Лекция № 10. Физическое материаловедение

Физическое материаловедение

Тема: Р – Т и Р – Т – Х ДИАГРАММЫ ФАЗОВЫХ РАВНОВЕСИЙ

Использование высоких и сверхвысоких давлений (единицы и десятки гигапаскалей) в ряде случаев приводит к изменению типа фазовой диаграммы, резкому смещению температур фазовых превращений, появлению новых фаз, отсутствующих в данной системе при атмосферном давлении. С этим связана важность изучения диаграмм фазового равновесия, построенных в координатах Р – Т – X (где Р – внешнее давление).

При этом основная закономерность заключается в том, что повышение давления затрудняет превращения, связанныe с увеличением удельного объема, и расширяет по составу и температуре области существования фаз с высокой плотностью.

В связи с возросшей ролью в полупроводниковой электронике различного рода полупроводниковых соединений и твердых растворов на их основе, содержащих летучие компоненты, представляет интерес изучение фазовых диаграмм, построенных в координатах р – Т – X, где р - давление пара летучего компонента или давление его диссоциации.

В системах, компоненты которых обладают малым давлением диссоциации и в которых максимальная температура плавления смесей ниже самой низкой температуры и пения компонентов, ролью газовой фазы можно пренебречь. Фазовые диаграммы этих систем строят обычно до температур ниже температуры кипения. j

На рис. 10.1 приведен пример фазовой диаграммы с эвтектикой в интервале температур ниже температур кипения чистых компонентов.

Если же давление диссоциации какого-либо компонента велико, то состав газовой фазы необходимо учитывать при температурах как выше, так и ниже температур ликвидуса практически во всем интервале температур, в котором исследуются фазовые равновесия в изучаемой системе.

Рис. 10.1. Фазовая диаграмма системы с эвтектическим разрывом растворимости и с малыми давлениями диссоциации компонентов.

Таким образом, следует различать фазовые диаграммы для систем с малым давлением диссоциации, в которых Р - внешнее давление, влияющее, в частности, на фазовые превращения в твердом состоянии, и для систем с большим давлением диссоциации, в которых р - давление пара легколетучего компонента или давление диссоциации; в дальнейшем будем обозначать его р _дис. Основной особенностью этих фазовых диаграмм является появление геометрических элементов, описывающих состав газовой фазы.

Дата добавления: 2014-01-11