Химически неоднородные системы

Химически неоднородная система — термодинамическая система, состоящая из двух или нескольких химически различных веществ. Пример воздух, раствор и т. п. [c.379]

Гетерогенная система — это физически неоднородная система, состоящая из одного или нескольких компонентов, находящихся в различных фазах. Как гомогенная, так н гетерогенная системы могут состоять из химически активных компонентов. [c.75]

Фаза представляет собой любое агрегатное состояние или однородную часть неоднородной системы. Число компонент равно числу всех веществ, составляющих систему, за вычетом числа дополнительных связей химических реакций, условий диссоциации и др. [c.157]

Величина p,i называется химическим потенциалом вещества 1. Используя этот термин, можно суммировать условия ( 26-6), (26-7), (26-8) и (36-9), необходимые и достаточные для равновесия неоднородной системы, следующим образом [c.256]

Весьма эффективным структурным фактором упрочнения является образование на начальных стадиях старения химической неоднородности. При образовании пересыщенного твердого раствора эффект упрочнения до начала старения такой же, как при введении чужеродных атомов в твердый раствор. Это, например, показано при исследовании сплавов А1 — Си с переменным содержанием меди. Однако если старение началось, то изменение свойств происходит скачком [185]. На примере классической системы А1—Си показано, что в случае естественного старения (комнатная температура) предел текучести будет максимальным, если размер когерентных (или частично когерентных выде- [c.308]

Фазой называют однородную часть неоднородной системы, отделенную от других ее частей поверхностями раздела. При переходе сплавов из жидкого состояния в твердое в них может образоваться несколько фаз. После затвердевания, в зависимости от природы компонентов, сплавы могут состоять из одной, двух и более твердых фаз. Могут образовываться твердые растворы, химические соединения и механические смеси, состоящие из двух или нескольких фаз. [c.71]

Рассмотренные выше жидкие и твердые растворы, а также химические соединения являются фазами. Фазой называют однородную часть неоднородной системы, имеющую одинаковый химический состав, одно и то же агрегатное состояние и отделяющуюся от остальных частей сплава видимыми (хотя бы под микроскопом) поверхностями раздела. Совокупность фаз, находящихся в состоянии равновесия, называют системой. В зависимости от числа фаз системы сплавов могут быть однофазными, двухфазными, трехфазными и т. д. Например, рассмотренные выше однородный жидкий раствор, химическое соединение и однородный твердый раствор являются однофазными системами, а механическая смесь — двух- или многофазной системой. [c.115]

Жидкие и твердые растворы и химические соединения называются фазами. Фазой называют однородную часть неоднородной системы, имеющую одинаковый химический состав, одно и то же состояние и отделяющуюся от остальных частей сплава видимыми поверхностями раздела. Совокупность фаз, находящихся в состоянии равновесия, называется системой. Системы бывают однофазные, двухфазные, трехфазные и т. д. Однородный жидкий раствор, твердый раствор и химическое соединение являются однофазными системами, а механическая смесь — двух- или многофазной системой. Зависимость между числом фаз, компонентов и степеней свободы любой системы, находящейся в равновесном состоянии, устанавливается при помощи правила фаз (закона Гиббса), изучаемого в курсе металловедения и физической химии. [c.13]

От неоднородности напряженного состояния, которое в сложных системах создает различные потоки диффузии и появление химической неоднородности [289]. [c.191]

Процесс графитизации начинается с возникновения графитных центров, которые наиболее легко зарождаются в местах нарушений сплошности — в закалочных и деформационных микротрещинах, усадочных микропорах. При появлении в белом чугуне центров графитизации нарушается равновесие между аустенитом и цементитом и в соответствии с диаграммой железоуглеродистых сплавов (линии ES и E S ) возникает перепад концентрации углерода на границах раздела фаз аустенит — графит и аустенит — цементит. При определенной температуре Т j (рис. 119, а) аустенит в равновесии с графитом имеет состав в точке б, а в равновесии с цементитом — состав в точке в, т. е. аустенит будет химически неоднородным (рис. 119, б и рис. 120). В возникающей системе из трех фаз — аустенита, графита и цементита аустенит не может одновременно находиться в равновесии с цементитом и графитом. Вследствие стремления системы к равновесию из аустенита, пересыщенного в слое, прилегающем к графиту, будет выделяться избыток углерода и включения графита будут расти (см. рис. 120). Но так как при этом аустенит становится 174 [c.174]

