- •1.Лекция Общая характеристика геологических дисциплин
- •Понятие о кристаллах и аморфных веществах
- •Процессы минералообразования
- •Эндогенные процессы минералообразования
- •Экзогенные процессы минералообразования
- •Метаморфические процессы минералообразования
- •Методы изучения минералов
- •Петрография. Основные теории генезиса месторождения полезных ископаемых, промышленные типы месторождений.
- •Промышленные типы месторождений Железо
- •2.Лекция Основы геометрической кристаллографии
- •Характеристика кристаллического состояния .Анизотропия свойств
- •Пространственные решетки, кристаллографические системы координат.
- •Индексы кристаллографических направлений и плоскостей. Индексы в гексагональной системе координат.
- •3 Лекция Типы решеток Бравэ.
- •Типы решеток Бравэ.
- •Симметрия – основное свойство кристаллов.
- •Элементы симметрии и симметричные преобразования. Простые и сложные элементы симметрии..
- •Распределение классов по сингониям. Общие определения и системы обозначений классов симметрии. Формула симметрии.
- •Элементы кристаллохимии
- •Принципы упаковки кристаллических структур.
- •Коэффициент компактности(плотность упаковки),координационные числа и координационные многогранники.
- •Понятие атомного радиуса.Связь структур с типами связи.
- •5.Лекция Точечные дефекты
- •Вакансии, межузельные атомы,атомы примеси.Механизм образования точечных дефектов(механизм Шоттки,дефекты Френкеля)
- •Искажение кристаллической решетки вокруг точечных дефектов.
- •Поры вразличных по типу кристаллических структурах,их заполнение межузельными атомами.
- •Линейные дефекты (дислокации )
- •Понятие о дислокациях,виды дислокаций.Краевые дислокации,образование краевой дислокации в результате сдвига.
- •Вектор Бюргерса,его величина и направление. Движение дислокаций.
- •7.Лекция Поверхностные дефекты.
- •Дислокационный механизм процесса полигонизации.
- •Атомно-кристаллическое строение
- •Простые и переходные металлы. Атомно-кристаллическое строение чистых металлов. Кристаллические решетки.
- •Межатомные связи в металлах. Способы размещения атомов в кристаллических решетках.
- •Физические свойства металлических материалов
- •9.Лекция Кристаллизация металлов.
- •Общие закономерности фазовых превращений. Зависимость свободной энергии фаз от температуры.
- •Термодинамические условия протекания процесса кристаллизации.
- •10.Лекция Механизм образования зародышей твердой фазы. Гомогенное и гетерогенное зарождение. Скорости образования и роста кристаллов.
- •Механизм образования зародышей твердой фазы.
- •Форма кристаллов. Факторы,влияющие на форму кристаллов. Дендритная кристаллизация и ликвация.
- •Строение слитка. Образование пор пустот и газовых пузырьков. Зональная ликвация. Распределение примесей внутри слитка.
- •11.Лекция Деформация металлов.
- •Упругая и пластическая деформация металлов
- •Диаграмма растяжения металлов. Изменения, происходящие в металлах при упругой деформации.
- •Пластическая деформация.
- •Дислокационные механизмы пластической деформации поликристаллов.
- •12.Лекция Строение твердых фаз.
- •Твердые растворы .Твердые растворы внедрения и замещения. Ограниченные и неограниченные твердые растворы.
- •13.Лекция Двухкомпонентные системы.
- •Методы построения диаграмм фазовых равновесий. Правило фаз. Фазовые диаграммы систем с неограниченной растворимостью в жидком и твердом состояниях.
- •Фазовые диаграммы систем с отсутствием растворимости в твердом состоянии. Фазовые диаграммы эвтектических и перитектических систем.
- •Правило н.С. Курнакова
- •14.Трехкомпонентные системы.
- •Способы изображения диаграмм трехкомпонентных систем.
- •Основные типы фазовых диаграмм тройных систем.
- •15.Лекция Диаграмма состояния железо-углерод(-цементит)
13.Лекция Двухкомпонентные системы.
Цель: ознакомление с двухкомпонентными системами.
1.Кристаллизация двухкомпонентных сплавов и формирования их фазового состава и структуры при охлаждении в твердом состоянии. Термодинамические условия фазовых равновесий.
2.Методы построения диаграмм фазовых равновесий. Правило фаз. Фазовые диаграммы систем с неограниченной растворимостью в жидком и твердом состояниях.
3. Фазовые диаграммы систем с отсутствием растворимости в твердом состоянии. Фазовые диаграммы эвтектических и перитектических систем.
4. Фазовые диаграммы систем с полиморфными превращениями. Фазовые диаграммы систем промежуточными, упорядоченными твердыми растворами.
Ключевые слова: Компонент, фаза, структура, состав, диаграмма, правидо фаз, кристаллизация, степень свободы, ликвидус, солидус.
Кристаллизация двухкомпонентных сплавов и формирования их фазового состава и структуры при охлаждении в твердом состоянии.
Кристаллизация сплавов подчиняется тем же закономерностям, что и кристаллизация чистых металлов. Необходимым условием является стремление системы в состояние с минимумом свободной энергии.
Основным отличием является большая роль диффузионных процессов, между жидкостью и кристаллизующейся фазой. Эти процессы необходимы для перераспределения разнородных атомов, равномерно распределенных в жидкой фазе.
В сплавах в твердых состояниях, имеют место процессы перекристаллизации, обусловленные аллотропическими превращениями компонентов сплава, распадом твердых растворов, выделением из твердых растворов вторичных фаз, когда растворимость компонентов в твердом состоянии меняется с изменением температуры.
Эти превращения называют фазовыми превращениями в твердом состоянии.
При перекристаллизации в твердом состоянии образуются центры кристаллизации и происходит их рост.
Обычно центры кристаллизации возникают по границам зерен старой фазы, где решетка имеет наиболее дефектное строение, и где имеются примеси, которые могут стать центрами новых кристаллов. У старой и новой фазы, в течение некоторого времени, имеются общие плоскости. Такая связь решеток называется когерентной связью. В случае различия строения старой и новой фаз превращение протекает с образованием промежуточных фаз.
Нарушение когерентности и обособления кристаллов наступает, когда они приобретут определенные размеры.
Процессы кристаллизации сплавов изучаются по диаграммам состояния
Как указывалось, сложные вещества, получаемые с плавлением металлов или металлов с неметаллами, называют сплавами. Простые вещества, образующие сплав, называют компонентами сплава. Ими могут быть: чистые металлы или неметаллы, а также промежуточные фазы постоянного состава, не разлагающиеся до полного расплавления.
Сплавы называют однородными (гомогенными), если структура их однофазная, и разнородными (гетерогенными), если структура их состоит из нескольких фаз. Такими фазами могут быть: твердые растворы, промежуточные фазы и чистые элементы. Для сплавов, образованных одними и теми же компонентами, фазовое состояние описывается диаграммой состояния.