Большая техническая энциклопедия
0 1 3 4 9
D V
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ь Э Ю Я
ЛА ЛЕ ЛИ ЛО ЛУ ЛЬ ЛЮ

Любое фазовое превращение

 
Любое фазовое превращение ( как аллотропическое, так и агрегатное) представляет собой изотермический процесс. В точках фазовых превращений имеет место скачкообразное изменение энтальпии реакции. Скачок определяется величиной энтальпии превращения. Энтальпии аллотропических превращений обычно невелики и, как правило, не превышают 1 ккал. Энтальпии процессов плавления ( или кристаллизации) достигают величины нескольких килокалорий, а энтальпии процессов кипения и возгонки - нескольких десятков килокалорий.
Практически любое фазовое превращение в твердом теле сопровождается перестройкой кристаллической решетки и соответствующим изменением формы и размеров ее элементарной ячейки. Поэтому сопряжение фаз с различными кристаллическими решетками должно предусматривать взаимную аккомодацию этих решеток. Аккомодация может происходить за счет упругих смещений атомов из своих положений равновесия, а также за счет неупругих смещений, связанных с разрывами сплошности материала, обусловленными дислокациями несоответствия и вакансиями, конденсирующимися на границах. Однако только упругие смещения: атомов являются источником внутренних напряжений. Величина последних определяется двумя факторами - несовпадением кристаллических решеток обеих фаз в плоскости сопряжения и способом сопряжения фаз, определяющим механизм компенсации этого несовпадения.
Кривая термодинамического потенциала системы с метастзбильной фазой. При любом фазовом превращении в твердом состоянии происходит перестройка атомной структуры системы. В твердом состоянии перестройка структуры имеет место, кроме того, при процессах, не являющихся фазовыми превращениями, например при рекристаллизации, пластической деформации скольжением и двойникованием. Такие процессы отличаются ют фазовых превращений причиной перестройки кристаллической решетки: атомы занимают новые положения под действием поверхностных или упругих сил, внешнего напряжения, л не вследствие того, что термодинамический потенциал одной конфигурации атомов ниже, чем другой.
Для протекания любого фазового превращения необходимо, чтобы система находилась в пересыщенном состоянии. Это обеспечивает движущую силу любого массообменного и химического процесса.
Отсюда ясно, что любое фазовое превращение, идущее при нагреве, сопровождается возрастанием энтропии.
Уравнение Клапейрона справедливо для любого фазового превращения ( испарения, плавления, сублимации, превращений типа жидкость - жидкость и кристаллическая фаза - кристаллическая фаза) в однокомпонентной системе. Уравнение Клапейрона является точной искомой зависимостью между температурой и давлением.
Полиморфное превращение, как и любое фазовое превращение, совершающееся в поликристаллических телах, преимущественно развивается в тех участках структуры, в которых уровень свободной энергии повышен. Такими участками являются границы зерен и приграничные области. На границах зерен сосредоточены частицы примесей. Чем меньше размер зерна, тем больше межзеренная поверхность и больше возникает зародышевых центров.
Экспериментальное построение диаграмм состояния возможно благодаря тому, что любое фазовое превращение сплава отмечается изменением физико-механических свойств ( электросопротивления, удельных объемов и др.) либо тепловым эффектом. Переход сплава из жидкого состояния в твердое сопровождается значительным выделением теплоты, поэтому, измеряя температуру при нагреве или охлаждении в функции времени, можно по перегибам или остановкам на кривых охлаждения определить критические температуры, при которых происходят фазовые превращения.
По-видимому, подобное сопоставление двух величин теплоты плавления ДЯи - рассчитанной по удельной теплоте и истинной молярной теплоте, находимой из уравнения Аррениуса, позволяет оценить степень кооперативности любого фазового превращения в полимерах.
Схема образования и строения студня. Это можно представить схематически в виде ячеистой структуры, изображенной на рис. 5, причем следует иметь в виду, что размеры и форма ячеек студня должны в принципе широко варьировать, как варьируют размеры и форма частиц новой фазы при любых фазовых превращениях. Эта структура и представляет собой студень. Все специфические свойства студней могут быть вполне удовлетворительно объяснены, исходя из такой структуры студня. Отметим, кстати, тот интересный факт, что вязкость фазы II в этой системе хотя и чрезвычайно высока, но не является бесконечно большой.
По определению фазы, образующие гетерогенную систему, разделены поверхностями раздела, при переходе через которые резко изменяются физические свойства вещества и ( или) его химический состав. Следовательно, любое фазовое превращение а - - р должно сопровождаться скачкообразным изменением состава и ( или) структуры, а также свойств вещества.
В результате перехода из одного релаксационного состояния в другое полимер не изменяет своей структуры. В этом отличие такого перехода от любого фазового превращения, которое принципиально связано с изменением структуры. Выше и ниже температуры перехода структура полимера вблизи нее практически одинакова. Тем не менее здесь наблюдаются коренные различия механических свойств. В сущности само разделение состояний полимера имеет механическую основу. Эти состояния называют также деформационными.
Температурная зависимость скорости разложения кристаллических веществ вытекает из кинетики этого процесса. Она же подобна кинетике других фазовых превращений. Напомним, что любое фазовое превращение связано с образованием зародышей новой фазы, их ростом до более или менее значительных размеров и появлением в конечном итоге новой модификации или нового вещества.

Пересекая построенные поверхности плоскостями, параллельными плоскости концентрационного треугольника и поэтому соответствующими постоянным темп-рам, получают кривые - изотермы. Проектируя изотермы ортогонально на плоскость концентрационного треугольника, получают диаграмму конденсированного состояния. Этим способом можно построить плоскую проекцию поверхности, соответствующей любому фазовому превращению, но обычно ограничиваются проекцией поверхности ликвидуса. Проекции изотерм и пограничных кривых принято называть просто изотермами и пограничными кривыми.
Особенности отжига второго рода или фазовой перекристаллизации стали заключаются в следующем. Температура нагрева должна быть выше точки Ас3 для до-ззтектоидной стали и выше Лст для заэвтектондной. Как было показано в § 8 и 9 и 17, любое фазовое превращение может происходить лишь при определенном удалении от точки равновесия, в данном случае - при определенном перегрезе.
Таким образом, если разность объемов вещества, отвечающая более высокой ( F2) и более низкой ( V) температуре положительна, то при наличии в правой части уравнения всегда положительных величин температуры и скрытой теплоты превращения мы будем иметь и левую часть уравнения всегда положительной. Силикаты при плавлении увеличивают свой объем, а поэтому температура их плавления обычно повышается с повышением давления, что очень важно для понимания геохимических процессов. Кроме этого, уравнение ( 79) позволяет вычислять на основании разности удельных объемов величину скрытой теплоты любого фазового превращения.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11