Сплавы. Бесслитковую прокатку лент из сплавов системы РЬ—5Ь, РЬ— 5Ь—5п используют для получения фольги. Не вызывает затруднений и литье свинцово-сурьмянистых аккумуляторных сплавов, хотя ленты имеют значительную химическую неоднородность (в центре ленты сурьмы в 2 — [c.577]

Помимо химических реакций необратимыми могут быть и любые другие процессы, однако гомогенные химические реакции являются особенностью, так как их протекание внутри системы необязательно сопровождается нарушением ее однородности. В случаях иных необратимых процессов в системе, вызванных теплопередачей, работой или массообменом, как легко заметить, должны всегда существовать градиенты хотя бы одной из термодинамических сил Т, X или ц, т. е. система должна быть неоднородной. В (7.18) такие градиенты не представлены в это уравнение входят термодинамические силы, единые для всей системы, т. е. очевидно, что за основу принята модель, согласно которой необратимые процессы е нарушают гомогенности системы и в каждый момент времени она находится в состоянии, однозначно характеризующимся переменными S, v, п. Поэтому было бы неправильно полагать, что применимость ура(внения (7.18) ограничивается обратимыми процессами его можно использовать при любых процессах внутри системы. Более того, оно автоматически учитывает и некоторые необратимые изменения состояния, происходящие за счет процессов [c.71]

Под массообменом понимают самопроизвольный необратимый процесс переноса массы определенного компонента в пространстве с неоднородным полем химического потенциала этого компонента. В простейшем случае неоднородным является поле концентрации или парциального давления, при этом процесс переноса имеет определенную направленность. Например, в смеси с одинаковой температурой и давлением процесс массопереноса (диффузии) направлен к выравниванию концентраций в системе, при этом происходит перенос вещества из области с большей концентрацией в область с меньшей концентрацией. [c.449]

Цинковые покрытия, полученные путем горячего цинкования, неоднородны. Они состоят из нескольких слоев различного химического состава и толщины. Эти слои соответствуют фазам бинарной системы железо — цинк в области, богатой цинком. [c.113]

Как известно, сплавы — это сложные материалы, получаемые из более простых — компонентов. Существуют сплавы однородные, состоящие из одной фазы (фаза — физически однородное тело — твердый взаимный раствор или химическое соединение компонентов), и неоднородные, представляющие собой смеси, которые состоят из двух или большего количества твердых фаз. Характер взаимодействия компонентов определяется составом и границами существования фаз в интересующей области температур. Наибольшая наглядность обеспечивается диаграммами состояний, если число компонентов равно двум (бинарная система) или, в крайнем случае, трем последнего случая касаться не будем. [c.262]

Несомненный методический интерес представляет предпринятая в Л. 517] попытка дать расчет гидродинамики, тепломассообмена и химического реагирования в неоднородных псевдоожиженных системах на общей основе — модели слоя с пузырями . Эта модель получена в результате упрощения данных о поведении газовых пузырей в слое. [c.19]

Рассмотрим неоднородную систему, содержащую п веществ, и в том числе некоторое вещество 1. Допустим, что система заключена в оболочку, одна часть которой является мембраной, отделяющей систему от массы чистого вещества 1 (рис. 26-1). Перегородка позволяет веществу 1 проходить в обоих направлениях, но не пропускает другие вещества, включая химическое соединения, в которые входит вещество 1. Если при переходе вещества 1 через мембрану возникает какое-либо сопротивление, мы будем предполагать, что оно имеет вязкостную природу, т. е. уменьшается при уменьшении скорости потока. [c.258]

