Система бинарная метастабильная

Теперь остановимся на свойствах критических состояний в бинарных системах, которые удобно изучать на примере равновесий жидкость — жидкость (рис, V. 24). Согласно условиям равновесия Т, р п химические потенциалы компонентов в сосуществующих фазах (D и С) одинаковы. Вместе с тем условия устойчивости требуют, чтобы увеличение концентрации компонента сопровождалось возрастанием его химического потенциала, если фаза стабильна, и его уменьшением, если она лабильна. Поэтому в областях диаграммы (рис. V.24), расположенных справа, слева и выше кривой растворимости, соответствующих существованию гомогенного раствора, химический потенциал увеличивается при прибавлении компонента в систему (кривые МС и DN). Однако внутри между кривыми, характеризующими состояние однофазной и двухфазной систем, располагается небольшая область метастабильных состояний, образуемых пересыщенными растворами компонента А в веществе Б и В в А. [c.292]

Преобладание каждой из этих реакций в зависимости от времени, температуры, состава сплава и дефектов структуры наиболее хорошо представить в форме диаграмм образования зародышей. Такие диаграммы имеются в литературе для сплавов бинарной системы Л1—Си [119]. Диаграммы образования зародышей для промышленных сплавов отсутствуют, хотя они были бы очень полезны при анализе процессов термической обработки, структуры и сопротивления коррозии. Для установления количественных связей между термической обработкой, микроструктурой и сопротивлением КР высокопрочных алюминиевых сплавов необходимо знать о характере их взаимоотношения. Должны быть проанализированы метастабильные и стабильные диаграммы, а также диаграммы образования зародышей и кривые V—К для каждого сплава в условиях различной термообработки. Из следующих разделов будет ясно, что наши знания в настоящее время об этих взаимоотношениях являются в лучшем случае отрывочными. [c.236]

В зависимости от характера взаимодействия компонентов в бинарных полимерных системах последние в простейших случаях могут быть одно- или двухфазными. В однофазной системе существуют микрообласти с негомогенным распределением компонентов, называемые флуктуациями состава. На временной шкале продолжительностью порядка времени диффузионных перескоков происходит спонтанное образование и рассасывание флуктуаций. Характерной особенностью, позволяющей отнести ту или иную систему к однофазной, является наличие равновесного распределения флуктуаций [6, 7]. Такое распределение полностью контролируется температурой и составом системы и не зависит от времени. Наряду с этим существуют двухфазные системы с высокой степенью дисперсности, внешне сходные с однофазными. Основным отличием подобных систем от двухфазных является отсутствие равновесного распределения микрообластей негомогенности. В двухфазных системах микрообласти негомогенности обычно представляют собой микрообъемы со свойствами чистых фаз. Размеры таких областей могут возрастать без предела, хотя в случае полимерных систем имеется определенный нижний предел размеров частиц дисперсной фазы [8]. Переход от однофазной системы к двухфазной связывается с усилением флуктуаций состава и с развитием на их основе микрообластей новой фазы. Последнее происходит в тех случаях, когда система оказывается в метастабильном или нестабильном районе фазовой диаграммы. Классический подход к стабильности фаз основан на работах Гиббса. В соответствии с Гиббсом, характерными точками на кривой зависимости свободной энергии от состава системы Р (с) являются точки перегиба, [c.181]

Однако нужно иметь в виду, что равновесие однофазной системы, образованной фазой Ф, стабильно на участке АВ, на участке же ВС — равновесие метастабильно. Таким же образом равновесие однофазной системы, состоящей из фазы Ф", стабильно на участке /Си метастабильно на участке КЕ. Чтобы в этом убедиться, покажем, что при изобарно-изотермическом изменении общей весовой доли от ОЬ до Ок равновесна также и двухфазная бинарная система, образованная фазами Ф и Ф", и что свободная энтальпия этой системы меньше свободной энтальпии любой из однофазных систем на участках ВС и КЕ. [c.446]

