Дәріс Пәннің мақсаттары мен міндеттері. Материалтанудың даму бағыттары
жүктеу/скачать 1,5 Mb.
|
ЛЕКЦИИ по ФИЗ МАТ 1-15 лекции
- Бұл бет үшін навигация:
- І түрлі күй диаграммасы – сұйық күйінде бірі екіншісінде шексіз еріп, қатты күйінде бірі екіншісінде ерімейтін, қатайған кезде механикалық қоспа түзетін қос қорытпалар күй диаграммасы.
| Фазалар және кесінділер ережесі.
Жоғарыда қарастырылған сұйық және қатты ерітінділер, химиялық қосылыстар фазалар болып саналады. Жүйенің тұрақты күйдегі еркіндік дәрежесінің және компоненттер мен фзалар арасындағы сандық қатынасты фазалар ережесі (Гиббс заңы) деп атау қабылданған. Жүйедегі фазалар санын өзгертпей-ақ оған әсер ететін сыртқы және ішкі әсерлер (температура, қысым және концентрация) санын еркіндік дәрежесінің саны (жүйе варианттылығы) деп атаймыз. Қорытпаның күйіне әсер ететін сыртқы әсерлер ретінде температура мен қысым қабылданады. Металды жүйенің фазалар ережесі келесі теңдңкпен сипатталады: С=К-Ф+m , мұндағы, С – жүйенің еркіндік дәрежесінің саны; К – компоненттер саны; Ф – фазалар саны; m – сыртқы әсерлер саны (температура, қысым). Фазалар ережесін металдарға қатысты қолданғанда сыртқы әсер ретінде тек қана температура қабылданады. Өйткені қысымның қатты және сұйық күйлерде тек қана өте жоғары қысым жағдайларында ғана байқалады. Демек, барлық түрленулер тұрақты қысым жағдайларында өтеді деп санасақ, онда фазалар ережесін сипаттайтын теңдеу келесідей түрге ие болады: С=К-Ф+1 , мұндағы 1 – сыртқы айнымалы әсер. Еркіндік дәрежесінің саны нольден аз және де бөлшек сан болуы мүмкін емес болғандықтан К-Ф+1 0, ал Ф К+1. Сонымен, тепе-теңдік күйдегі қорытпада фазалар саны компоненттер санынан көп болуы мүмкін емес және оған бір саны қосылады. Демек, екі компонентті күй диаграммасында фазалар саны тепе-теңдік күйінде үштен, ал үш компонентті күй диаграммасында төрттен артық болмауы тиіс. Кез-келген температураларда кесінділер ережесінің көмегімен кристалдану аралығында тепе-теңдік күйдегі фазалардың салыстырмалы мөлшерін анықтауға болады. 14 сурет. Сұйық және қатты күйде бір-бірінде шексіз еритін жүйенің күй диаграммасы Мысалы, температурасында қорытпасындағы - кристалдарының (4 нүктенің құрамы) және - сұйықтың (3 нүктенің құрамы) үшін, сонымен қатар олардың қатынасын анықтауға болады. Егер арқылы - кристалдарының массасын, ал арқылы - сұйықтың массасын белгілесек, онда кесінділер ережесі бойынша: ; ; . Демек, - температурасында - қорытпасындағы - кристалдарының мөлшері және кесінділерінің қатынасымен анықталады. Басқаша айтқанда ликвидусқа жақын конода бөлігінің ( ) барлық конодаға ( ) қатынасымен табылады. Сол сияқты сұйық -тің мөлшері кесінділерінің қатынасымен анықталады. Демек, солидусқа жақын жатқан конода бөлігінің ( ) барлық конодаға ( ) қатынасымен табылады. Енді және кесінділердің қатынастарын 100% көбейтсек, онда тепе-теңдік күйдегі фазалар мөлшерінің орнына олардың қорытпасының барлық массасынан пайызбен берілген салыстырмалы мөлшерін алуға болады. Кесінділер ережесі тек қана кристалданатын қорытпа-ерітінділер үшін ғана емес химиялық құрамының күрделі болуына қарамастан кез-келген екіфазалы қорытпалар үшін қолданылады. Егер қорытпасындағы кристалдану процесі басталған және аяқталған кездегі тепе-теңдік күйдегі фазалардың салыстырмалы мөлшерін бағаласақ (14 сурет), онда температурасында - кристалдарының саны нольге, ал бастапқы сұйық фаза -100% (бірге тең болады, өйткені кесіндісін кесіндісінің өзіне бөлу керек) тең болады. Сол сияқты температурасында - сұйықтың салыстырмалы мөлшері нольге тең болады, ал - кристалдары - 100% (немесе бірге) тең болады. Таза металдың суыну қисығы – үш сызықпен сипатталады (13 сурет). - түзуінің бойымен металдың температурасы бірқалыпты төмендейді. - аралығында температура тұрақты болып, өзгермейді. Бұл аралық температура аялдамасы деп аталады. Демек, таза металдар тұрақты температуралар аралығында кристалданады. Оны біз нүктесінде басталған кристалдану процесінің нүктесінде аяқталғанынан байқаймыз. Металл сұйық күйден қатты күйге толық айналып болғаннан соң, температура сызығының бойымен бірқалыпты өзгереді. Қорытпалардың суыну қисығын қисықтары сипаттайды. Қорытпалардың кристалдануы тұрақты температурада емес, температуралар аралығында өтеді. а ә
13 сурет.
8.1 сурет. Металдар мен қорытпалардың салқындау қисықтары 8.2 сурет I түрлі қос қорытпалар күй диаграммасы 8.2 суретте қорғасын-сурьма күй диаграммасы келтірілген. АВС сызығынан жоғары барлық қорытпалар бір фазалы сұйық (жидкий – Ж) ерітінді түрінде болады. АВС сызығы ликвидус (грек сөзінен-сұйық), ал ДВЕ сызығы солидус (грек сөзінен-қатты) деп аталады. ДВЕ сызығынан төмен барлық қорытпалар қатты күйінде болады. С нүктесіне сәйкес қорытпа эвтектикалық деп аталады. Эвтектиканың сол жағындағы қорытпалар-эвтектикаға дейінгі, ал оң жағындағы қорытпалар-эвтектикадан кейінгі деп аталады. Эвтектикаға дейінгі қорытпаларда салқындау кезінде АВ ликвидус сызығынан төмен қорғасын кристалдары бөлініп шығады, ал эвтектоидтан кейінгі қорытпаларда ВС-дан төмен - сурьма кристаллы бөлініп шығады. Қатаю процесінен кейін, демек, солидус сызығынан төмен эвтектоидқа дейінгі қорытпалар қорғасын және эвтектика кристалдарынан, ал эвтектоидтан кейінгі қорытпалар сурьма және эвтектика қорытпаларынан тұрады. Бұл күй диаграммасын қолдана отырып, қорытпалардың қатаю процесінің басталу және аяқталу температураларын және олардың құрылымдарын анықтауға болады. жүктеу/скачать 1,5 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|