Применение диаграммы состояния

На базе учения о химическом равновесии был разработан новый метод исследования химических систем — метод физико-химического анализа. Он основан на изучении зависимости физических свойств химической равновесной системы от факторов, определяющих ее равновесие. В качестве изучаемых свойств могут быть выбраны тепловые, объемные, электрические, магнитные, оптические и другие свойства. Обычно изучается один из факторов, определяющих состояние равновесия системы, — ее состав. Метод исследования химических взаимодействий веществ в системах, основанный на изучении изменения физических свойств системы с изменением ее состава и построении диаграмм состав — свойство, находит широкое применение, от метод после Ломоносова был широко использован Менделеевым и получил дальнейшее развитие в работах Д. П. Коновалова, И. Ф. Шредера, В. Ф. Алексеева и др. Особенно большой вклад в создание физико-химического анализа как самостоятельного метода исследования внес Н. С. Курнаков и его ученики. Многочисленные работы Курнакова по изучению металлических, органических и солевых систем показали, что физико-химический анализ является важным, а иногда и единственным методом исследования сложных систем. По определению Курнакова физико-химический анализ есть ...геометрический метод исследования химических превращений . Метод физико-химического анализа позволяет на основании изучения изменений физических свойств системы в зависимости от количественных изменений ее состава установить протекающие в системе качественные изменения, характер взаимодействия между компонентами, области существования и составы равновесных фаз. Для этого применяют геометрический анализ диаграмм состояния, построенных в координатах физическое свойство — фактор равновесия (Р, Т, состав). [c.337]

ПРИМЕНЕНИЕ ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ [c.71]

На этих положениях основано широкое практическое применение диаграмм состояния и диаграмм состав — свойство тройных и четверных систем — металлических и солевых, водных и неводных, в растворах и в расплавах. [c.54]

Обзор по вопросу применения диаграмм состояния при выращивании кристаллов дан в работе [23]. [c.71]

В действительности, как показано ниже, все зависит от постановки задачи. Существуют широкие и еще не использованные возможности расчета термодинамических свойств с применением диаграмм состояний путем решения как прямых, так и обратных задач с однозначными и термодинамически строгими выводами. [c.6]

Для технически важных систем диаграммы состояния изучены и приводятся в специальной литературе. Оии имеют широкое применение в различных областях пауки и техники, служат научной основой при подборе сплавов, обладающих заданными свойствами, при изыскании методов термической обработки сплавов, при разработке н создании новых сплавов. Примером системы, имеющей [c.552]

Мы не будем рассматривать здесь различные типы измери тельных ячеек и приборов, выпускаемых промышленностью, и технику работы на них — для этого существуют специальные руководства. Типы кривых осциллометрического титрования в основном сходны с кондуктометрическими. Но в осциллометрии ветви кривых линейны только в том случае, если измерения проводят в области перегиба характеристических кривых и не происходит слишком сильных изменений электропроводности. В противном случае на кривых в большей или меньшей степени возникают плавные изгибы. При проведении измерений в выбранной оптимальной рабочей области получают такую же, а иногда даже большую точность измерений, чем в кондуктометрии. Поэтому области применения осциллометрии и кондуктометрии совпадают, иногда осциллометрия даже более предпочтительна. Это происходит в тех случаях, когда важны такие преимущества осциллометрии, как возможность безэлектродных измерений и увеличение чувствительности с уменьшением диэлектрической проницаемости. Осциллометрик используют для индикации кислотно-основного, осадительного и комплексометрического титрования различных типов, а также при титровании агрессивных растворов и в неводных средах. Она пригодна и для решения различных кинетических проблем при исследовании процессов кристаллизации, растворения (на- пример, гидраргиллита в алюминатном щелоке), омыления, этерификации, полимеризации, самоокисления и т. д. Метод ос-Циллометрии находит применение в фазовом анализе, например при изучении процесса плавления, затвердевания, фазового обмена, расслоения, для построения диаграмм состояния и т.д. Особенно важным является использование осциллометрии для Контроля и регулирования процессов производства. Этот метод пригоден для неразрушающего анализа ряда продуктов или содержимого ампул. [c.336]

Применение диаграммы давление — объем (р — v) для проведения технических расчетов возможно, но вызывает значительные трудности в связи со сложностью определения теплоты изменения состояния газа на этой диаграмме. [c.154]

Для технически важных систем диаграммы состояния изучены и приводятся в специальной литературе. Они имеют широкое применение в различных областях науки и техники, служат научной основой при подборе сплавов, обладающих заданными свойствами, при изыскании методов термической обработки сплавов, при разработке и создании новых сплавов. Примером системы, имеющей очень большое практическое значение, может служить система Ре—С. Диаграмма состояния этой системы рассмотрена в разд. 32.1.1. [c.352]

