Основы учения о фазовых равновесиях основные понятия

Основы учения о фазовых равновесиях основные понятия

• Основы принципа фазового баланса Основная концепция Понятие системы широко используется в учении о фазовом балансе. Материальная система обычно понимается как определенная часть пространства, заполненного материалами, предназначенными для исследований. Остальное окружающее пространство называется внешней средой. Материальная система может состоять из нескольких частей.

Когда эти части обмениваются энергией, такая система называется термодинамикой, и если возможно обмениваться не только энергией, но и материалом, В металлургии и металлургии физико-химические (или металлические) системы представляют собой чистые металлы и сплавы между ними, т. Е. Внешние условия (температура и давление) различаются.) Металлические сплавы — это не только металлы, но и металлы с неметаллами. Также формы.

В зависимости от характера подключения системы к внешней среде существуют изолированные, закрытые и открытые системы. Людмила Фирмаль

Изолированная система не обменивается окружающей средой и энергией или проблемами, закрытая система обменивается только окружающей средой и энергией и, наконец, открытая система Физико-химические системы, изучаемые в науке о металле, обычно относятся к закрытию или открытию. Примером закрытой системы является металл или сплав в вакуумной и герметичной ампуле, изготовленной из материала, который не взаимодействует с содержимым ампулы, а примером открытой системы является Физико-химические или металлические системы представляют собой сплавы, которые могут быть получены путем сплавления двух или более металлов и неметаллов (например, Fe-C, Al-Cu-Mg, Mg-AI-Zn-Mn и т. Д.).

• Таким образом, металлическая система может представлять собой чистый металл или дискретный сплав (заданного состава) или бесконечное число сплавов, образованных этими металлами (и неметаллами). Система) или несколько фаз (гетерогенные системы). Фаза — это гомогенная часть гетерогенной системы или совокупность нескольких частей, которые идентичны по химическому составу, кристаллической структуре и свойствам независимо от массы фазы.

В гетерогенных системах фазы могут находиться в разных агрегированных состояниях (твердом, жидком или газообразном). Различные фазы отделены друг от друга интерфейсом или границей интерфейса. Граница раздела между твердыми фазами может быть когерентной, полукогерентной и некогерентной. Когерентная граница — это область, в которой кристаллическая решетка одной фазы непрерывно переходит в кристаллическую решетку другой фазы, то есть сопряженную область двух разных кристаллических решеток.

В случае частичного разрушения консистенция образует границу полученную. Людмила Фирмаль

Некогерентные границы разделяют твердые фазы с разными кристаллическими решетками, которые не сочетаются друг с другом. Различные типы границ раздела поверхностей образуются во время фазовых превращений, которые происходят в твердотельных сплавах. Фазы в металлических сплавах могут быть отдельными металлами (и неметаллами), соединениями на их основе и растворами. Любая гомогенная система всегда однофазна, а химический состав идентичен составу стадии. И наоборот, гетерогенные системы всегда многофазны, и фазы могут иметь как одинаковый состав, так и разные составы.

Например, кристаллы расплава и чистого металла представляют собой две разные фазы одного и того же химического состава, в то время как кристаллы и соединения на основе металлов в твердом растворе представляют собой две фазы различного состава. Химический состав каждой фазы в металлическом сплаве определяется концентрацией компонентов. Компонент — это отдельное вещество, которое может существовать в изолированной форме, минимальное количество которой достаточно для образования всех фаз данной системы.

В металлических сплавах компонентами обычно являются чистые металлы, неметаллы и соединения. Следует отметить, что количество компонентов не обязательно равно общему количеству отдельных веществ, которые могут образовывать систему, и может быть небольшим. Например, сплав AI + 5% Mg2Si при комнатной температуре состоит из двух фаз — твердого раствора магния и кремния в алюминии и соединения Mg2Si, которое поэтому является простым или сложным (по составу) материалом. И их минимальное количество достаточно для формирования всех фаз системы.

Другими словами, компонент представляет собой независимое отдельное вещество (или компонент) системы, количество которого может быть меньше или равно общему количеству веществ, образующих систему. Если в системе не происходит химической реакции, количество компонентов равно количеству отдельных веществ, которые могут присутствовать в изолированной форме. И наоборот, когда в системе, в которой образуется другое вещество, происходит химическая реакция, количество компонентов становится меньше, чем общее количество веществ, в зависимости от количества химических реакций. В зависимости от различных факторов равновесия (температура, давление и концентрация компонентов в разных фазах), физико-химическая система может находиться в разных состояниях.

При переходе системы из одного состояния в другое в ней происходит фазовый переход. Существуют стабильные (т. е. стабильные) и метастабильные (относительно стабильные) состояния равновесия системы. Стабильное фазовое равновесие характеризуется абсолютным минимумом энергии Гиббса и метастабильным равновесием с относительным минимумом этой энергии. В стабильной системе все факторы равновесия для всех ступеней (температура, давление и концентрация компонентов) совпадают со значениями, которые не изменяются со временем. В метастабильных системах фактор равновесия также может иметь одинаковое значение на всех этапах, но эти значения изменяются со временем, энергия Гиббса уменьшается, и система Существование метастабильных состояний связано с динамикой фазового превращения.

Формирование новой стабильной фазы обычно требует появления зародыша и последующего роста, что в некоторых случаях невозможно, а фазовое превращение задерживается во времени и в цис. Возможность изменения состояния системы (т. е. химического состава фазы и ее количества) определяется количеством ее вариантов или степеней свободы. Изменчивость понимается как число факторов равновесия, не зависящих друг от друга, и может принимать разные значения без изменения количества фаз в системе. Другими словами, это переменные, которые могут быть произвольно изменены в определенных пределах, но фазовое состояние системы не должно нарушаться.

Смотрите также:

Методические указания по материаловедению

Правило фаз	Компоненты смазочных композиций и родственные материалы
Ситаллы	Горючие жидкости (жидкое топливо)