Фазовое превращение жидкое состояние — твердое состояние

Если гетерогенная система не находится в состоянии равновесия, то в ней возможен переход из одной фазы в другую, например, переход вещества из жидкого состояния в твердое или газообразное, переход из одной кристаллической формы в другую. К фазовым превращениям относятся и такие явления, как переход вещества из ферромагнитного состояния в парамагнитное, переход металлов в сверхпроводящее состояние, переход из неупорядоченного состояния в металлических сплавах твердых растворов в упорядоченное состояние, переход гелия I в гелий II. [c.175]

Фазовое превращение жидкое состояние — твердое состояние [c.25]

Еще одним способом аккумулирования теплоты является использование различий в физическом состоянии вещества, заключающихся во внешнем воздействии на вещество с целью вызвать его переход из твердой фазы в жидкую или из жидкой в парообразную. При подобном изотермическом превращении состояния вещества либо поглощается, либо выделяется определенное количество теплоты в зависимости от того, в каком направлении оно происходит. Такая теплота называется скрытой теплотой фазового превращения. Некоторые специфические формы изменения состояния вещества, такие как плавление, конденсация, испарение и т. п., также связаны с поглощением или выделением теплоты. Для большинства химически чистых веществ их преобразование не связано со значительным выделением (или поглощением) теплоты.. [c.255]

Построение диаграммы фазового равновесия термическим методом сводится к построению кривых охлаждения, по которым легко определяют температуры перехода из жидкого состояния в твердое (эти характерные температуры превращения называются критическими точками), и к последующему нанесению значений критических точек на координатную плоскость состав (ось абсцисс)—температура (ось ординат). [c.75]

Получив экспериментально кривые нагрева или охлаждения для сплавов одной системы, но различной концентрации, можно построить диаграмму ее состояния. Обычно для этого пользуются термическим методом, который является достаточно точным для исследования превращений, протекающих при переходе сплавов из жидкого состояния в твердое и обратно. Превращения, протекающие в сплавах в твердом состоянии (фазовые превращения в твердом состоянии), изучают более тонкими методами физико-химического анализа, среди которых наиболее распространенными являются рентгеноструктурный, микроструктурный, дилатометрический, а также методы измерения электросопротивления и магнитных свойств. [c.117]

Основная причина образования неметаллических включений — уменьшение растворимости загрязняющих элементов в металле при снижении температуры, о характерно для металлов и в жидком, и в твердом состоянии. Резкое падение растворимости примесей имеет место при кристаллизации жидкого металла. Растворимость загрязняющих элементов изменяется и при фазовых превращениях металла в твердом состоянии (см. 36). [c.102]

Усадочная раковина - пустота, возникающая в слитке (отливке) в результате усадки (уменьшения объема) при переходе металла из жидкого состояния в твердое (объемный эффект фазового превращения). [c.341]

Кристаллизация металла сварочной ванны начинается у границы с не-расплавившимся основным металлом В зоне сплавления. Различают кристаллизацию первичную и вторичную. Первичной кристаллизацией называют процесс перехода металлов и сплавов из расплавленного (жидкого) состояния в твердое. Структура металлов, не имеющих аллотропических превращений, определяется только первичной кристаллизацией. Металлы и сплавы, имеющие аллотропические формы или модификации, после первичной кристаллизации при дальнейшем охлаждении претерпевают вторичную кристаллизацию в твердом состоянии — переход из одной аллотропической формы в другую (фазовые превращения). [c.42]

Процессы кристаллизации, связанные с образованием новых растворов в твердом состоянии и наличием различных модификаций компонентов, происходят с теми же закономерностями, что и при кристаллизации жидких растворов. Основное отличие-превращений твердых растворов от жидких растворов состоит в том, что скорость диффузии в твердых растворах значительно меньше из-за малой подвижности атомов. Фазовые превращения в твердом состоянии протекают с более значительным отступлением от равновесных температур, т. е. твердые растворы склонны к значительным переохлаждениям и неравновесным состояниям. Этими особенностями твердых растворов пользуются на практике для получения фазовых составляющих с высокой степенью дисперсности и для изменения физических и механических свойств сплавов. [c.78]

Каждая точка на диаграмме состояния показывает состояние сплава данной концентрации при данной температуре. Каждая вертикаль соответствует изменению температуры определенного сплава. Изменение фазового состояния сплава отмечается на диаграмме точкой. Линии, соединяющие точки аналогичных превращений, разграничивают на диаграмме области аналогичных фазовых состояний. Вид диаграммы состояния зависит от того, как реагируют О ба Компонента друг с другом в твердом и жидком состояниях, т. е. растворимы ли они в твердом и жидком состояниях, образу-I ют ли они химические соединения и т. д. [c.113]