В данном разделе рассмотрен ряд более или менее сложных систем, изучение которых с помощью лишь одного термодинамического метода является затруднительным. Вы познакомились с основными чертами физико-химического анализа, который широко использует построение различных диаграмм состояния. С помощью таких диаграмм удобно описывать свойства системы в различных условиях. Параллельное применение термодинамических закономерностей позволяет уточнить представления об изучаемых системах. Всегда следует помнить о том, что большей частью рассматриваются лишь равновесные системы. Именно для равновесных систем изображаются соответствующие диаграммы состояния. Количество и конкретный вид фаз сложной системы, наблюдаемые на практике, могут в действительности сильно отличаться от равновесных вследствие заторможенности перехода в равновесное состояние. [c.175]

Рассмотрим подробнее применение величины понижения температуры замерзания для построения диаграмм состояния растворов. [c.226]

Дифференциальный термический анализ (ДТА) — один из основных методов физико-химического исследования. Он позволяет изучать характер фазовых превращений и осуществлять построение диаграммы состояния (ДС). Этот метод широко используется при исследовании металлических, солевых, силикатных и прочих систем. Большую роль метод ДТА сыграл в развитии современной химии полупроводников. Область применимости этого метода не ограничивается построением ДС, Он с успехом может быть применен при исследовании тепловых эффектов химических реакций, при изучении процессов диссоциации, для качественного и количественного определения фазового состава смесей и определения теплот фазовых переходов.-Метод ДТА является наиболее универсальным из известных методов термического анализа. Так, метод визуального политермического анализа применим для исследования прозрачных объектов (главным образом, некоторых солевых систем). Метод кривых температура — время не обладает достаточной чувствительностью. Метод ДТА свободен от этих недостатков. [c.7]

Количественная термография. Метод ДТА может быть успешно применен для количественного определения теплот (и энтропий) фазовых переходов, в частности плавления, которые вместе с температурой плавления являются параметрами стабильности, необходимыми для термодинамического расчета диаграмм состояния. Площадь пика на дифференциальной кривой, соответствующего тепловому эффекту фазового перехода, зависит от ряда факторов 1) теплового эффекта, определяемого природой вещества 2) массы вещества и эталона, их теплопроводности, теплоемкости и т. п. 3) внешних условий (скорость нагрева, положение спаев термопар, форма сосудов, степень измельчения вещества, степень набивки сосуда и др.). Если стандартизировать условия записи, т. е. исключить влияние 2-й и 3-й групп факторов, то площадь пика дифференциальной записи будет пропорциональна величине теплового эффекта 5 = kQ, где 5 — площадь пика Q — тепловой эффект к — коэффициент пропорциональности. [c.11]

Диаграмма состояния системы железо—углерод, дающая представление о строении железоуглеродных сплавов, имеет очень большое значение. С ее помощью можно объяснить зависимость свойств сталей и чугунов от содержания в них углерода и от термической обработки. Она служит основой при выборе железоуглеродных сплавов, обладающих теми пли иными заданными свойствами. На рис. 32.2 приведена часть диаграммы состояния системы Fe—С, отвечающая содержанию углерода от О до 6,67%, или, что то же самое, от чистого железа до карбида РезС. Это самая важная часть диаграммы, поскольку практическое применение имеют сплавы железа, содержащие не более 5% углерода. [c.619]

Области применения металлографических методов. Металлографический анализ —один из важнейших методов физико-химического исследования. Основные области его применения 1) определение количества фаз и последовательности их кристаллизации при построении диаграмм состояния 2) контроль качества полученного слитка (наличие двойников, поверхностных включений второй фазы и т. д.) при выращивании монокристаллов 3) определение платности дислокаций, дефектов упаковки и т. п. на монокристаллических материалах. [c.47]

Рассмотрим применение методов микроструктуры и микротвердосТи для построения диаграмм состояния. Ё качестве примера возьмем бинарную систему с ограниченной растворимостью компонентов друг в друге в твердом состоянии и образованием эвтектической смеси. Диаграмма состояния такой системы представлена на рис. 24. Если брать сплавы составов, лежащих между А и М, или В м N, уо микроструктура таких образцов будет однофазной, отвечающей твердым [c.48]