В зоне соприкосновения двух разнородных материалов возникает контактная разность электрических потенциалов. Один металл из этой пары, обладающий менее отрицательным потенциалом по сравнению с другим, является более благородным . Поверхность конструкционного материала может быть неоднородной по химическому составу, по физическим свойствам (местные нагартовки и пр.). Может быть неоднородной и среда-электролит (различная концентрация примесей). Это приводит к образованию макро- и микрогальванических элементов с появлением электрических токов, которые и являются причиной электрохимической коррозии. В системе возникают анодные и катодные участки. Анодные участки обладают более отрицательным электродным потенциалом. Здесь металл переходит в виде гидратированного иона в раствор, оставляя на поверхности электроны (процесс окисления). В области катода притекающие с анодного участка электроны передаются частицам вещества-деполяризатора, например кислорода. В зависимости от того, кинетика какой реакции определяет коррозию, говорят об анодном или катодном контроле скорости коррозии. [c.22]

Процесс коррозии сварных соединений развивается вследствие их электрохимической неоднородности. Такая неоднородность наблюдается как в микро-, так и в макромасштабах. Межкристаллитная и ножевая коррозия развивается вследствие структурной и химической неоднородности системы микроэлектродов на участке граница—зерно. Язвенная коррозия сварных соединений кислотостойких сталей, разивающаяся, например, в растворах 3% ЫаС1- -0,1—0,5% НЫОз при температуре 80—100°С со скоростями до 10 мм/год, может быть следствием как макро-, так и микронеоднородности поверхности сварного соединения. В резальных многоэлектродных системах значения потенциалов разных участков металла отличаются, что соответствует различным стадиям окислительно-восстановительных процессов. Высокая коррозионная стойкость металла обеспечивается лишь в том случае, когда ее потенциал находится в области, соответ-ствуюш,ей пассивному состоянию. Практические инженерные задачи по защите от коррозии сводятся к тому, чтобы с помощью различных способов (металлургических, химических и других) научиться управлять уровнем потенциалов таких систем таким образом, чтобы они соответствовали пассивному состоянию. [c.125]

Лакокрасочные покрытия имеют две разные поверхности контакта одну — с внешней средой (как правило, газообразной или жидкой), другую — с твердым телом, или подложкой. Это отличает их от клеевых соединений, где клеевой слой с обеих сторсн связан лишь с твердыми субстратами. Влияние внешней среды и подложки проявляется в химическом составе и структуре материала контактных слоев пленок. Поэтому лакокрасочные покрытия следует рассматривать как физически и химически неоднородные системы. [c.9]

Возьмем теперь термически неоднородную систему с током и найдем изменение энергии рдЕ1дТ в единицу времени в единице объема такой химически однородной системы. Согласно уравнению (2.26) при подстановке в него выражений для / и из (2.32) и (2.33) в случае постоянного или медленного изменяющегося тока (когда (Иу/ = 0) получаем [c.26]

TO становится очевидным, что энергия на единицу объема, определяется темтературой, давлением, химическими потенциалами и соотношениями, существующими между ними. Можно легко доказать, что /V и ZfV определяются аналогично. Следовательно, для каждой однородной фазы в неоднородной системе между п+О. независимыми переменными имеется зависимость вида [c.274]

При объяснении полученных результатов Страуманис и др. исходили из влияния состава на коэффициент термического расширения твердого раствора. С повышением содержания индия коэффициент термического расширения раствора его в золоте увеличивается. Поскольку при затвердевании сплава образовывались химически неоднородные кристаллы твердого раствора, при последующей термической обработке или медленном охлаждении в кристаллах возникали внутренние напряжения. Периферийная зона кристаллов, содержавшая больше индия, уменьшалась в объеме при охлаждении сплава в большей мере, чем центральные участки, в результате чего в ней создавались напряжения растяжения. В этом отношении состояние периферийной зоны сходно с жидкостью, находящейся под отрицательным давлением [246]. По мнению авторов [369], релаксация напряжений осуществляется путем образования вакансий, которые во время длительной выдержки диффундируют к стокам и образуют микропоры. На основании этой модели они вычислили объем образующихся пор и получили результаты, по порядку величины близкие к экспериментальным. В сплавах системы d — In, в которых коэффициенты термического расширения мало чувствительны к составу, поры не образуются [369]. [c.112]