Равновесные диаграммы нескольких металлических систем, относящиеся к простому эвтектическому типу, показаны на рис. 8.10 и 8.11. Примерами являются Ag- u (рис. 8.12), Al-Si. a-Zn, Pb-Sb и Pb-Sn. Следует отметить, что часто трудно с уверенностью установить, принадлежат ли два твердых раствора, наблюдаемые в бинарной системе, к области несмешиваемости (рис. 8.10) или они описываются двумя кривыми энергии Гиббса (рис. 8.11). Например, в случае системы Ag- u, оба компонента кристаллизуются в г.ц.к. структуре, но они имеют сильно отличающиеся параметры решетки 409 пм для Ag и 361 пм для Си при 298 К. Путем очень быстрого охлаждения из расплавленного состояния возможно получить твердые растворы с промежуточными решетками между Ag и Си [4]. Однако чтобы определенно утверждать, что этим растворам отвечает одна кривая энергии Гиббса (а не две), необходимо изучать термодинамические свойства этих растворов при температуре выше критической. Если эта критическая температура существует, то она должна быть намного выше эвтектической температуры, и движущая сила распада жидкой фазы такова, что препятствует изучению этих метастабильных сплавов. [c.195]

Боуэн и Шерер опубликовали предварительную диаграмму равновесия тройной системы кремнезем— глинозем — окись калия в области смесей с содержанием кремнезема более 40 /о (фиг. 504). Никаких кристаллических растворов ни в одной части диаграммы не образуется замечательны неустойчивые выделения кристобалита вместо тридимита, особенно в бинарном сечении лейцит — кремнезем и вблизи него. Кристаллизация при температуре ниже 1345°С из кремнеземистых расплавов в обезвоженном состоянии достигалась с таким трудом, что приходилось прибегать к интерполяции по данным тройных составов, лежащих не слишком близко к соединительной линии лейцит — кремнезем. Кварц никогда не кристаллизуется легко из сухих расплавов таких составов, из которых он мог бы выделиться в качестве первичной кристаллической фазы. Вследствие этого можно было определить данные только для метастабильного ликвидуса тридимита. Также наблюдался неустойчивый Р-глинозем одновременно с устойчивым корундом однако при длительном нагревании р-АЬОз исчезал. Особенно характерны в этой системе чрезвычайно плоская поверхность области первичной кристаллизации ортоклаза и очень крутой подъем температуры в соседнем поле муллита. Точка бинарной эвтектики [c.473]

Описанные особенности данных трехкомпонентных систем нетрудно распространить на системы других типов, с другим числом компонентов, на системы, в которых образуются двойные соли, кристаллогидраты. В частности, и в бинарных системах, если имеется излом графика растворимости (рис. 2), обычно наблюдаемый, когда с ростом температуры изменяется характер кристаллизующейся соли (происходит смена одного образующегося кристаллогидрата на другой, замена одной полиморфной модификации на другую), то в точке излома линии растворимости также пересекаются и доходят до метастабильных границ. Явления пересечения границ [c.96]

Теория двухкомпонентных систем была предметом обсуждения в [3943—3953]. Были получены уравнения, характеризующие форму кривых в бинарных системах жидкость — пар и кристалл — идеальный расплав [3944], и рассмотрена применимость законов Вревского для бинарных систем конденсированная фаза — неидеальный пар [3947]. Близки к этим работам и [3954—3958, 3960—3968], связанные в основном с растворимостью (в частности с правилом Семенченко [3957, 3958, 3967]), а также с системами с малыми концентрациями [3969—3974] (например, [3969] посвящена энтропийно-информационному характеру разделения и очистки). Авторы работ [3974, 3975] коснулись вопроса о метастабильном равновесии. [c.44]