По диаграммам состояния, кроме температур плавления, можно найти и весовые соотнощения между сосуществующими фазами по так называемому правилу рычага. Его применение можно показать с помощью рис. У.2. Будем охлаждать расплав, состояние которого представлено фигуративной точкой т, до температуры 7/1. При этом фигуративная точка т перемещается в точку I, и нз расплава выделяется некоторое количество кристаллов компонента А. В результате этого расплав обогатится компонентом В, и его состав отвечает точке к (к ). Согласно правилу рычага массы сосуществующих фаз обратно пропорциональны отрезкам, на которые фигуративная точка делит прямую горизонтальную линию, соединяющую две фигуративные точки сосуществующих фаз (в рассматриваемом случае точки Ти и к). Таким образом [c.84]

Диаграмма состояния может быть построена для любого вещества. Она очень удобна, так как позволяет сразу определить, при каких условиях будут устойчивы данная фаза или равновесие фаз, Подобные диаграммы находят поэтому широкое применение. [c.113]

Вьшолнен комплекс исследований по применению высоких давлений (до 8 гПа) для получения однородных ниобата магния и PMN. Показано, что обработка маловодных гидроксидов ниобия и тантала при высоких давлениях и температуре до 900°С приводит к образованию новых фаз в системах М-О (М = Nb, Та).С привлечением этих результатов предложены уточненные варианты Р-Т проекций соответствующих диаграмм состояния. [c.105]

В настоящее время происходит непрерывное расширение применения редкоземельных металлов в технике. В связи с этим редкоземельные металлы стали объектом интенсивного исследования. Мы проводили систематические исследования двойных сплавов редкоземельных металлов с германием с целью построения диаграмм состояния. В литературе данные о диаграммах состояния этих систем почти отсутствуют [11, 17]. [c.191]

Галл Ф. П. и Инслей Г. Правило фаз и применение диаграмм состояния к изу- [c.94]

Но равновесие фаз в сплаве определяется величинами энергий Гиббса или других термодинамических свойств фаз не на всем поле термодинамических переменных, а лишь на границах гомогенных областей сосуществующих фаз. Следовательно, в ходе расчетов с применением диаграмм состояний можно построить не всю поверхность термодинамического потенциала, а в лучшем случае лишь некоторые ее сечения, зависящие от вида диаграммы состояний. Это поясняется рис. 3, на котором для диаграммы типа вырожденной эвтектики без первичных твердых растворов схематически показана поверхность относительного химического потенциала жидкой двухкомпопентной системы, Аца, и пересекающая ее поверхность функции неравновесного плавления компонента А, (гА,т( ). Согласно (18) линия пересечения этих поверхностей отвечает значениям химического потенциала А в сосуществующих фазах — жидком растворе и чистом веществе А. Проекция линии на координатную плоскость Т, х дает диаграмму состояний системы. Зная кривую ликвидус ЫЪ) и свойства чистого компонента А (т. е. поверхность Цл.т), можно восстановить форму сечения (ас) поверхности Ац, . Построить же по сечепию всю поверхность А1Хд(Г, х) нли даже ее участок, непосредственно примыкающий [c.18]

Покажем применение термического анализа для построения диаграммы плавкости двухкомпонентной системы, в которой оба вещества неограниченно растворимы друг в друге в жидком состоянии и совсем нерастворимы в твердом. К числу подобных систем относятся, например, Сс1—В1, КС1—ЫаС1. В левой части рис. УП.З представлены кривые охлаждения для смесей различного состава, а в правой части — сама диаграмма состояния. Ось ординат этой диаграммы, на которой отложена температура, имеет тот же масштаб, что и в левой части рисунка. Точки на оси абсцисс выражают составы всех смесей в массовых процентах. Крайняя левая точка соответствует 100% первого компонента А и 0% компонента В, а крайняя правая—100% второго компонента В и 0% компонента А. Таким образом, концентрация А возрастает справа налево, а концентрация В — слева направо. На рис. УП.З представлены кривые охлаждения для шести различных составов. [c.88]