Типичные примеры фазовых переходов I рода переходы между твердым, жидким и газообразным состояниями, аллотропные превращения, многие фазовые превращения в сплавах и т. д. [c.257]

Располагая фазовой диаграммой вещества, всегда можно выяснить в каком состоянии — твердом, жидком, газообразном или в состоянии фазового равновесия — находится это вещество при заданных давлении р и температуре Т. Иногда в фазовой диаграмме изображают также линии равновесий для аллотропических превращений. Такая диаграмма для НгО изображена на рис. 2-2. [c.34]

Наиболее низкие температуры соответствуют использованию водорода (Т = ЗЗК) и гелия (T,j = 5,2К). При давлении в 10 Па гелий сжижается при температуре около 4 К, а при охлаждении до температуры около 2 К испытывает фазовое превращение второго рода, переходя в жидкий гелий И, обладающий необычными свойствами. В твердое состояние гелий переходит при сжатии до давления 20-10= Па при давлении 10-10 Па гелий остается жидким до сколь угодно близких к абсолютному нулю температур (рис. 4.10). [c.295]

Оплавление — процесс разрушения стеклообразных материалов в высокотемпературном и высокоскоростном газовом потоке. В отличие от плавления при нагреве кристаллических веществ оплавление стеклообразных или, в общем случае, аморфных веществ, не имеющих фиксированной точки плавления, характерно наличием двух фазовых превращений размягчением твердой фазы до жидкого состояния и переходом некоторой части расплава в пар. Второе из указанных превращений обусловлено сильной зависимостью вязкости расплава от температуры и перегревом внещней поверхности расплава относительно температуры размягчения (который достигает в зависимости от уровня тепловых потоков и сдвигающих напряжений нескольких сотен градусов). Соотношение уноса масс в жидком и газообразном виде описывается коэффициентом газификации Г (см. гл. 8). [c.372]

Как видно из рис. 6-5, алмаз устойчиво существует при давлениях выше 10 —Па ( 10 —10 кгс/см ). Однако для того, чтобы получить алмаз из графита, недостаточно просто повысить давление графита, так как в твердом состоянии обратимый процесс превращения графита в алмаз идет чрезвычайно медленно. Поэтому единственным практически осуществимым путем получения алмаза из графита является получение из графита жидкого углерода с последующим его охлаждением под высоким давлением (выше, чем давления на кривой фазового перехода графит—алмаз). Для ускорения процесса применяются специальные катализаторы. Получение искусственных алмазов из графита в настоящее время уже освоено промышленностью. [c.164]

Опыт показывает, что существует два рода фазовых превращений. Фазовые превращения первого рода сопровождаются поглощением или выделением скрытой теплоты и изменением удельного объема. Например, при переходе вещества из твердого состояния в жидкое, из жидкого в газообразное или при аллотропических превращениях вещества выделяется скрытая теплота и изменяется удельный объем. [c.175]

Температурная зависимость отношения коэффициента теплопроводности к коэффициенту электропроводности платины в твердом и жидком состояниях была изучена Гопкинсом [5] на предложенной им установке. Однако для расчета необходимо определение зависимости электрического потенциала от температуры исследуемого образца. Указанный метод является интегральным и не может быть применен для исследования металлов и сплавов, имеющих фазовые превращения. [c.94]

Фазовые превращения кристаллических веществ. Твердое вещество образуется из его жидкого или газообразного состояния по мере понижения температуры путем сближения атомов (моле- [c.25]

Как известно, к анализу процессов образования кристаллов не только из жидкой фазы, но и в случае фазовых превращений в твердом состоянии могут быть привлечены представления о кристаллизационных параметрах - скорости зарождения центров кристаллизации с и скорости их роста С. В чисто математическом аспекте задача описания кинетических закономерностей таких превращений при изотермическом характере процесса решена Н.А. Колмогоровым и устанавливает временную зависимость объема новой фазы в виде [c.67]

Измеряют такие свойства, которые меняются дискретно при фазовых превращениях в твердом состоянии или при переходах из жидкого в твердое состояние. [c.25]

Экспериментальное построение диаграмм состояния возможно благодаря тому, что любое фазовое превращение сплава отмечается изменением физико-механических свойств (электросопротивления, удельных объемов и др.) либо тепловым эффектом. Переход сплава из жидкого состояния в твердое сопровождается значительным выделением теплоты, поэтому, измеряя температуру при нагреве или охлаждении в функции времени, можно по перегибам или остановкам на кривых охлаждения определить критические температуры, при которых происходят фазовые превращения. [c.87]

