Dwuskladnikowe uklady rownowagi fazowej


Układy dwuskładnikowe o zupełnej rozpuszczalności składników w sta­nie stałym są tworzone przez izomorficzne składniki A i B rozpuszczające się wzajemnie przy dowolnych stosunkach ilościowych ­zarówno w stanie ciekłym, jak i stałym. Proces krzepnięcia roztworu stałego przebiega podob­nie dla wszystkich stopów układu. Krzepnięcie stopu o stężeniu c2 rozpoczyna się w temperaturze T3 przecięcia się linii składu stopu c2 z linią likwidusu. Likwidusem jest nazywana linia przedstawiająca na wykresie równowagi wartości temperatury, powyżej któ­rych stopy w całym zakresie stężeń są ciekłe. Solidusem jest nazywana linia na wykresie równowagi oznaczająca warto­ści temperatury, poniżej których stopy w całym zakresie stężeń występuję w stanie stałym. Ilościowe udziały faz stałej i ciekłej w przedziale krzepnięcia między likwidu­sem a solidusem określa prawo dźwigni.

W tem­peraturze T1, zwanej temperaturą eutektyczną (i oznacza­nej TE), najmniejszą energia swobodna w całym zakresie stężeń charakteryzuje się mieszanina fazy ciekłej L i skład­ników A + B. W temperaturze niższej od T1 najmniejsza jest energia swobodna mieszaniny eutektycznej A + B.

Proces krzepnięcia roztworu ciekłego o stężeniu cE, zwanym składem eutektycznym, następuje przez wydzielanie kryształów obu składników A i B z jednorodnej cie­czy LE. Proces ten przebiega w stałej tempe­raturze eutektycznej TE aż do chwili, gdy cała ciecz uleg­nie zakrzepnięciu. Przemianę eutektyczna można zapisać w następujący sposób:

LE A + B

Podczas krzepnięcia stopów podeutektycznych - o stę­żeniu c < cE - z jednorodnej cieczy wydzielają się po­czątkowo kryształy metalu A, a skład cieczy zmienia się wzdłuż linii likwidusu od punktu 1 do E. Dopiero wówczas reszta cieczy krzepnie w stałej tempe­raturze eutektycznej TE, jako mieszanina kryształów me­tali A i B. Strukturę takiego stopu stanowi mieszanina pierwotnie wydzielonych dużych kryształów metalu A i drobnoziarnista mieszanina eutektyczna metali A i B.

Stopy nadeutektyczne - o stężeniu c > cE - krze­pną podobnie jak stopy podeutektyczne, z tym że począ­tkowo wydzielają się kryształy metalu B.

Układy równowagi metali o całkowitym braku rozpu­szczalności składników praktycznie nie występują, jed­nak wykorzystuje się je do analizy stopów metali o bar­dzo małej wzajemnej rozpuszczalności składników w stanie stałym.

Dwuskładnikowe układy równowagi fazowej o ograniczonej rozpuszczalności składników w stanie stałym z eutektyką są tworzone przez pierwiastki o jednakowych lub różnych sieciach krystalogra­ficznych i różniące się promieniami atomowymi więcej niż o I5%. Gdy sieci krystalograficzne składników są różne, różnią się również sieci każdego z roztworów stałych, a energia swobodna każdego z nich jest opisy­wana oddzielną krzywą w kształcie litery U. Gdy sieci przestrzenne każdego ze składników są jedna­kowe, energia swobodna roztworu stałego jest opisy­wana jedną krzywą z dwoma minimami.

Opisywany układ stanowi jak gdyby połączenie obu wykresów opisanych poprzednio.

Eutek­tyka jest w tym przypadku mieszanina nasyconych roztwo­rów stałych  i , a przemianę można zapisać następująco:

LE → (c) + (c)

Dwuskładnikowe układy równowagi fazowej o ograniczonej rozpuszczalności składników w ­stanie stałym z perytektyką podobnie jak układy z eute­ktyką, są tworzone przez pierwiastki różniące się więcej niż o 15 % promieniami atomowymi, o jednakowych lub różnych sieciach krystalograficznych. Składniki tworzące układy z perytektyką znacznie różnią się jednak wartością temperatury krzepnięcia.

Stopy o stężeniu c < c oraz c > cL krzepną jako roztwory stałe, oznaczone odpowiednio -  lub . W temperaturze perytektycznej stop jest złożony z mieszaniny cieczy o składzie cL i kryształów roztworu stałego o stężeniu c. W tej stałej temperaturze przebiega przemiana perytekty­czna. Ciecz o stężeniu cL reaguje z wydzielonymi wcześ­niej kryształami roztworu stałego a o stężeniu c, w wy­niku czego powstaje kryształy roztworu stałego o stęże­niu c. Można to zapisać następująco:

(c) + L(cL) → (c)

Eutektyka mieszanina składników strukturalnych stopu (w postaci kryształów czystych metali, ich roztworów stałych itp.) mająca stały skład chemiczny i powstająca podczas krzepnięcia stopu (o takim samym składzie) w określonej temperaturze, zw. temperaturą eutektyczną.

Perytektyka jest to składnik strukturalny stopów powstający w wyniku przemiany perytektycznej, tj. reakcji fazy ciekłej z wydzielającymi się z niej kryształami; w stopach 2-składnikowych przemiana zachodzi w stałej temperaturze, zw. perytektyczną.

Teraz narysuję cztery dwuskładnikowe układy równowagi fazowej:

1 - o zupełnej rozpuszczalności w stanie stałym

2 - o całkowitym braku rozpuszczalności składników w stanie stałym z eutektyką

3 - o ograniczonej rozpuszczalności składników w stanie stałym z eutektyką

4 - o ograniczonej rozpuszczalności składników w stanie stałym z perytektyką

0x01 graphic

3



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Dwuskladnikowe uklady rownowagi fazowej, Księgozbiór, Studia, Materiałoznastwo
7 uklady rownowagi fazowej id 4 Nieznany
układy równowagi fazowej
7 8 Uklady rownowagi fazowej
7 uklady rownowagi fazowej id 4 Nieznany
Struktura materiałów, układy równowagi fazowej, przemiany fazowe (Tatiana Kosińska)
7 8 Uklady rownowagi fazowej
8.RÓWNOWAGI FAZOWE W UKŁADACH DWUSKŁADNIKOWYCH, Politechnika Łódzka, Technologia Żywności i Żywienie
Układy równoważne
chem.fiz.równowagi fazowe, Inżynieria środowiska, inż, Semestr III, Chemia fizyczna, laboratorium
Badanie równowagi fazowej w układzie trójskładnikowym 8.3, Technologia chemiczna, Chemia fizyczna, l
7 Analiza termiczna w zastosowaniu do wyznaczania wykresu równowagi fazowej
14a Równowagi fazowe w układach trójskładnikowych (a)id 15872 ppt
Układy równowazne 2
Układy równowazne 2
Układy równoważne 1
RÓWNOWAGI FAZOWE
08a Równowagi fazowe w układach jednoskładnikowych i zjawiska krytyczne (a)id 7653 ppt
Wykres układu równowagi fazowej, Polibuda, NoM

więcej podobnych podstron