионных реакций. По этой причине получение коррозиоиностойких сплавов типа твердых [c.13]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...