Методы определения состава твердых фаз

Методы определения состава твердых фаз [c.101]

Ниже рассмотрен классический способ определения состава твердых фаз, основанный на применении правила соединительной прямой. Пользуясь этим правилом и методами начертательной геометрии строят две, а если необходимо, и три проекции соединительной прямой, на которой находят состав раствора его фигуративная точка I, состав смеси насыщенного раствора I и твердой фазы s, равновесной с ним. Эту смесь далее называют остатком и обозначают фигуративную точку состава через О. Кроме того, на этой прямой находится и точка состава твердой фазы s. [c.166]

Определение состава твердых фаз методом многомерной аксонометрии [c.210]

Если резкие линии достаточно интенсивны, они могут быть использованы для определения периода решетки, а отсюда состава твердой фазы при температуре закалки. Успешная работа, проведенная таким методом, описана Е. А. Оуэном [104]. Преимуществом этого метода является то, что он требует очень небольших количеств исследуемого сплава и, таким образом, пригоден для изучения редких металлов. Однако и в этом случае встречается много экспериментальных трудностей, которые будут обсуждены в главе 25, где описано применение рассматриваемого метода для определения кривых предельной растворимости в твердом состоянии. [c.196]

В тех случаях, когда кривая солидуса сплавов в двойной системе имеет значительный наклон, ошибки, связанные с неоднородностью состава твердой фазы (см. разд. 7.2), могут оказаться достаточно большими, в результате чего термический анализ нельзя будет использовать в качестве точного метода определения температур солидуса. Другой метод построения кривых солидуса, обладающий рядом преимуществ, если исследуемые сплавы имеются лишь в небольших количествах, заключается в отжиге и последующей закалке. Путем сплавления компонентов и отливкой в металлическую изложницу получают небольшие слитки цилиндрической формы эти образцы подвергают отжигу в вакууме или инертной атмосфере в течение достаточного времени для их [c.89]

Достоинствами изотермического метода являются независимость результатов определения растворимости от скорости установления равновесия прямое определение совместных растворимостей нескольких солей и состава твердых фаз возможность параллельного исследования других свойств равновесных растворов. [c.67]

Измерения на установке с автоматическими вакуумными весами позволяют в широком температурном интервале определить равновесную скорость испарения и рассчитать абсолютные значения парциальных давлений компонентов паров. Последние величины в сочетании с результатами химического и рентгеновского анализов твердой фазы позволяют определить термодинамические характеристики реакций, обусловливающие переход твердой фазы в пар при средних температурах опытов. Однако для расчета парциальных давлений компонентов пара из измеренных скоростей испарения необходимо знать состав пара, и Наиболее распространенным методом определения состава паров тугоплавких веществ является высокотемпературная масс-спектрометрия 15]. Для проведения масс-спектрометрического анализа паров использовался модифицированный масс-спектрометр МИ-1305 [3]. Изменения, вне- [c.138]

Для построения диаграммы состояния важно установить границы фазовых областей. Наиболее точный метод определения границы растворимости основан на анализе зависимости периода решетки твердого раствора от состава сплава. В соответствии с правилом фаз в двухфазной области двухкомпонентной системы при постоянной температуре составы равновесных фаз должны оставаться постоянными, Практически работа по построению границы растворимости сводится к прецизионному определению периодов решетки для [c.130]

По аналогии с вышеописанным методом определения кажущегося атомного диаметра для оценки атомных размеров растворяемого элемента в каком-либо ограниченном твердом растворе или промежуточной фазе можно использовать экстраполяцию кривых зависимости среднего атомного объема от состава (в пределах области существования этой фазы) вплоть до оси, соответствующей растворяемому элементу. Подобная зависимость для фаз а, Y и 8 системы Си — Zn приведена на фиг. 9, и в результате получены значения так называемых эффективных атомных объемов [80]. Отличительной чертой атомных объемов растворяемого элемента, определяемых таким способом в каждой из фаз, является их независимость от координационного числа и влияния структурной анизотропии. При изменении координационного числа атомный объем в значительно большей степени, чем межатомное расстояние, стремится сохранить свое значение (Мотт [85]). [c.169]