Как показали исследования, проведенные в работе 1501, эффект, достигаемый многоступенчатой термической обработкой для деформированных сплавов на никелевой основе, объясняется регулированием выделения упрочняющей фазы 511з (Т1А1), ее дисперсности и характера распределения. Неравновесность кристаллизации металла шва и многокомпонентность системы легирования способствует образованию химической неоднородности за счет ликвации и появлению участков, обогащенных легирующими элементами. Это приводит к неравномерному распределению фаз, выпадающих в процессе термической обработки или эксплуатации при высоких температурах. В исходном состоянии после сварки сложнолегированного шва на никелевой основе, легированного молибденом, вольфрамом, титаном и алюминием, интер металл идные и карбидные фазы выделяются крупными фракциями по границам зерен. В поле зерна распределение фаз крайне неравномерно. Обогащенные фазами и примесями границы в этом состоянии обладают при высоких температурах пониженной деформационной способностью, и трещина, зародившаяся под нагрузкой по границе зерна, интенсивно далее по ней развивается. Эгому способствует также кристаллизационная ориентированность кристаллитов сварного шва и значительная протяженность прямых участков границы зерна. Аустенитизирующая термическая обработка ликвидирует ориентационную направленность структуры, зерна в результате ее проведения становятся равноосными. При этом проходит также перераспределение легирующих элементов и диффузионное рассасывание ликвационных участков. Последующее ступенчатое старение способствует более равномерному распределению фаз в матрице. Границы зерен становятся более тонкими (чистыми), чем у металла шва в исходном после сварки состоянии. Это приводит и к изменению характера деформации при длительном разрыве за счет включения в нее не только границ, но и тела зерна. Зародившиеся трещины при этом локализуются и имеют округлую форму, что обеспечивает высокую пластичность при длительном нагружении. [c.246]

Сварные соединения, подвергаемые коррозионному воздействию, в реальных конструкциях представляют собой неоднородные системы. Неоднородность обусловлена теплофизическим и металлургическим воздействием сварки на металл сварного соединения и околошовной зоны. В результате этих воздействий образуются структурно-химическая макро- и микронеоднородности, геометрическая неоднородность (непровары, подрезы, нссплавления, трещины и другие дефекты, а также конструктивные концентраторы) и неоднородность упругопластического состояния, вызванная неравномерным распределением остаточных упругих напряжений и пластических деформаций. Кроме этого, на сварное соединение действуют внешние нагрузки, вызывающие повышение напряжений в местах наличия концентраторов. Поэтому [c.173]

Следовательно, неорганические стекла, получаемые в промышленных условиях, характеризуются неупорядоченностью и неоднородностью внутреннего строения, т. е. представляют собой как бы сложные субмпкрогетерогенные системы, состоящие из микрообластей с различной пространственной структурой и химически неоднородным строением. [c.157]

Важным источником микропор, катализирующих гра-фитообразование, является диффузионное перераспределение примесей (в первую очередь кремния) при нагреве [105]. Образование диффузионных пор, как известно, наблюдается в системах компонентов с разной диффузионной подвижностью [106, 107]. Более подвижные атомы диффундируют быстрее. Области, из которых они уходят, пересыщаются вакансиями, и здесь растут поры. В белом чугуне подобная ситуация создается при нагреве, когда происходит растворение цементита и часть его трансформируется в раствор (аустенит или феррит). При аличии кремния твердый раствор становится химически неоднородным та его часть, которая образовалась из цементита, содержит меньше кремния. Вследствие этого кремний диффундирует из одних участков в другие. Области, обедняющиеся кремнием, пересыщаются вакансиями, к здесь растут микропоры. Появляются они обычно а исходной новерхности контакта цементита с твердым раствором, где в начале растворения создается наибольший перепад концентрации кремния. Образующиеся здесь микропоры заполняются затем углеродом, который поступает из твердого раствора, и таким образом возникает графит. Микроскопическое исследование сплавов в начале графитизации показывает, что, как правило, графитные включения действительно располагаются на исходных межфазных А/Ц и Ф/Д поверхностях. Встречаются они и в твердом растворе, а в цементите их обычно нет. [c.139]