Если в выделенном объеме смеси грунт—вода—лед при решении уравнения теплопроводности на шаге по времени происходит переход через температуру замерзания, то температура данного объема приравнивается к температуре замерзания, а его агрегатное состояние пересчитывается по методу баланса энергии в соответствии с количеством подводимого (отводимого) тепла. Процедура пересчета повторяется на каждом шаге по времени до тех пор, пока влага в данном объеме присутствует и в жидкой, и в твердой фазах. Поскольку реальный процесс фазового превращения доминирует над процессом теплопроводности, данный механизм пересчета фазового состояния с физической точки зрения не противоречит действительности. [c.96]

При анализе всех рассмотренных выше систем предполагалось, что образующиеся твердые фазы устойчивы от температуры их образования до самой низкой температуры, при которой еще возможны наблюдения. В общем случае это не совсем так в твердом состоянии могут протекать различные превращения наряду с теми, которые были рассмотрены при анализе равновесий между жидкой и твердой фазами. Так, положение кривых свободной энергии на фиг. 14 согласуется с последовательностью фазовых обла- [c.54]

Любое вещество может находиться в четырех агрегатных состояниях твердом, жидком, газообразном и плазменном. Переходы из одного агрегатного состояния в другое называют фазовыми превращениями для чистых кристаллических тел они происходят при строго определенных температурах. [c.68]

Сплошные линии диаграммы Си—8п (рис. 115) для относительно равновесных фазовых превращений, а пунктирные—для недостаточно равновесных при отливке в производственных условиях обычно равновесные состояния сплавов не достигаются. Вследствие большого различия по составу образующихся при затвердевании твердых фаз по отношению к составу исходных жидких фаз и большого интервала между температурами ликвидус и солидус в оловянных бронзах при недостаточно равновесном охлаждении сплавов сильно выражена ликвация. [c.152]

Рассматривая теплообмен непосредственным соприкосновением, мы до сих пор полагали, что не происходит изменения агрегатного состояния среды. Изменение агрегатного состояния возникает в тех случаях, когда температура поверхности тела выше или ниже температуры фазового превращения среды при данном давлении. В первом случае теплообмен сопровождается кипением жидкой среды, во втором случае — конденсацией ее пара. В обоих случаях явление теплообмена усложняется рядом специфических особенностей, которые отличают этот процесс от обычного теплообмена твердого тела с однофазной средой. [c.373]

Фазовые превращения, рассмотренные выше на трех примерах диаграмм состояния, наблюдаются не только при переходе от жидкого состояния системы (расплава) к твердому, но и в пределах твердого состояния системы при ее охлаждении или нагревании в этом случае эти превращения также выражают диаграммами. [c.108]

Состояния твердый — от 298 до 490° К, жидкий — от 490 до 958° С, идеальный одноатомный газ — от 958 до 3000° С. Фазовые превращения точка плавления — 490° К, АЯ = 1300 кал/моль точка кипения — 958° К, АН = 6290 кал/моль. [c.131]

Известно, что любое вещество в зависимости от внещних условий (давления и температуры) может находиться в твердом, жидком и газообразном агрегатных состояниях, или фазах , а также одновременно быть в двух или трех состояниях. (Озстояние, в котором находятся в равновесии твердая, жидкая и паровая фазы вещества, называется тройной точкой.) Переход вещества из одного агрегатного состояния в другое называется фазовым переходом, или фазовым превращением. Поэтому термодинамические диаграммы (р — и, Т — 5 и др.) для реального газа в отличие от таковых для идеального газа являются фазовыми диаграммами. [c.59]

Диаграммы состояния сплавов получают на основании данных экспериментальных исследований термического, микроскопического, рентгеноструктурного, магнитного и других анализов. Основным, наиболее простым и широко используемым является метод термического анализа. При термическом анализе определяют температуру начала и конца затвердевания сплавов в случае перехода их из жидкого состояния в твердое, а также температуры всех фазовых превращений, происходящих в сплавах в твердом состоянии (например, полиморфизм). Полученные на кривьгх охлаждения характерные критические) точки, фиксирующие начало и конец горизонтальных (изотермических) участков или перегибов, переносят в координаты температура — состав сплава (рис. 15). [c.49]

