regula


Materialoznawstwo - Reguła faz
Fazy. Reguła faz. Zasady konstrukcji diagramów fazowych.

Faza termodynamiczna
Faza termodynamiczna to część układu równowagi jednorodna pod względem fizycznym. Oddzielona jest od pozostałej części układu wyraźną granicą tzw. powierzchnią rozdziału, przy przekraczaniu której stan termodynamiczny ciała, jego skład chemiczny lub budowa zmieniają się w sposób nieciągły (skokowy). Granice pomiędzy fazami moga być: koherentne (pełna zgodność sieci), półkoherentne lub niekoherentne (brak zgodności sieci).
Układy jednofazowe nazywane są układami jednorodnymi (homogenicznymi). Z kolei układy dwu- i wielofazowe określa się mianem układów niejednorodnych (heterogenicznych). Dwie odmiany alotropowe tego samego pierwiastka uważa się za dwie różne fazy. Roztwór stanowi jedną fazę w zakresie składu zmieniającego się w sposób ciagły. W układach równowagi może występować kilka faz, oznaczanych najczęściej literami greckimi: alfa, beta, gamma.

Stopnie swobody
Stopnie swobody to zespół niezależnych zmiennych koniecznych i wystarczających do opisania stanu układu fizycznego w każdej chwili. Liczba stopni swobody (s) w przpadku układu termodynamicznego to liczba niezależnych zmiennych (temperatura, ciśnienie, entropia itd.), które nie mogą być ściśle określone. Mogą natomiast zmieniać się w określonym przedziale bez naruszenia liczby faz.
Liczba niezależnych składników (z) to najmniejsza liczba składników, z których można zbudować układ fizyczny.

Reguła faz Gibbsa
Jest to zależność wiążąca liczbę stopni swobody (s) z liczbą (f) możliwych współistniejących faz i liczbą (z) składników układu termodynamicznego, który znajduje się w stanie równowagi i w którym nie zachodzą reakcje chemiczne. Oznacza to, że w określonych warunkach termodynamicznych skład fazowy (ilościowy stosunek między fazami) pozostaje stały. Można to zapisać w następujący sposób:




Reguła faz Gibbsa jest podstawą konstrukcji diagramów fazowych. Określa bowiem maksymalną liczbę faz mogących ze sobą współistnieć np. dla układu jednoskładnikowego liczba faz znajdujących się w równowadze wynosi najwyżej 3 (np. woda, para wodna, lód).

Zasady konstrukcji diagramów fazowych
Konstrukcja diagramów fazowych uzależniona jest przede wszystkim od liczby stopni swobody. Przy:
s=0 --> układ jest niezmienny, jego równowaga może istnieć tylko przy stałej temperaturze i określonym składzie faz (na diagramie fazowym punkt);
s=1 --> układ jednozmienny, co oznacza, że bez naruszania jego równowagi można w nim zmieniać w pewnych granicach temperaturę lub skład, ale tylko jednej fazy (na diagramie linia);
s=2 --> układ dwuzmienny, co oznacza, że bez naruszania równowagi układu można w nim zmieniać w pewnych granicach temperaturę lub skład jednej fazy lub skład dwóch faz, ale bez zmian temp. (na diagramie płaszczyzna);
s=3 --> na diagramie element objętości, wykres równowagi jest przestrzenny, dwie osie wartości i jedna temperatura (na diagramie objetość).

Często stosowanym diagramem jest tzw. trójkąt składu, np. trójkąt składu porcelany.



Animacja przedstawia uwspólnienie wiekszości typów wykresów równowagi faz w materiałach ceramicznych.


Mozna wyróżnić cztery rodzaje układów:
Układ z nieograniczoną rozpuszczalnoscią w stanie stałym (układ równowagi fazowej).
Układ równowagi fazowej z eutektyką (brak mozliwości rozpuszczenia składnika A w składniku B, najczęściej tworzą pierwiastki znacznie różniące się właściwościami).
Układ z ograniczoną rozpuszczalnością w stanie stałym i eutektyką (tworzą pierwiastki krystalizujące w różnych układach, bądź w tych samych, ale przy różnicy wielkości atomów większej niż 15%).
Układ z perytektyką (tworzą pierwiastki krystalizujące w różnych układach lub tych samych, lecz przy różnicy wielkości ziaren większej niż 15%).




Literatura:
Oczoś K., Kształtowanie ceramicznych materiałów technicznych, Oficyna wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 1996r.
Pampuch R., Materiały ceramiczne-zarys nauki o materiałach nieorganiczno-niemetalicznych, PWN, 1988.
Skulski R., 1998, Materiały do wykładu z materiałoznawstwa.











Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Układ Regulacji Kaskadowej 2
Uk? regulacji automatycznej
regulamin labmp ogarnijtemat com
baska regulamin
Metody doboru regulatora do UAR
Regulamin studiowania na SWPS
12 ZASAD MASONERII REGULARNEJ
regulator obrotów silnika AC
Instrukcja do ćw 20 Regulacja dwupołożeniowa temperatury – symulacja komputerowa
SKK Regulamin przedmiotu
Konspek2t regulator przep
REGULAMIN 2
Regulamin Organizacyjny
regulamin telefonia internetowa tp64058105

więcej podobnych podstron