Пользуясь диаграммами состояния растворов (рис. ХУ1-2), можно выяснить поведение раствора при его кристаллизации и получить данные для выбора наиболее эффективного способа проведения процесса кристаллизации. На рис. Х /1-2 изображены диаграммы состояний для трех бинарных систем. В каждой системе ниже линии 1—/ (линии растворимости) находится область ненасыщенных растворов (область В). Пунктирная линия 2—2 условно делит область пересыщенных растворов на две части. Между линиями 1—1 и 2—2 расположена относительно устойчивая, или метастабильная, область Б и над линией 2—2 неустойчивая, или лабильная, область А. [c.671]

В данном случае одна из двух независимых переменных оказывается для обеих ветвей различной. Следовательно, обе ветви принадлежат разным кривым. Установившаяся традиция откладывать на оси абсцисс в химической диаграмме концентрации компонентов Л и В, независимо от того, образуют они соединение или не образуют, невольно приводит к неправильному представлению, что свойства всей системы зависят от концентрации этих компонентов. Если в бинарной системе образуется соединение, то свойства ее, как мы видели (рис. 7), будут изменяться в зависимости от состава по двум кривым ас и сЬ. Если же мы будем приводить систему к той же температуре и давлению, но при этом не будем получать соединения, то свойства системы будут меняться по одной кривой аЬ. В данном случае свойство системы действительно будет функцией концентраций компонентов Л и В. Как известно, подобные метастабильные состояния нередко осуществимы на опыте. [c.342]

Если представляют свободную энтальпию смеси ЛО для бинарной системы по уравнению (6.8) через объемные доли полимеров ф, то при низкой температуре получают кривые с двумя минимумами. Соединение этих минимумов дает бинодаль — кривую, разграничивающую стабильную однофазную и метастабильную однофазную области. Спинодаль разделяет метастабильную и нестабильную области. Они зависят от условий эксперимента (рис. 6.10). Обычным является представление этой граничной кривой как функции T = j(ц>). [c.124]

В настоящей работе мы задались целью проследить непрерывный переход от бинарной системы с стабильной областью расслаивания к двойной системе с метастабильным расслаиванием с верхними критическими точками растворения. Для этого можно воспользоваться исследованием взаимных отношений метастабильной и стабильной областей расслаивания в трехкомпонентной системе, что было проведено на системе бензойная кислота—салициловая кислота—вода. Эта тройная система была выбрана из тех соображений, что из трех бинарных систем, ее составляющих, в двух имеет место стабильное и метастабильное расслаивание, а в третьей компоненты в жидком состоянии смешиваются во всех отношениях и не образуют между собой химических соединений. [c.144]

Бинарную систему кремнезем — окись свинца в 1909 г. впервые исследовали Купер, Шоу и Лумис . Эта система имеет большое значение. В настоящее время ее заново изучали с применением динамических методов К. А. Кракау и Н. А. Вахрамеев . Расплавы состава 2РЬ0 -5102, РЬО 5102 и ЗРЬО 5102 кристаллизуются в виде однородных кристаллов, обладающих конгруентным плавлением. Ортосиликат имеет полиморфное а р-пре-вращение при 620°С. Метастабильная кристаллическая фаза ЗРЬО 2510г образуется в результате продолжи- [c.455]

Диаграмма бинарной системы СаО—Р2О5 (М. Бредиг, Г. Франк и Г. Фюльднер ), представленная на рис. 3, допускает существование оксиапатита—фазы переменного состава (берто-лида), стабильной только до температуры 1400—1430 °С (в зависимости от содержания СаО). Выше этой температуры оксиапатит нестабилен и распадается при нагревании на фазы три- и тетра-кальцийфосфата. Каждая из этих фаз также имеет переменный состав, кроме того, трикальцийфосфат подвергается температурному полиморфному превращению (энантиотропиого характера) при 1180°С. Ниже этой температуры он переходит в -модифика-цию. Как тетрафосфат кальция, так и высокотемпературная-(-форма трикальцийфосфата растворимы в 2%-ном растворе лимонной кислоты. При их быстром охлаждении (закалке) удается сохранить высокотемпературную форму в метастабильном состоянии и в обычных условиях. Поскольку скорость превращения одной формы в другую при обыкновенной температуре окружающей среды ничтожна, растворимые формы стабилизируются, и прокаливанием оксиапатита при температуре до 1450 °С можно получить фосфаты, содержащие фосфор в усвояемой растениями форме. [c.23]