V f(P, Т). Если по трем координатным осям отложить давление, температуру и объем системы, то полученная пространственная диаграмма, называемая диаграммой состояния, дает графическое изображение зависимости между Р, Т и V. Однако построение таких пространственных диаграмм связано с определенными трудностями, и они мало удобны для практического применения. Для характеристики состояния однокомпонентной системы чаще используют плоскую диаграмму, представляющую собой проекцию пространственной диаграммы на плоскость Р — Т. Плоская диаграмма описывает состояния однокомпонентной системы и фазовые равновесия в ней при различных параметрах. В основе анализа диаграмм состояния, как показал Н. С. Курнаков, лежат два общих положения принцип непрерывности и принцип соответствия. Согласно принципу непрерывности при непрерывном изменении параметров, определяющих состояние системы, свойства отдельных фаз изменяются также непрерывно, свойства же всей системы в целом изменяются непрерывно лишь до тех пор, пока не меняется число или природа ее фаз. При исчезновении старых или появлении новых фаз свойства системы в целом изменяются скачкообразно. Согласно. принципу соответствия на диаграмме состояния при равновесии каждому комплексу фаз и каждой фазе в отдельности соответствует свой геометрический образ плоскость, линия, точка. Каждая фаза на такой диаграмме для одно-компонентной системы изображается плоскостью, представляющей собой совокупность так называемых фигуративных точек, изображающих состояния равновесной системы. Равновесия двух фаз на диаграмме состояния изображаются линиями пересечения плоскостей, а равновесие трех фаз — точкой пересечения этих линий, называемой тройной точкой. По диаграмме состояния можно установить число, химическую природу и границы существования фаз. Плоские диаграммы состояния, построенные в координатах Р — Т, не дают сведений о молярных объемах фаз и их изменениях при фазовых переходах. Для решения этих вопросов используются проекции пространственной диаграммы на плоскости Р V или Т V. [c.331]

Рассмотрим применение правила фаз в двухкомгпонентной системе (К = 2). Независимыми переменными будут давление р, температура t и состав X, выраженный в мольных долях, мольных или массовых процентах. Диаграмму состояния строят в виде объемной фигуры в координатах р, /, х, так как число независимых пе1ремен-ных равно трем (полная трехмерная диаграмма). Для упрощения описания бинарных систем пользуются сечениями полной трехмерной диаграммы. Если один из параметров, характеризующий систему, принять постоянным, то число независимых переменных станет на единицу меньше, и правило фаз для бинарной системы запишется так [c.59]

Таким образом, изучение поликристаллических объектов позволяет получить данные о фазовом составе препаратов, что необходимо при исследовании диаграмм состояния или их разрезов. Прецизионное определение параметров элементарных ячеек обычно является одним из способов уточнения границ областей гомогенности. При всей ограниченности возможностей порошковой рентгенографии для решения задач структурного анализа роль этого метода неоценима в тех случаях, когда синтез монокристаллов по тем или иным причинам невозможен. Большую помощь в решении таких задач оказывает применение принципа гомологии, т.е. установление закономеоностей изменения структур при измене- [c.4]

Правило фаз 83 2. Диаграммы состояния двухкомпонентиых систем 87 3. Применение термического анализа для изучения горных пород 94 [c.4]

Прямой однотемпературный синтез может быть применен лишь к соединениям, образующимся в условиях нонвариантного равновесия, т. е. когда состав практически не зависит от давл-ния. Для обоснованного выбора режима синтеза необходимо знать лишь Г—х-диаграмму состояния данной системы. Этот метод можно иногда использовать и для получения соединения из компонентов, обладающих заметной летучестью, при условии, что давление диссоциации соединения намного меньше, чем давление пара компонентов при той же температуре (и составляет не более 0,1 атм). При этом нагревание необходимо производить осторожно, постепенно поднимая температуру в соответствии со скоростью реакции во избежание разрушения ампулы. [c.63]

Широкое применение титановых сплавов в машино-, приборо-и аппаратуростроении в настоящее время общеизвестно. Физикохимические исследования сплавов металлов группы платины, в свою бчередь, выявили много интересных материалов для химической, электро- и радиотехнической промышленности. Дальнейшее совершенствование известных металлических материалов и поиск новых немыслимы без знания диаграмм состояния соответствующих [c.175]

Рассмотрение приведенного ниже примера (см. рис. 3, где ход разделения показан жирным пунктиром) поясняет применение треугольных диаграмм. состояния для расчета разделения мета- и нараксилолов процессом экстрактивной кристаллизации. Охлаждение смеси равных количеств изомерных ксилолов (рис. 3, точка 1) до —48° приводит к выделению кристаллов чистого нараксилола и получению (согласно рис. 1) жидкости, содержащей 80% метаксилола (точка 2). После удаления кристаллов к маточному раствору добавляют [c.55]

Сплавам плутония в литературе посвящено значительное количество работ [25—27, 33, 115—117, 363, 435, 446, 620, 621, 636, 640]. Сплавы могут быть приготовлены либо путем непосредственного взаимодействия элементов, как например, в системе плутоний —серебро, либо различными химическими методами. Сплавы плутония с алюминием и бериллием получают путем восстановления трифторида пЛутония соответствующим металлом. Сплавы плутония с Мп, Ре, Со И(Ы1 получают нагреванием смеси РиРз с порошком соответствующего металла в парах лития при температуре 950° С. Изучены также некоторые тройные сплавы плутония (и—Ри—Мо, Ри—Се—Со и др.), имеющие практическое применение. Полные диаграммы состояний для [c.27]