Основы термодинамики фазовых равновесий двойных и тройных сплавов. Минаев А.М - 9 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Рис. 4. Зависимость свободных энергий жидкой F
ж
и твердой F
тв
фаз от химического состава:
С
1
, и С
2
– концентрации твердой и жидкой фаз, находящихся в равновесии
Так в стехиометрических химических соединениях значения F круто возрастают при небольшом отклоне-
нии химсостава от его формулы А
т
В
п
.
То же характерно для случая, когда из-за крайне низкой растворимости в твердом состоянии фазой являет-
ся чистый компонент. В последнем случае вместе кривой F
тв
= f (С) на этом графике указывают точкой равно-
весное значение свободной энергии твердой фазы – компонента.
Условие равновесия фаз определяется равенством их химических потенциалов µ:
α
µ
=
µ
ж
. (8)
Химический потенциал
conct=
δ
δ
=µ
T
C
F
– это первая производная от любой энергии (здесь от свободной
энергии) по концентрации при постоянной температуре T. Поэтому, чтобы найти концентрации фаз, находя-
щихся в равновесии, необходимо провести общую касательную к кривым свободных энергий. Проекции точек
касания (8) на ось концентраций покажут искомые концентрации фаз C
1
и С
2
.
Пример 1. Построить зависимость свободных энергий фаз при указанных температурах (рис. 5). Найти
равновесные концентрации фаз.
Рис. 5. Диаграмма состояния с трехфазным равновесием
Решение. Последовательность решения задачи показана на рис. 6.
Сначала необходимо отметить точки пересечения линий Т
i
= const с фазовыми линиями двойной диаграм-
мы и, спроецировав их на ось концентраций, пронумеровать их.
На график в координатах F – % B на ось концентраций нанести точки C
i
, соответствующие каждой изо-
терме Т
i
= const. Через точки провести вверх вертикальные пунктирные линии. Между точками указать фазовый
состав.
Определить качественно соотношение величины свободных энергий всех фаз, которые есть на двойной
диаграмме, для каждой фазовой области.
Подсказки: 1. Написанная в каждом отрезке (C
i
– C
i+1
) одиночная фаза c равновесной диаграммы состояния
имеет минимальную свободную энергию (Пример: фаза α на рис. 4 на отрезке 0 – С
1
). Кривые F(С) для других
фаз должны на этом участке лежать выше.

Страницы