В работе [1J повторно построили кривую солидуса системы Bi—Sb методом микротвердости, который заключается в приведении сплавов двухфазной области жидкая фаза + твердая фаза в равновесное состояние, закалке и определении точки перегиба на кривой микротвердости кристаллов твердой фазы в зависимости от состава сплавов. Построенная таким образом кривая солидуса проходит на 30 град выше, че.м по данным М. Хансена и К. Андерко (см. т. 1, рис. 192) кривая солидуса, по данным работы [1], и.меет следующие координаты 92,4 87,3 80,0 и 69,9% (ат.) при соответственно 550, 500, 450 и 400 С. [c.222]

В фазовых диаграммах для твердой и жидкой фаз большинства соединений А В реализуется очень простой случай, представленный на рис. 6.2.1. На этом рисунке большая часть диаграммы равновесия двух фаз представлена равновесием между составами ликвидуса и конгруэнтно плавящимся твердым соединением АС. Конгруэнтным плавлением называется плавление соединения при определенной температуре, такой, что твердая и жидкая фазы имеют один и тот же состав. Температура плавления соединения АС обозначена через Тр. Для температур Ti и Тч твердая фаза находится в равновесии с составами ликвидуса Хс Т ) и Хс[Т2) соответственно. При данной температуре Ja + = 1. Здесь А — элемент III группы, и соединение элементов III н V групп— АС может находиться в равновесии с очень разбавленным по отношению к С жидким раствором. Как указывается в 5 настоящей главы, это свойство фазовых диаграмм элементов III и V групп является основой метода жидкофазной эпитаксии соединений А "В из жидкости, состоя- [c.89]

Одним из видов нанесения защитных покрытий на детали из высокотемпературных материалов служит метод окунания в расплав [1]. Такой метод используется для кратковременной защиты покрытий при горячей обработке давлением молибдена и ниобия. Для нанесения качественного покрытия необходимо определение оптимальных температур и состава расплава, при которых происходит удовлетворительное смачивание твердых металлов расплавом. Смачивание твердых молибдена и ниобия расплавами на основе алюминия исследовали на установке, позволяющей раздельный нагрев твердой и жидкой фаз [2]. Опыты проводили в среде гелия, температуру фиксировали платина — платинородиевой термопарой. В качестве объектов исследования использовали молибден и ниобий после электронно-лучевой плавки, алюминий чистоты 99,98% и порошки легирующих компонентов кремния, титана и хрома марки ч. д. а. Для экспериментов готовили навески одинаковой массы 500 мг. При достижении твердой подложкой температуры опыта навеска плавилась и соприкасалась с подложкой, время контакта при заданной температуре составляло 2 мин, по истечении которого каплю фотографировали аппаратом Зенит-С на [c.55]

В некоторых сплавах превращения в твердом состоянии (например, эвтектоидный распад) происходят так быстро, что не могут быть предотвращены самой резкой закалкой. Полученная в результате распада мелкая структура может сделать невозможным определение первых следов закаленной жидкости. Это относится, в частности, к области р -фазы некоторых медных и серебряных сплавов для них линия солидус может быть определена более точно методом кривых нагрева. Независимо от усложнений, возникающих при структурах распада, метод кривых нагрева по сравнению с методом микроанализа становится более рациональным, если исследуемые температуры превышают 1200° — наиболее высокую температуру, при которой образцы могут быть помещены в откаченные кварцевые ампулы. При более высоких температурах выбор метода работы для каждой данной системы сплавов определяется в основном летучестью и химической активностью составляющих компонентов. Было описано много конструкций для отжига образцов из малоактивных и нелетучих сплавов до 1600° при точно контролируемой температуре. Однако до сих пор метод запаивания образцов в ампулы не применяется, так как пока не известны трубочки, которые могли бы выдержать такую высокую температуру. Серьезные трудности часто возникают из-за летучести, это связано с возможным изменением состава образца и быстрым выходом трубок печи из строя. [c.194]