Для многих технических применений диэлектриков в электронике большое значение имеют фазовые превращения, происходящие в некоторых твердых и жидких веществах без изменения их агрегатного состояния — в пределах только твердой пли только жидкой фазы. Эти преврашеиия происходят вследствие электронных, диполыгых, магнитных н других взаимодействий структурных элементов вещества — ионов, атомов, молекул или их комплексов. В окрестности фазовых превращений структура вещества оказывается чрезвычайно податливой к внешним воздействиям (тепловым, электрическим, магнитным или механическим), причем даже при малых изменениях Т, Е, Н или X электрические, оптические и другие свойства веществ значительно изменяются. Необычно высокая чувствительность к слабым внешним воздействиям, имеющая место вблизи фазовых превращений, используется во многих видах приборов и устройств электронной техники (см. гл. 6—8). [c.94]

В тех случаях, когда можно с уверенностью говорить о существовании фазового превращения жидкость (газ) — твердое тело в однокомпонентной системе, это превращение может иметь место и в смеси. Поэтому при возрастании плотности в некоторой точке может очень остро встать вопрос о термодинамическом состоянии смеси, соответствующем данным расчетам. По мнению Олдера, в его расчетах точка с наивысшим значением плотности (т = 1,461) соответствует метастабильной жидкой смеси, что подтверждается характером результатов на фиг. 26 то же самое можно сказать и о точке с наивысшим значением плотности в расчетах Смита и Ли. Ротенберг предпринял попытку провести расчеты при значительно более высоких плотностях он полагает, что полученные им точки в области т 1,5075 относятся к твердому раствору. Это согласуется с тем фактом, что, согласно его данным, AF/F принимает большие отрицательные значения при расчете на основе уравнения состояния чисто жидкой (газовой) фазы, а также с положением этих точек на фиг. 25 на Н -ветви. Проявляющаяся на фиг. 26 тенденция светлых значков к подъему вверх при перемещении справа налево, по-видимому, связана с быстрым уменьшением точности фз.з (т) при описании метастабильного жидкого (газового) уравнения состояния однокомпонентной системы (фиг. 21). [c.358]

При нагреве и охлаждении стали в процессе термической обработки ее структура претерпевает ряд последовательных превращений, которые определяются диаграммой состояния системы Fe-Fe . Следует представлять за символами отдельных фаз и структур реальные кристаллы с особенностями их строения и состава. Для этого необходимо знать механизм кристаллизации и перекристаллизации, который включает образование центров новых кристаллов и их рост в соответствии с температурными зависимостями изобарных потенциалов жидкой G и твердой Gy фаз. В процессе охлаждения стали, нагретой выше температуры аустенитного превращения, происходят фазовые превра1цения в зависимости от скорости охлаждения. При этом при любом виде термической обработки реализуются четыре основных превращения. Рассмотрим эти превращения для звтектоидной стали (содержание углерода 0,8%). [c.160]

Иной характер имеет различие между газообразным и красталлическим состояниями вещества. Кристаллическое состояние есть анизотропная фаза вещества, а газообразное состояние представляет собой изотропную фазу его. Поэтому непрерывный переход из твердого состояния в газообразное, а также в жидкое при высоких температурах (например, больших критической) едва ли возможен, соответственно чему кривая фазового равновесия между кристаллической и жидкой фазами не имеет конца и, в частности, критической точки фазового превращения кристаллическая фаза — жидкость, ло-видимому, не существует. Вместе. с тем нужно иметь в 1виду, что при температуре вблизи точки кристаллизации в свойствах кристаллической и жидкой фаз имеются сходные черты. Вообще при температурах, близких к температуре плавления, жидкость по своим свойствам гораздо ближе к твердому состоянию, чем к газообразному. Подтверждением этого является наличие у жидкостей вблизи точки плавления некоторого порядка в расположении молекул, вследствие чего можно говорить условно о квазикристаллической структуре жидкости. Близость свойств жидкого и твердого состояний хорошо видна из табл. 4-2, в которой приведены значения молярной теплоемкости ряда жидкостей (преимущественно расплавленных металлов, представляющих собой с точки зрения молекулярной структуры простейшие жидкости). У жидкостей молярная теплоемкость заключена между 27,6 и 36,9 кдж/кмоль град, тогда как у кристаллических тел она составляет согласно закону Дюлонга —Пти 25 кдж1кмоль град. Таким образом, молярная теплоемкость жидкостей практически такая же, как у кристаллических тел. Это означает, что частицы жидкости подобно атомам или ионам кристаллической решетки совершают периодические колебательные движения, причем в жидкостях центр колебаний может вследствие теплового движения перемещаться, в пространстве. Последнее объясняет некоторое превышение теплоемкости жидкостей по сравнению с твердым состоянием. [c.125]

