Фазовые равновесия механические свойства

Уравнения (1.23а), (1.28), (1.38) и (1.1) образуют обобщенную систему гидромеханических уравнений, которая может служить основой полного математического описания многофазных многокомпонентных смесей с химическими реакциями и процессами тепло- и массопереноса. Однако эта система уравнений еще не замкнута не определены кинетические и равновесные характеристики фаз. Для замыкания этой системы необходимо привлечение дополнительных (термодинамических и механических) свойств фаз, рассмотрение энергетических переходов при фазовых превращениях, учет равновесия многокомпонентных систем, формулировка метода определения кинетических параметров уравнений. [c.50]

IV. Релаксационный спектр с несколькими стрелками де Ь твия й с учетом температурной зависимости собственных частот или времен жизни релаксаторов позволяет сразу ввести в рассмотрение принцип температурно-временной эквивалентности, который, в свою очередь, наиболее наглядно иллюстрирует природу релаксационных состояний полимеров. Понимание реальности трех физических (релаксационных) состояний, которые не являются ни фазовыми, ни агрегатными, дает ключ к пониманию практически всех механических, электрических и магнитных свойств полимеров, а значит, и к управлению ими. (Напомним, что стрелка действия была введена без конкретизации природы силового поля, в которое помещена система). В действительности можно говорить вообще обо всех физических свойствах, включая и те, которые связаны с фазовыми равновесиями и переходами [15, с. 176—270 22]. [c.73]

Основоположник нового направления в химии — физико-химического анализа — русский ученый Н. С. Кур-наков. Он возглавил научную школу по исследованию металлических сплавов, расплавов и растворов солей методом изучения фазовых равновесий и построения фазовых диаграмм. Его работы сыграли важную роль в освоении и разработке природных богатств страны, в изготовлении ряда сплавов с ценными механическими свойствами. [c.10]

Вторая возможность образования фуллеренов в сплавах - в процессе первичной кристаллизации. Совокупность известных фактов позволяет рассматривать железо-углеродистые расплавы как среды, структурированные фуллереновыми кластерами. В этом случае оправдано использование принципов синергетики, описывающих поведение систем, далеких от равновесия, в точках неустойчивости системы, связанных с неравновесными фазовыми переходами. В этих точках реализуется принцип подчинения, в соответствии с которым, множество переменных подчиняется одной - параметру порядка. Это обусловливает, как уже отмечалось, взаимосвязь критических параметров, контролирующих границы стабильного развития процесса для предыдущей и последующей точки бифуркаций, с параметрами порядка, что позволяет использовать их для прогнозирования механических свойств. [c.35]

Составы выделяющихся фаз определяются параметрами термодинамического равновесия. Однако свойства твердой фазы — геля, зависят не только от состава, но и его структуры, т. е. размеров структурных элементов и их взаимного расположения. Структура выделяющейся твердой фазы в основном определяется кинетикой перехода из одного фазового состояния в другие. Она обусловливается большим числом факторов скоростью охлаждения, градиентами концентраций, механическим полем и т. д. Структурные изменения в твердой фазе, связанные с разными путями перехода к одному и тому же термодинамическому равновесию, могут быть настолько велики, что физико-механические свойства материалов, например прочность нитей, могут количественно сильно различаться. [c.200]

Настоящая книга не претендует на то, чтобы заменить какой-либо из существующих учебников, но предназначена подготовить учащегося к более строгому курсу, знакомя его с некоторыми из методов, которые особенно важны для химика. Для достижения этой цели при пояснении новых понятий, которые невозможно точно формулировать, не применяя строгой термодинамической аргументации, используются механические аналогии. Так, апример, представление о свободной энергии вводится на первых этапах изложения по аналогии с гравитационной потенциальной энергией и используется при рассмотрении фазовых равновесий, свойств растворов и химических равновесий. Основные свойства свободной энергии и химического потенциала формулируются без подробных доказательств, и изучающему предлагается принять ряд термодинамических соотнощений на веру. Вначале каждая проблема рассматривается тремя способами — через механическую аналогию, в графической и в алгебраической формах. При этом подчеркивается [c.10]

Оптимальный состав сплава № 2 установлен на основе исследования диаграммы фазового равновесия железо—хром—алюминий и диаграмм состав — свойство жаростойкости, удельного электросопротивления, твердости, механических свойств и обрабатываемости сплавов при комнатной и высоких температурах [1,2]. [c.316]