Теперь нам нужно определить границу 7-фазы и твердого раствора компонента А в В обозначим этот твердый раствор символом 8. Как было сказано выше, область 8-твердого раствора очень ограничена, а в таких случаях применение микроскопического исследования весьма затруднительно. Если твердый раствор при высоких температурах распространяется больше, чем на 1—2% (атомн.), то граница (7+3)/3 часто может быть определена рентгеновским методом. Примером этого может служить определение Оуэном и Пикапом [110] растворимости кадмия в меди. Если сплав достаточно вязок и из него можно изготовить проволоку, то граница твердого раствора может быть определена по данным измерения электросопротивления (см. главу 27). В этом случае кривая зависимости удельного электросопротивления от состава имеет перегиб на границе твердого раствора с двухфазной областью. Для хрупких сплавов можно применить тот же метод, используя тонкие литые прутки. Однако часто этот метод не применим из-за возможности образования в образцах трещин и пузырей. [c.217]

Была большая дискуссия об относительной точности методов микроанализа и рентгеновского анализа для определения границ фаз. Как указано выше, чувствительность метода периода решетки зависит от крутизны кривой зависимости периода решетки от состава. Так, в твердом растворе серебра в алюминии изменение периода решетки на 1 % (атомн.) состав- [c.272]

М. Хансеном и К- Андерко (см. т. I, рис. 2) отличается следующим а) меньшей растворимостью Аз в Ag в твердом состоянии б) установлено, что 8-фаза устойчива в интервале температур 446—582° С в) на основе е-фазы образуется область твердых растворов. Пересмотр значений предельной растворимости Аз в Ag обусловлен главным образом более точным определением периода кристаллической решетки в зависимости от состава в работе [1]. В работе [2] рентгеновским методом подтверждено существование области твердых растворов на основе 8-фазы в пределах 10,5— 12,5% (ат.) Аз. [c.22]

Внедрение в практику исследования керамических материалов рентгеноструктурного анализа в значительной мере расширяет возможность определения фазового состава. В отличие от поляризационного микроскопа рентгеноструктурный анализ позволяет определять кристаллические фазы высокой степени дисперсности (вплоть до размера 0,01—0,001 мк), количество той или иной кристаллической фазы, а также особенности строения кристаллической решетки (дефектность структуры, образование твердых растворов). Для широкого внедрения этого метода в практику исследования огнеупорных изделий необходимо переходить от качественного к количественному определению той или иной кристаллической фазы. Но рентгеноструктурный анализ не дает возможности определить строение изделия— характер распределения кристаллической и стекловидной фаз. Термический анализ наряду с рентгеноструктурным позволяет установить температурные точки возникновения и перехода кристаллических фаз в процессе нагревания огнеупорного сырца или сырья. Сочетание петрографического, рентгеноструктурного и термического анализов, а если представляется возможным и специального фазового химического анализа, делает возможным изучение микроструктуры и фазового состава огнеупорных изделий. [c.164]

За последние годы для измерения е и tg 5 твердых диэлектрических материалов широкое распространение получают волноводные методы, основанные на непосредственном наблюдении отраженной и прошедшей волн (рис. 3.9, е), т.е. на измерении комплексного коэффициента отражения или прохождения волноводной секции, в которую помешается исследуемый образец. В первом случае величина 8 может быть определена по разности фаз волны, отраженной короткозамкнутым волноводом с исследуемым диэлектрическим образцом, и волны, отраженной тем же волноводом, но без образца. Погрешность определения е может быть малой. Папример, при использовании в нормальных условиях автоматического измерителя полных сопротивлений типа РЗ-6 она составила 0,5. .. 1 %. Применение того же прибора в режиме измерения фазы коэффициента передачи полноводных четырехполюсников позволяет определить 8 в тех же нормальных температурных условиях с меньшей погрешностью 0,2. .. 0,5 %. [c.70]

Наиболее распространенным является определение состава твердых фаз по методу Шрейнемакерса (метод остатков ). Его основой является правило соединительной прямой (см. с. 62). Метод позволяет определить состав твердой фазы без [c.101]

Во всех расчетах по водным диаграммам следует помнить, что и здесь справедлив закон соединительной прямой, а, следовательно, и метод Шрейнемакерса, предложенный им для определения состава твердых фаз. [c.132]

Принцип непрерывности и правило соединительной прямой справедливы для систем с любым числом фаз. Графическое определение состава твердых фаз в системах, основанное на правиле соединительной прямой, возможно только при сохранении наглядности в чертежах, однако при большом числе компонентов наглядность утрачивается. Ранее метод соединительной прямой был описан применительно к расчету четырехкомпонентных систем выполняется он и для пятикомпонентных. [c.210]