Фазовые превращения полимерных веществ. Полимеры могут существовать только в твердом и жидком состояниях. Они не могут бьггь в газообразном состоянии, так как испарению полимера обязательно предшествует его деструкция с разрывом прочных ковалентных связей. При понижении температуры чаще всего жидкие полимеры при твердении сохраняют аморфное строение переохлажденной жидкости, и так же как аморфные вещества, переходят из высоковязкого состояния в стеклообразное состояние. От- личительной особенностью полимеров при этом переходе является наличие области особого высокоэластичного состояния, обусловленного их уникальным строением (гибкостью их огромных молекул). [c.29]

Для сплавов железо — углерод — кремний температура, при которой сохраняется твердо-жидкое состояние, на сотни градусов выше температуры ликвидуса [16]. Особенно это характерно для сплавов эвтектического типа, что свидетельствует об устойчивости квазиэвтектической структуры в жидком состоянии. Исключительно устойчивы в расплавах чугуна отдельные образования типа химических соединений, причем особенно устойчивым является, по-видимому, моносилицид железа. Обнаружено изменение структуры ближнего порядка жидкого железа при перегреве, причем имеется в виду не фазовое превращение, а изменение упаковки перманентно существующих группировок сплава, т. е. сохранившейся наследственной структуры. В этом случае изменяются направленность и силы межчастичного взаимодействия, что коренным образом разрушает наследственную структуру и способствует дальнейшему преобразованию сплава при его кристаллизации. Температура, при которой изменяется структура ближнего порядка для сплавов железо — углерод с концентрацией углерода больше 2%, равна приблизительно 1520 С. [c.128]

Другим важнейшим полиморфным превращением, лежащим в основе термической обработки титана, циркония и их сплавов, которая позволяет достичь оптимального сочетания прочности и вязкости [84, 851, является превращение высокотемпературной ОЦК Р-модификации в плотную гексагональную а-модификацию. Кристаллические структуры и кристаллография фазовых превращений титана и циркония подробно рассмотрены в работах [86— 89]. Свободный атом титана (z = 22) имеет внешнюю электронную конфигурацию Эр — 3d4s , а атом циркония (г = 40) — конфигурацию 4р —4 P5s . В твердом и жидком состоянии четыре их внешних rfV-эаектрона коллективизированы и остовы имеют внешнюю [c.74]

Диаграмма состояния трехкомпокектной системы строится внутри треугольной призмы, основанием которой служит концентрационный треугольник, а значения температур фазовых переходов откладываются на перпендикулярах, восстановленных в фигуративных точках рассматриваемого сплава. Диаграмма состояния тройной системы для неограниченной взаимной растворимости компонентов в жидком и твердом состояниях и отсутствия полиморфных превращении приведена на рис. 8.21, а. Изображение простракственкой модели на практике [c.179]

BOB / И III аналогична кристаллизации сплйвов в системе Си—Ni. Выше точки 1 сплав находится в жидком состоянии. В точке 1 начинается и в точке 2 заканчивается кристаллизация сплава. В процессе кристаллизации образуются кристаллы твердого раствора а (или Р), а состав остающейся жидкой фазы изменяется по линии 1—С. Состав твердой фазы изменяется по линии п—2. При дальнейшем понижении температуры никаких фазовых превращений в этом сплаве не происходит. [c.144]

Рассмотрепио др тих фазовых превращении, как, например, переход 113 твердого в жидкое состояние, в програм.му данного курса не входит. [c.62]

Рассмотрение других фазовых превращений, как, например, переход из твердого в жидкое состояние, в программу данного курса не бходйт. [c.110]

Пользуясь правилом фаз и правилом отрезков, можно проследить за процессом кристаллизации любого плaвaJ[ Кристаллизация сплавов I и П1 аналогична кристаллизации сплавов в системе Си—Ni. Выше точки 1 сплав находится в жидком состоянии. В точке 1 начинается и в точке 2 заканчивается кристаллизация сплава. В процессе кристаллизации образуются кристаллы твердого раствора а (или р), а состав остающейся жидкой фазы изменяется по линии 1—С. Состав твердой фазы изменяется по линии п—2. При дальнейшем понижении температуры никаких фазовых превращений в этом сплаве не происходит. [c.156]

Кристаллизация расплавленного металла происходит не при температуре равновесия жидкой и твердой фаз, а при более низких температурах. То же самое относится и к превращениям в твердом состоянии. Температура превращения при охлаждении лежит ниже, чем температура обратного фазового превращения при нагревании. Это явление называется тепловым гистерезисом прев-ращения. Например, белое олово превращается в серое только при сильных морозах, хотя температура равновесия белой и серой модификаций равна +13°С. Разность между температурой устойчивого равновесия двух фаз (Го) и фактической температурой превращения при охлаждении называется степенью переохлсждения АТ). [c.123]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...