Папков связывает изменение механических свойств системы полимер — пластификатор с составом путем сопоставления диаграммы фазового равновесия с деформацией при переменном составе или температуре. Он считает, что один и тот же пластификатор может пс-разному влиять на механические свойства системы в зависимости от концентрации ниже предела совместимости повышается пластичность, выше этого предела пластичность больше не увеличивается, но появляется способность к большим обратимым деформация.м. Эти деформации Папков связывает с образованием геля, обладающего ячеистой структурой. Такой подход к вопросу является одной из немногочисленных попыток объяснить изменение свойств пластифицированных полимеров с изменением состава на основании зависимости структуры системы от концентрации пластификатора. Несмотря на некоторую неопределенность в выражении. механических свойств, следует признать общий принципиальный подход довольно строгим. Легко видеть, что этот подход близок к интерпретации, предложенной в работе [227]. [c.155]

На основании исследования температурной зависимости двухмерного давления и механических свойств высших спиртов в равновесии с кристаллами А. А. Трапезниковым (1) был обнаружен ряд новых фазовых превращений в монослоях. [c.80]

На диаграмме рис. 3.19 дано усредненное положение границ фазовых переходов. Более подробно методы установления этих границ рассматриваются в гл. 4, где обсуждаются общие свойства жидкокристаллических систем с участием жесткоцепных полимеров. Предварительно лишь заметим, что наиболее сложным, как и вообще для любых систем полимер — растворитель, является точный анализ состава высококонцентрированных равновесных фаз. Из-за высоких вязкостей их выделение связано с очень медленным процессом гомогенизации. Часто они представляют собой твердую, практически нетекучую массу, содержащую низкоконцентрированную фазу в виде механически иммобилизованных участков. Если состав этой фазы определяется по поглощению паров растворителя после высушивания полимера, то появляются ошибки, связанные с капиллярной конденсацией, поскольку в высушенном полимере сохраняется память о предыстории в виде незамкнутых пор. Это, однако, не меняет заключения относительно того, что положение кривых фазового равновесия передает принципиальную картину взаимодействия ПБГ с ДМФ в широком интервале температур. [c.82]

Теоретические основы создания подобных материалов подробно изложены в работе [31]. Их физико-механические свойства и защитная способность зависят от структуры, а последняя определяется условиями формирования. Поэтому остановимся более подробно на анализе с позиций материаловедения некоторых технологических аспектов формования изделий из таких материалов. На рис. 4.1 изображена часть диаграммы фазового равновесия системы полиэтилен - вакуумное масло, более подробно описанной в разделе 3.2. Вертикальные линии I, II, III на диаграмме соответствуют составам, для которых на рис. 4.2 приведены кривые охлаждения. [c.104]

Исторически термодинамика возникла при изучении превращений теплоты в механическую работу. Затем объектом изучения стали количественные соотношения между теплотой и различными формами энергии. Химическая термодинамика отличается тем, что она изучает превращения химической энергии в теплоту, работу и другие формы энергии. Объектами исследования химической термодинамики являются тепловые балансы физико-химических процессов, фазовые и химические равновесия, свойства веществ в растворах. [c.18]

В связи с изучением явлений образования новой фазы С. В. Горбачев (1941 г.) вывел приближенные уравнения для расчета влияния радиуса капелек жидкости на температуру отвердевания и размеров кристаллов на температуру плавления. Уточняя эти соотношения, он разработал также способы расчета влияния давления и температуры на АН, ДУ и дР/дТ, сопровождающие фазовые превращения. Полученные уравнения позволяют осуществить расчет равновесия с помощью непосредственно измеренных физических свойств вещества в равновесных фазах [ с1У/дР)т, (дУ/дТ)р, (дР/дТ)г], а также обратную задачу —найти его механические и термомеханические свойства. [c.222]

Механические, физические и вообще эксплуатационные свойства полимеров в значительной мере определяются их фазовым состоянием и надмолекулярной структурой. При решении вопроса о способности полимерного материала или изделия выдерживать те или иные нагрузки в определенном диапазоне температур особое значение приобретают проблемы устойчивости фазовых состояний, равновесий и переходов. [c.5]

Хотя принципы, поясняемые схемами на рис. 15.2, интуитивно понятны, детали функционирования органов равновесия чрезвычайно сложны. Частично это связано с тем, что мы не привыкли думать в кинетических терминах так, хотя нам относительно легко представить себе статическую реакцию статоциста на гравитационную силу, связь механических сил с постоянством скорости постичь труднее. Свойства, связанные с ускорением, еще труднее для понимания, так как здесь приходится иметь дело с математическим дифференцированием, фазовой задержкой и т. п. Их анализ становится все более сложным интересующийся читатель найдет соответствующие ссылки в конце главы, а мы в оставшейся части этой главы сосредоточимся на периферических рецепторах и их функциональных связях внутри центральной нервной системы. [c.371]