Для контроля установившегося равновесия можно использовать и физические методы, основанные на измерении плотности раствора, коэффициента преломления и т. п. При установлении равновесия систему разделяют на стеклянном фильтре, промывают этилацетатом или другим растворителем от маточного раствора. Отмытая твердая фаза подвергается химическому или физико-химическому анализам для идентификации. В наиболее простых случаях для этой цели удобно использовать кристаллооптику. Надежно зарекомендовал себя реитгенофазовый анализ, а также дифференциально-термический. О косвенных методах определения состава равновесной твердой фазы будет сказано ниже. [c.57]

Против диаграммы состояния этого вида трудно возражать, ие проведя дополнительных исследований. Вполне возможно, что время отжига образцов при низких температурах в работах предыдущих исследователей было недостаточным не исключена возможность также, что это время очень большое и практически недостижимо. Недостаточная по продолжительности выдержка могла привести к ошибочным выводам относительно температуры эвтектоидного превращения и состава равновесных твердых растворов, существующих при этой температуре. Однако нельзя согласиться с заключениями Ромбергера и др. о том, что взаимная растворимость иОг и 2г02 при 1500° С очень мала. Так, в работе [38] показано, что растворимость двуокиси циркония в иОг при 1500° С составляет около 13,5%, а растворимость двуокиси урана в 2гОг — около 14% это доказано результатами рентгеновского исследования литых сплавов, отожженных при 1500° С, и образцов, полученных спеканием исходных окислов при такой же температуре. Параметры решетки кубического и тетрагонального твердых растворов в образцах, полученных двумя методами, совпадают в пределах точности определения, что служит доказательством равновесного состояния препаратов. По-видимому, интересные результаты, полученные с помощью метода установления равновесия твердых фаз с применением перекристаллизации в жидкой фазе, также требуют уточнения. [c.229]

Определение состава твердого раствора в магниево-алюминиевых сплавах было выполнено методом рентгеноструктурногО анализа и по данкььм измерения микротвердости. Для этого определяли параметры кристаллической решетки а и с, а также микротвердость отлитых под давлением двойных сплавов системы Мд—А1 в литом и закаленном состояниях. Время гомогенизации при температуре закалки 24 ч, что обеспечивает практически полное растворение интерметаллида. Нераство-ренным остается менее 1% фазы МдиЛ г, которая сохраняется и при выдержке более 100 ч. Зависимости, полученные на закаленных образцах, служили градуировочными. [c.31]

Многие из величин Ос еще требуется определить количественно или хотя бы качественно. Тем не менее мы предположим, что при определенных составах и микроструктурах сплавов, средах и состояниях напряжения некоторые эффекты должны быть доминирующими. В частности, применяя этот метод анализа к основному примеру поведения I типа, а именно к случаю суперсплава на никелевой основе с умеренно крупным зерном [14, 18—21], мы отметим в соответствии с эффектами, перечисленными в табл. 5, следующие положения. В такой упрочненной системе, как данный сплав (временное сопротивление 1033 МПа даже при 760 °С [169]), маловероятно, чтобы какие-либо эффекты твердого раствора существенно влияли на внутренние напряжения. Выше отмечалось, что зернограничными эф( ектами также пренебрегали. Основной эффект, как можно предположить, в этом случае будет связан с величинами Ос, аналогичными входящим в уравнение (19). Иными словами, упрочнение рассматриваемой системы на воздухе обусловлено противодействием образованию и движению дислокаций со стороны окалины с хорощей адгезией, формирующейся при испытаниях на ползучесть на воздухе, но отсутствующей при испытаниях в вакууме (см. рис. 10) или в горячей солевой среде [14]. Микрофотографии, представленные на рис. 10, показывают также, что в результате ползучести (как на воздухе, так и в вакууме) поверхностные слои подложки постепенно становятся однофазными. На воздухе образуется фаза у, вероятно, посредством селективного окисления алюминия и титана, а в вакууме образуется фаза у вследствие испарения хрома. Важно, что ни в одном случае поверхностные слои подложки не являются дпсперсиоупроч-ненными. Таким образом, эти эффекты будут иметь тенденцию к самокомпенсации при любых попытках, подобных этой, проанализировать сравнительное поведение системы на воздухе и в вакууме. [c.37]

