Анализ диаграмм состояния двойных сплавов. Правило фаз. Правило отрезков

Общие закономерности сосуществования устойчивых фаз могут быть выражены в математической форме согласно правила фаз или закона Гиббса. Правило фаз – это количественная характеристика, выражающая зависимость между степенью свободы системы, количеством фаз и компонентов.

Фазой (Ф) называется однородная часть системы, отделенная от других частей системы поверхностью раздела, при переходе через которую химический состав или структура вещества изменяются скачкообразно.

Компонентами (К) называют вещества (минимальное количество элементов), образующие систему.

Степень свободы или вариантность системы (С) подразумевает число внешних и внутренних факторов (температуры, давления), которые можно изменять без изменения числа фаз в системе.

Если принять число внешних факторов (m)=2 (температура, давление), то правило фаз имеет вид: С=К+2 – Ф. С= К – Ф+2

Правило фаз справедливо только для равновесного состояния. Поскольку все превращения в металлах происходят при постоянном давлении, равном 0,1Мпа, уравнение примет вид: С = К – Ф + 1

Проследим изменение степени свободы для кристаллизации чистого металла (К=1). Когда металл находится в жидком состоянии, С=К-Ф+1=1-1+1=1, С=1, система моновариантна и температуру можно изменять, не изменяя агрегатного состояния.

В момент кристаллизации Ф=2 (твердая и жидкая), С=1-2+1, С=0 (нонвариантная система). Это значит, что 2 фазы находятся в равновесии при строго определенной температуре (Тпл) и она не может быть изменена, пока одна из фаз не пропадет, т.е. система не станет моновариантной (С=1).

Sb>13%

Участок 01 – одна фаза (L)

1-2 – две фазы (L и тв. L)

2-2´ - три фазы (L, Pb, и Sb крист)

2´-3 – 2 фазы (тв. Pb + тв. Sb)

Изменяем температуру и концентрацию (или температуру и концентрацию)

01 С=2-1+1=2

1-2 С=2-2+1=1

2-2´ С=2-3+1-0

2´-3 С=2-2+1=1

Дата добавления: 2014-01-11