Высококоэрцитивное состояние сплавов этой системы возникает в результате распада твердого раствора а и является промежуточным при переходе от гомогенного Твердого раствора к метастабильному состоянию. Поэтому фазовая и химическая неоднородность твердого раствора а оказывает влияние на кинетику распада и возникновение про.межу гичных фаз. В этой связи следует отметить выпадение по границам зерен в сплавах ЮНДКТ при содержании титана более 5% высокотемпературной метастабильной х-фазы [3-7] при нагреве в интервале 1240—1280°. Морфология этой фазы отличается от V (а.у)-фазы, образующейся в сплавах этого типа при 1200—850° ГЦК решетка этой фазы сохраняется при комнатной температуре. Появление в структуре сплава у -фазы приводит к необратимому снижению магнитных и механических свойств аналогично явлению пережога в сталях. Температурный интервал однофазности а-твердого раствора расположен между областями а+х и а+у- У.-фаза обогащена титаном за счет соседних участков а-раствора, ее выпадению способствует медь и препятствует алюминий. Предполагается, что стабилизация ГЦК структуры /-фазы связана с микросегрегацией углерода по границам зерен. [c.117]

Энергетическая структура кристалла (или ОПЗ) с крупномасштабными флуктуациями электрофизических свойств может быть представлена в виде пространственно модулированной флуктуаци-онным потенциалом зонной схемы. Для однородных систем ширина запрещенной зоны всюду сохраняется постоянной — дно зоны проводимости и потолок валентной зоны промодулированы одинаково. При химической или структурной неоднородности системы ширина запрещенной зоны также может изменяться. В любом случае энергия электрона на дне зоны проводимости неоднородного полупроводника является функцией координаты (далее мы ограничимся рассмотрением электронного переноса) — рис.2.15,а. Наиболее глубокие минимумы потенциальной энергии, где Г > (., заполнены электронами и образуют некое подобие системы "озер" на неровной местности. При небольшом количестве таких "озер" электроны остают- [c.72]

Межфазные границы. Электронные процессы, разыгрывающиеся на реальных поверхностях полупроводников и в структурах ДП, в значительной мере определяются строением межфазной границы полупроводника с его оксидной пленкой. Мы, как и прежде, ограничимся системами 81-5102 и 0е-0е02. Трудно представить возможность образования достаточно упорядоченной границы двух различающихся по своей структуре твердых фаз (полупроводник и его оксид), контактирующих с помощью строго направленных химических связей. Такое сочленение должно привести к появлению дислокаций "несоответствия" и деформации валентных углов и длин связей в переходной области. Неизбежные при окислении флуктуации диффузионных потоков реагирующих веществ, присутствие в них воды и связанные с этим процессы гидратации будут способствовать образованию структурно и химически неоднородной межфазной области. [c.182]

Помимо структурной неоднородности, существует еще и химическая неоднородность зоны термического влияния, особенно на сплавах системы Л1—Ве—Mg. В результате теплового влияния сварочного цикла в алюминиевой матрице металла околошовной зоны происходит распад пересыщенного твердого раствора Mg в А1 с образованием стабильной фазы Mg2Alз, [c.364]