Вышеизложенный метод расчетного определения растворимости отдельных соединений позволяет во многих случаях надежно дополнять, а иногда и корректировать немиогочисленные и часто не очень надежные данные по растворимости ряда соединений в сверхкритиче-ском теплоносителе — паре, а иногда и в воде. Следует заметить, что изложенные выше общие закономерности образования паровых растворов могут несколько нарушаться в случаях изменения состава равновесной твердой фазы. Это может происходить прежде всего при взаимодействии частиц твердой фазы с молекулами перегретого пара, т. е. за счет своеобразного гидролиза с образованием более слабого электролита, как правило, летучего. При этом происходит образование смешанных фаз, иногда сопровождаемое образованием твердых растворов растворимость продуктов гидролиза , как правило, отличается от растворимости исходных соединений. [c.93]

Естественно, что должны быть сделаны попытки рентгенографического определения границ фазовых областей методом, принцип которого заключается в следующем если линия данной фазы наблюдается на одной рентгенограмме и отсутствует на другой, то граница должна быть проведена между температурами или составами, к которым относятся эти снимки. Так же, как и при микроисследовании, чувствительность рентгеновского метода при построении линий диаграммы зависит от ширины двухфазной области. Так, на диаграмме состояния медь — цинк протяженность двухфазной области (а -f- Р) при данной температуре невелика, так что определение 1 % Р-фазы дает возможность установить границу /( a-f- Р) с большой степенью точности. В равновесной диаграмме медь—серебре двухфазная область ( u+Ag) простирается на 90% (атомн.), и здесь определением 1 % твердого раствора, богатого серебром, нельзя точно установить область распространения твердого раствора, богатого медью. Кроме того, чувствительность рентгеновского метода зависит от того, дает ли исследуемая фаза резкие линии, не затемняющиеся фоном. В благоприятных случаях визуально по рентгенограмме можно определить даже 1% фазы, а фотометром можно достигнуть и большей точности. Точность намного снижается, если сильные линии двух фаз перекрываются тогда фазы нужно различать по более с. 1абым линиям. [c.258]

В работе [4] методами дифференциального термического, микроструктурного и рентгеновского анализов было установлено, что температура эвтектической реакции между наиболее богатой серебром промежуточной фазой и твердым раствором иттербия в серебре отвечает 685°, растворимость иттербия в серебре при этой температуре составляет 1,92 ат.%, состав наибэ-лее богатой серебром промежуточной фазы отвечает УЬАез (75,72% Ад). Такой же состав определен для этой фазы и в работе [5], данные которой в отношении состава остальных промежуточных фаз системы УЬ — Ад полностью согласуются с данными работы [2]. [c.670]

Систематизированы точные и приближенные методы расчета термодинамических характеристик реакций и свойств одно- и многокомпонентных систем. Основное внимание уделено определению характеристик индивидуальных неорганических веществ при отсутствии соответствующих справочных данных. Рассмотрены методы приближенного расчета стандартных энтропий, теплоемкости твердых, жидких и газообразных соединений, температур и теплот фазовых превращений. Изложена термодинамика фаз переменного состава и ннтерметаллических соединений. Приведены расчеты термодинамических параметров с использованием данных об активности металлических фаз при различном числе компонентов в фазах. [c.10]

Однако в области богатых золотом сплавов система Аи—Mg оставалась недостаточно изученной и в работе [3] границы твердых растворов на основе золота и на основе химического соединения AuMg (Р -фаза) были показаны пунктиром. Последующими исследованиями [4—6], выполненными методами рентгеновского анализа [4, 5], электронной дифракции и электронной микроскопии [6] в области составов 20 — 30 ат.7о Mg, где предполагалось существование только твердого раствора на основе золота и эвтектики этого раствора с р -фазой, был обнаружен ряд химических соединений. По мнению авторов работ [4, 6], в этом интервале составов существует не менее шести соединений. Для четырех соединений в этих работах был определен состав, но без установления области их гомогенности. [c.60]