В настоящее время можно считать, что в процессе реакционной диффузии происходят фазовые превращения, как правило, в изотермических условиях при изменении концентрации взаимодействующих элементов. В первом приближении о фазовом составе диффузионных слоев можно судить, как это впервые показал Д. А. Прокошкин [66], по равновесным диаграммам состояния бинарных систем, если рассматривается диффузионное взаимодействие двух элементов. Естественно, что невозможно полное соответствие между изотермическим сечением диаграммы состояния и структурой диффузионного слоя, полученного при этой же температуре. Первопричиной указанного несоответствия является то, что диаграммы состояния характеризуют стабильное состояние и фазовое равновесие в системе, а диффузионное насыщение — метастабильный процесс, который в зависимости от условий его осуществления может в той или иной степени приближаться к равновесному. Известно также, что движущей силой диффузионных процессов является перепад концентраций или химических потенциалов в растущих фазах. Этим объясняется отсутствие двухфазных зон при диффузионном взаимодействии двух элементов, хотя на соответствующих диаграммах имеются двухфазные области, представляющие собой смеси фаз предельных концентраций. [c.58]

Определенным стимулом роста любой фазы или фазового слоя является градиент концентраций. Кстати, следует заметить, что на многих диаграммах состояния, видимо из-за малой величины, не показаны области гомогенности соединений, хотя в бинарных системах термодинамически невозможны дальтониды со строго стехиометрическим составом [37]. В метастабильных условиях диффузионного насыщения область гомогенности соединения может значительно расширяться. Учитывая современные тенденции интенсификации процессов диффузионного насыщения, можно полагать, что всевозможные способы увеличения градиента концентраций в диффузионной зоне способствуют получению метастабильных структур в слоях. [c.59]

Эти системы характеризуются наличием области метастабильного расслоения в жидкой фазе [62] подобно бинарным системам этилена с октакозаном, 1,3,5-трихлорбензолом и т. д. Поскольку раз- [c.81]

Приведенные данные относятся к бинарной системе. В то же время представляет интерес изучение степени устойчивости растворов в присутствии различных добавок. В частности, имеется в виду влияние на ширину метастабильной зоны примеси хлористого натрия. Результаты исследования зависимости АГ п, от содержания Na l приведены в табл. XI,2 [4]. [c.220]

Трехкомпонентная система изучалась политермическими разрезами через ее призму. Всего было сделано 6 разрезов, идущих с ребра воды на грань двойной системы бензойная кислота—салициловая кислота с содержанием последней 20, 40, 60, 77, 6 и 80%. Полученные цифровые данные собраны в таблице некоторые из разрезов изображены на рис. 1, а, б, в. Начиная от двухкомпонентной системы бензойная кислота-вода до разреза б, политермы имеют стабильную кривую расслаивания, все более приближающуюся к кривой кристаллизации. В разрезе б они соприкасаются, и от него область расслаивания все глубже переходит в метастабильную область, доходя до двойной системы салициловая кислота—вода. Таким образом, в изучаемой тройной системе действительно осуществляется непрерывный взаимный переход между стабильной и метастабильной областями расслаивания бинарных систем. Как показывает рис. 1, этот переход происходит через точку касания поверхности расслаивания с поверхностью кристаллизации в тройной системе. Разрез с касанием б попадает в гомогенной двойной системе на смесь, содержащую 22.4% бензойной кислоты и 77.6% салициловой кислоты, а точка касания Кр. содержит в нем [c.144]