При рассмотрении ликвации в каком-то объеме металла различают зональную неоднородность, проявляющуюся в виде скоплений отдельных компонентов в макроскопических зонах, и внутрикристал-лическую, или микроскопическую, ликвацию, характеризующуюся химической неоднородностью в пределах кристаллита. Зональная ликвация в паяных швах в системах, обладающих взаимной растворимостью, прежде всего связана с кристаллизацией на поверхности основного металла твердого раствора и с оттеснением более легкоплавкой составляющей зоны сплавления к центральной части шва. На поверхности основного металла кристаллизуются дендритные образования, по составу отвечающие солидусу системы при температуре пайки. [c.112]

Исследезвания [27-291 позволили установить важную закономерность коллоидная кристаллизация сопровождается переменным электрическим (магнитным) полем с частотой, характерной для каждой системы. Отметим, что появление переменных полей при кристаллизации коллоидных систем, является характерным признаком коллоидно-химической кристаллизации [27, 28]. К тому же эти исследования позволяют сделать предположение о существовании переменных полей в неоднородных средах (дисперсионные среды), например, в псевдоожиженных слоях. Из рис. 1.10, 1.11 [c.17]

В 5.4 было сформулировано необходимое условие существо-вания нестационарности процессов переноса в открытых реакционноспособных системах (5.4.3). Представляет интерес проверка этого условия. С этой целью рассмотрим обтекание лобовой критической точки инертного тела вращения, которое во все время процесса тепломассообмена сохраняет постоянную достаточно высокую температуру, холодным потоком реакционноспособного газа, состоящего из СО, О2, N2. В газовой фазе протекает гомогенная химическая реакция 2 СО + О2 = 2 СОа. Возникает вопрос о квазистационарности состояния газовой фазы. С физической точки зрения, очевидно, что если характерное время гомогенной реакции значительно меньше характерного аэродинамического времени и времен релаксации молекулярных процессов переноса (теплопроводности, диффузии компонентов и диффузии импульса), то состояние газа нельзя считать ква-зистационарным. Действительно, в этом случае скорость возникновения неоднородностей полей температур и концентраций вследствие химической реакции выше скоростей их исчезновения вследствие процессов молекулярного переноса и состояние газа нельзя считать квазистационарным. Поскольку внутренняя энергия и концентрации компонентов единичной массы ограничены, могут иметь место колебания полей температур и концентраций. [c.399]

В паросиловых установках встречаются разнооб разные системы регулирования уровня. Регулированию подлежит уровень воды мазута, различных химических реагентов в открытых и закрытых резервуарах. В некоторых случаях это однородные жидкости, т. е. такие, которые не содержат примесей с существенно изменяющимся объемом, например пузырьков пара или газа. Но именно а паросиловых установках часто встречаются резервуары, запол-ненные целиком и частично неоднородной Рис. 4Л. Бах с режидкостью. Типичным примером такой систе- гулируемым уров-мы является контур регулирования уровня нем жидк( (схе-в барабане котла. Вначале рассмотрим более простой случай регулирования уровня однородной жидкости. [c.57]

Пример Н. ф. п. — возникновение лазерной генерации. С термодинамич. точки зрения лазер представляет собой неравновесную систему, т. к. она включает в себя атомы и ноле, к-рые связаны с резервуарами, имеющими раал. темп-ры. При слабой накачке активные атомы излучают независимо друг от друга. С увеличением накачки лазер переходит в когерентное состояние, в к-ром все атомы излучают в фазе. При этом обнаруживается аналогия с фазовыми переходами 2-го рода. Подобная аналогия имеет место при Н. ф. п. и в др. системах физических (образование конвективных ячеек Бенара возникновение осцилляций напряжённости алектрич. поля в диоде Ганна), химических (появление автоколебаний и автоволн при хим. реакциях), биологических (переход в режим ритмич. активности нейтронных ансамблей образование неоднородных структур ври морфогенезе) и т. д. Рассмотрение этих явлений в рамках единого подхода, использующего Ландау теорию фазовых переходов и теорию нелинейных колебаний и волн, составляет основу синергетики. [c.329]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...