Сплавы
Ломаная линия MNЭPR разделяет жидкое состояние, лежащее сверху, от двухфазного состояния, когда присутствуют одновременно жидкая и твердая фазы.
Ниже линии MNЭ лежит область двухфазных состояний (жидкий раствор и твердая фаза) в том случае, когда имеется преобладание компоненты В по сравнению с эвтектическим составом, а ниже линии ЭPR лежат двухфазные состояния при преобладании компоненты А в системе.
Горизонтальная линия Tэ отделяет двухфазные состояния от твердых состояний, которые располагаются ниже этой линии.
Твердые растворы
Твердые растворы делятся на твердые растворы
замещения, внедрения и вычитания.
Втвердых растворах замещения часть атомов в кристаллической решетке одной из компонент замещается атомами другой компоненты.
Втвердых растворах внедрения атомы одной из компонент внедряются между узлами кристаллической решетки второй компоненты.
Втвердых растворах вычитания происходит не только внедрение или замещение атомов одной компоненты атомами другой, но и сохраняется решетка другой компоненты, однако с пустыми местами в части узлов.
Твердые растворы
Диаграмма состояния твердых растворов аналогична диаграмме состояния жидких растворов. Т.е. все выводы для жидких растворов будут справедливы и для твердых. Отличие состоит лишь в том, что вместо
газообразной фазы следует рассматривать жидкую фазу, а вместо жидкой фазы – твердую фазу.
Содержание
•Особенности фазовых переходов. Фазовый
переход первого рода.
•Фазовые диаграммы.
•Жидкий гелий.
•Полиморфизм.
•Фазовые переходы первого и второго рода.
Фазовые переходы
При достаточно низком давлении при
понижении температуры все вещества, за
исключением гелия, переходят в твердое состояние, т.е. кристаллизуются. Жидкий Не-II при давлении меньше 3 МПа остается жидким вплоть до температуры
О К. Лишь при давлении свыше 3 МПа он
при достаточно низкой температуре переходит в твердое состояние. Такое
поведение жидкого гелия обусловливается
квантовыми эффектами.
356
Фазовые переходы
При высоком давлении с понижением температуры большинство веществ также переходит в твердое состояние. Исключением из этого правила является ряд аномальных веществ, которые остаются жидкими при очень большом давлении вплоть до температуры О К. К аномальным относятся вещества, плотность которых уменьшается при переходе из жидкого в твердое состояние при условии, что эта особенность сохраняется вплоть до очень большого давления и малых температур. У этих веществ температура плавления при увеличении давления уменьшается. Например, вода при температуре около 0 оС и давлении вблизи атмосферного является аномальным веществом, поскольку плотность льда меньше плотности воды.
Фазовый переход первого рода
Переход из жидкого состояния в твердое происходит при определенных температуре и давлении. Этот процесс называется
кристаллизацией. Обратный процесс называется плавлением. При плавлении необходимо затрачивать теплоту для перевода вещества из твердого состояния в жидкое без изменения температуры. Эта теплота называется скрытой теплотой плавления. При кристаллизации выделяется теплота кристаллизации. Кристаллизация и плавление, также как кипение и конденсация, являются фазовыми переходами первого рода.
Фазовый переход первого рода
При достаточно малых давлениях переход в твердое состояние осуществляется сразу из газообразного состояния, минуя жидкую фазу, и, наоборот, при нагревании твердого тела при соответствующем давлении оно не плавится, переходя в жидкое состояние, а сразу переходит в газообразное состояние, как говорят, возгоняется (сублимируется).
Кристаллизация из газообразного состояния и возгонка также происходят при определенных температуре и давлении и сопровождаются поглощением или выделением скрытой теплоты. Поэтому они также являются фазовыми переходами первого рода.
Фазовый переход первого рода
Соотношение между давлением и температурой при фазовом переходе первого рода дается уравнением
Клапейрона-Клаузиуса
В случае переходов жидкость-твердое тело и газтвердое тело q является скрытой удельной теплотой кристаллизации (из жидкого или газообразного состояния), V’2 - удельным объемом вещества в твердом состоянии, V’1 - удельным объемом вещества в жидком состоянии при переходе жидкость-твердое тело или в газообразном состоянии при переходе газ-твердое тело.
