Химический потенциал - фаза
Cтраница 3
Равновесные условия кристаллизации обеспечивают высокую термическую стабильность эвтектических композиционных материалов. Между фазами эвтектики, волокнами и матрицей отсутствует химическое взаимодействие, поскольку химические потенциалы фаз равны. Особенности строения эвтектических микроструктур, полукогерентные границы раздела фаз с минимальной поверхностной энергией определяют термическую стабильность эвтектической микроструктуры и, как следствие, высокие механические свойства при температурах, близких к температурам плавления эвтектики. [31]
 |
Равновероятные механизмы диффузии в кри. [32] |
Итак, диффузия в твердых телах идет в сторону уменьшения свободной энергии системы, соответственно химического потенциала диффундирующего компонента В. Процесс диффузии обычно идет от большей концентрации к меньшей, если и поскольку при выравнивании концентраций химический потенциал фазы В уменьшается за счет увеличения энтропии. [33]
При изменении одного из параметров ( р или Т) химический потенциал компонента в каждой фазе должен изменяться. Однако, если это изменение происходит так, что равновесие между фазами сохраняется, то, очевидно, новые химические потенциалы фаз должны быть также равны друг другу. [34]
Заметим, что в случаях, когда в веществе возникает вследствие градиента температуры поток тепла или вследствие градиента давления поток массы газа, очевидно, что эти потоки ведут к выравниванию температуры и давления соответственно. Неравенство (26.2) имеет своим непосредственным следствием изменение чисел молей N и N2, и возникает вопрос, каким образом переход частиц из одной фазы в другую может вести к выравниванию химических потенциалов фаз ц и / г 2 - Ответ на этот вопрос будет дан в конце этого параграфа, когда мы качественно изучим зависимость химического потенциала от температуры и давления. [35]
Задача расчета равновесия на этом не заканчивается. Но для этого необходимо располагать сведениями о конкретных зависимостях химических потенциалов фаз от этих переменных, и общего решения здесь указать нельзя. [36]
Снова на примере системы Fe-О рассмотрим, как следует определять химический потенциал MpeQ - Чтобы исключить возможность недоразумения, необходимо различать соединение FeO и фазу вюстит. FeO существует лишь в одной точке состава, а вюстит занимает некоторую область. Поэтому ясно, что правомерно рассматривать химический потенциал таких компонентов как FeO или FBQ но химический потенциал фазы такой как вюстит - это бессмыслица. [37]
Вывод соотношений (14.13) - (14.18) еще нельзя считать решением задачи расчета равновесия, поскольку в общей формулировке такая задача требует выражения внутренних свойств системы через ее независимые переменные. Если же экспериментально находятся равновесные значения переменных Т, Р, х, от которых зависят химические потенциалы фаз, то условия (14.15) позволяют рассчитывать термодинамические функции веществ. Гетерогенные равновесия очень часто изучают с этой целью. [38]
Эти особенности легко объяснимы малым размером системы. Поверхностный эффект, от которого в области гомогенности можно избавиться с помощью периодических граничных условий, в гетерогенной области приводит к стабилизации пересыщенных состояний и пониженной устойчивости при наличии двух фаз, если такое состояние вообще удается реализовать. Практически построить участок кривой, соответствующий равновесному сосуществованию фаз, невозможно из-за недостаточной точности расчета в этой области, поэтому единственным способом локализации фазового перехода остается независимое определение химических потенциалов фаз. [39]
Химическая совместимость является более сложной проблемой. В этом томе рассматриваются два основных типа композиционных материалов: естественные композиции ( in situ), в которых две фазы находятся в термодинамическом равновесии при температурах их изготовления, и искусственно полученные композиции, в которых скорость химических реакций, приводящих к ухудшению совместимости между двумя фазами, достаточно мала, что обеспечивает хорошую совместимость фаз. Типичным примером первого типа композиций служат эвтектические сплавы, которые затвердевают в равновесных условиях. Для эвтектик химические потенциалы фаз равны и влияние удельной поверхностной энергии сведено до минимума. Для этих композиций может возникнуть вопрос стабильности при температурах, отличных от температуры изготовления материала, если имеет место заметная зависимость фазовых превращений или концентрации компонентов в фазах от температуры. [40]
Страницы: 1 2 3