Существование соединения Рс121п было подтверждено в работе [2]. В работах [3, 4] было сообщено о существовании также соединения Р(151па (39,21% 1п). Во всем интервале составов система 1п — Рс1 была изучена в работе [5] методами термического, микроструктурного и рентгеновского анализов. Сплавы для исследований были приготовлены из металлов чистотой более 99,9% плавкой в платиновой печи сопротивления в графитовом тигле с крышкой или (богатые палладием сплавы) в индукционной печи в тиглях из АЬОз в атмосфере аргона. Образцы сплавов для исследований превращений в твердом состоянии гомогенизировали при температурах несколько ниже линии солидус, охлаждали с печью до температуры последующей термообработки, выдерживали при этой температуре и закаливали. Диаграмма состояния системы 1п — Р(1, построенная по результатам этих исследований, приведена на рис, 265. Состав и количество фаз согласуются с определенными в работе [1]. Граница растворимости индия в палладии несколько ниже линии солидус проходит между 20 и 21 ат.% (21,2—22,23% 1п). [c.401]

Диаграмма состояния. Диаграмма состояния системы Тг —Та, построенная [1] по результатам исследований, выполненных методами микроструктурного и рентгеновского анализов и определения температур начала плавления, приведена на рис. 425. Сплавы приготовлены плавкой в дуговой печи штабиков, спрессованных из смеси порошков иридия чистотой 99,9% и тантала чистотой 99,8%, и подвергнуты гомогенизации при 1735° в течение 24 часов. Термическую обработку образцов для исследований проводили при 1525— 2350°, Исследованиями установлено существование в системе следующих фаз (1г) — твердый раствор тантала в иридии, образующийся по перитектической реакции при 2380 химическое соединение ТгзТа — твердый раствор на основе этого соединения с минимальным содержанием тантала 23,5 ат,% (при 2380°) и максимальным — 33,5 ат,% (при 2120°) фаза аг — гомогенная при 1800° в области составов 41—42 ат,% Та фаза — с минимальным содержанием тантала 39 ат,% (при 2120°) и максимальным — 49,6 ат,% (при 1950°) фаза а —с минимальным содержанием тантала 59 ат,% (при 1950°) и максимальным— 88,6 ат,% (при 2475°) и (Та)—твердый раствор иридия в тантале. Максимальная растворимость тантала в иридии отвечает 2380° и составляет 16 ат.%. Максимальная растворимость иридия в тантале отвечает 2475° и составляет 7,2 ат.%. Соединение 1гзТа плавится конгруэнтно при 2450° фазы а и о образуются по перитектическим реакциям при 2120 и 2475°, фаза аг — по перитектоидной реакции при 1860°. [c.615]

Исследование характера граничной зоны в биметалле сталь + + бронза проведено В. П. Северденко и Н. Д. Егор киной [54]. Ими был проведен микроструктурный анализ граничной зоны с определением микротвердости и состава фаз диффузионной прослойки капельным методом химического анализа. На основании полученных результатов сделано заключение о механизме взаимной диффузии жидкой бронзы и твердой стали, который сводится к следующему. [c.97]

Искусственное введение легкоионизирующейся добавки, например К2СО3, ставит задачу определения оптимальных но коэффициенту электропроводности количеств присадки, что существенно связано с определением температурных режимов сжигания твердого топлива. Расчеты состава и термодинамических функций проведены по методике и программе, составленной в работе [1], т. е. в приближении двухфазной реагирующей системы (газовая фаза — смесь идеальных газов, конденсированная фаза — идеальный реагирующий раствор жидких и твердых компонентов). Такое приближение кроме аддитивности внутренней энергии и объемов веществ при растворении подразумевает также пренебрежение силами поверхностного натяжения на границе раздела фаз. Оценки, выполненные по известной формуле Гиббса — Томсона для ряда веществ, показывают, что при температурах Т 2000—3000° К для частиц радиуса г > 10 -г--н Ю" см давление насыщенного пара практически не зависит от размеров частиц. Другим ограничением метода следует считать пренебрежение учета взаимодействия между заряженными частицами. Оценки дебаевского радиуса и среднего расстояния между заряженными частицами показывают, что Го > Гор при р — атм, поэтому можно считать, что поправки на кулоновское взаимодействие между заряженными газовыми частицами невелики. В приближении плоской поверхности частиц можно считать, что плотность электронов, полученная расчетом равновесного состояния такой [c.161]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...