Аморфное фазовое состояние линейного полимера в зависимости от температуры имеет три физических состояния упруготвердое (стеклообразное), высокоэластичное (каучукообразное) и пластическое (вязкотекучее). Взаимные переходы этих состояний сопровождаются изменением механических свойств полимера и изображаются в виде термомеханических кривых. На рис. 29.4. приведена зависимость относительной деформации А/// от температуры для линейного полимера. Деформация выражена отношением приращения длины А/ образца полимера при наложении нагрузки к исходной длине / того же образца. На кривой четко различаются три области /, II, III, границами между которыми служат два характерных значения температуры Тс — температура стеклования и Гт — температура текучести. Область низких температур I соответствует стеклообразному или упруготвердому состоянию полимера, который является жестким и почти не деформируется. Жесткость полимера связана с малой величиной кинетической энергии звеньев (кТ) по сравнению с энергетическим барьером АО (А(У> кТ). Звенья при этом не обладают вращательным движением, так как не могут преодолеть барьер, а проявляют лишь колебательное движение около положения равновесия. [c.463]

Отнесение к тому или иному типу делается на основании одного общего признака таких систем в гибридных связующих в ходе их отвердевания или протекания реакций поперечного сшивания и формирования фрагментов сетки возникает термодинамическая несовместимость компонентов, следствием которой является незавершенное микрофазовое разделение системы. Незавершенность процесса микрофазового разделения приводит к возникновению в гибридной матрице переходных или межфазных слоев между сосуществуюпщми областями микрофазового разделения [7]. При этом сама система с незавершенным микрофазовым разделением не находится в состоянии термодинамического равновесия [494]. Следствием указанных процессов является возникновение в самой матрице сегрегированной структуры с появлением специфического комплекса свойств (наличие областей, различающихся по плотности, механическим свойствам возникновение внутренних межфазных границ). Гибридная полимерная матрица, в которой произошло выделение микрообъемов составляющих компонентов вследствие незавершенного микрофазового разделения, может рассматриваться как самоармированная (наполненная) дисперсно-упрочненная система, в которой размер, свойства и распределение областей микрофазового разделения (квазичастиц наполнителя) является функцией термодинамической несовместимости компонентов и определяется фазовой диаграммой бинарной или многокомпонентной системы, условиями перехода системы через бинодаль и спинодаль и механизмом фазового разделения (нуклеационным или спинодальным). [c.222]

Выбор скорости и условий проведения процесса растворения является технологической задачей. Основной же физико-химической задачей, решаемой на данной стадии производства микрофильтров, является получение полностью совместимой и устойчивой во времени смеси растворителя и полимера. Совместимость и постоянство характеристик смеси полимера и низкомолекулярной жидкости зависят от химической природы (сродства) компонентов, их соотношения и внешних факторов (температура, механическое или гидромеханическое поле). Аналитического решения эта задача не имеет. Для описания систем полимер — низкомолекулярная жидкость (или жидкости) часто используют топологический метод анализа, сводящийся к построению диаграмм фазового равновесия. Принципы этого метода анализа будут рассмотрены при обсуждении проблем формования мнкрофильтров. В данном случае целесообразнее остановиться на подборе растворителей полимеров и влиянии некоторых характеристик растворов на свойства микрофнльтров. [c.25]

Согласно этим представлениям, фибриллярная структура волокон образована из развернутых макромолекулярных цепочек, агрегированных в пачки взаимно ориентированных цепей, которые в дальнейшем, при возникновении более сложных структур, могут играть роль независимых структурных единиц. В кристаллических полимерах (с высокоунорядо-ченной структурой) имеются и фибриллярные и глобулярные (состоящие из свернутых в клубки молекул) образования. При изучении механических свойств полиамидных пленок и их электронографическом исследовании В. А. Каргиным и Т. И. Соголовой [101, 102] установлено наличие значительных хорошо упорядоченных кристаллических областей. Но дефекты их строения и отсутствие трехмерных кристаллических решеток [103, 104] обусловливают низкую энергию образования этих решеток. Это облегчает фазовые превращения, происходящие при ориентации под действием механической нагрузки (вытягивании). При вытягивании происходит рекристаллизация полимера и обеспечивается возможность перестройки кристаллов. В работе [105] показано, что ориентация полимера не обязательно связана со значительными изменениями кристаллической и аморфной фаз, а существенной является кинетика процесса ориентации, обусловливающего нарушение равновесия в расположении кристаллических областей. Так, в работе [92] установлено, что при ориентации цепей макромолекул полиамидов степень кристалличности повышается не более чем на 10%. [c.19]

Панков сделал попытку оценивать совместимость систем полимер-пластификатор по данным исследования фазового. равновесия (путем построения диаграмм в координатах температура — состав). Одновременно учитывалось влияние вязкости растворов полимер — пластификатор на механические свойства системы. Расслоение системы на две фазы в большинстве случаев сопровождается выделением низковязкой фазы (преимущественно чистый пластификатор) в виде микрочастиц, вкрапленных в основную высоковязкую фазу. [c.66]