Cтраница 4
Как правило, первый шаг исследователя, приступающего к кристаллизационной очистке конкретного вещества, не обходится без знакомства с соответствующими диаграммами состояния, в которых наиболее полно аккумулируется экспериментальный материал по изучению физико-химических свойств данного вещества, характеру его взаимодействия с другими веществами. Однако для целей глубокой очистки экспериментальный материал для участков диаграмм состояния, прилегающих к ординатам химических индивидов, оказывается недостаточным. В связи с этим приобретают важность теоретические методы исследования диаграмм состояния. [46]
В сплавах, представляющих собой смесь разных фаз, некоторые из компонент могут быть твердыми, а некоторые - мягкими. В твердых растворах свойства зависят от состава нелинейно. В случае урана была проделана большая работа по исследованию диаграмм состояний различных его сплавов; однако эти результаты не могут быть сейчас изложены, хотя и можно надеяться, что они будут вскоре опубликованы. Было изучено около 20 сплавов не только с обычными, но также и с рядом редких элементов. [47]
Многообразие физических форм и свойств систем полимер - растворитель, обусловленное как различием в свойствах самих компонентов, так и положением системы на диаграмме состояния, делает целесообразной классификацию этих систем. Для такой классификации единственной возможностью является использование геометрических приемов анализа, которые были описаны применительно к этим системам в предыдущей главе и которые заключаются в использовании соотношения положений, а не соотношения величин. Именно поэтому в основу классификации систем полимер - растворитель положено исследование диаграмм состояния. [48]
Обращаясь теперь к вопросу о том, какие факторы определяют температуру плавления или ликвидуса, мы вновь оказываемся в затруднительном положении. Этот вопрос был вкратце рассмотрен в гл. Но здесь положение несколько лучше, так как нужный параметр, температуру плавления или ликвидуса легко измерить, и по этому вопросу имеется много данных. Мы нашли, что существует хорошая корреляция между устойчивостью стекла и температурой плавления или ликвидуса и что исследование диаграмм состояния в значительной степени облегчает понимание процесса стеклообразования во многих двойных и тройных системах. Однако не следует удивляться, что существуют исключения, не подчиняющиеся этой простой корреляции, и на некоторые из них мы уже указывали. Для существования такой корреляции необходимо, чтобы не происходило заметного изменения природы кристаллизующихся фаз в исследуемой области составов. [49]
Из материала, приведенного в настоящей главе, видно, что для построения границ между фазовыми областями на равновесных диаграммах состояния и исследования строения сплавов можно пользоваться измерениями многочисленных физических свойств. Выбор основного метода исследования зависит от характеристик изучаемой системы. Микроскопический и рентгеновский методы в сочетании с термическим анализом применяются для исследования очень большого круга металлических систем; другие методы служат для получения дополнительной информации или иногда в очень трудных случаях заменяют стандартные методы. Однако всегда желательно сочетать по меньшей мере два метода исследования, так как один из методов может оказаться сравнительно нечувствительным к изучаемым эффектам. Так, на результаты исследования диаграмм состояния с помощью рентгеновского метода может оказать влияние необнаруженный распад в процессе закалки, что можно установить при микроскопическом исследовании сплавов. Фазы, с трудом различаемые под микроскопом, обычно легко идентифицируются с помощью рентгеновского метода благодаря разной кристаллической структуре. Выбор основного метода исследования может также определяться дефицитностью или стоимостью исследуемых материалов. [50]
Роусон связал процесс стеклообразования не только с прочностью связи, но и с имеющейся в системе термической энергией, необходимой для их разрыва. Критерий позволяет провести более резкую, чем у Сана, границу между стеклообразующими и нестеклообразующими оксидами. Эффект температуры ликвидуса объясняет и существование условных стеклообразователей, которые в принципе способны образовывать стекла, но лишь при более благоприятных условиях. Такими условиями являются снижение температуры ликвидуса благодаря присутствию в расплаве второго оксида ( см. рис. 14) и, следовательно, снижение величины термической энергии, становящейся недостаточной для разрыва связей и последующей кристаллизации. В связи с этим Роусон отмечает, что исследование диаграмм состояния в значительной степени облегчает понимание процесса стеклообразования в двойных и тройных системах. [51]
Сх и С2 рычага выдаются на одинаковое расстояние вперед, и рычаг с зеркалом поворачивается около вертикальной оси. При таком повороте зеркала отраженный луч света чертит на экране горизонталь. Длина этой горизонтали является мерой общего расширения образцов, а если эта общая часть расширения известна ( что всегда можно сделать соответствующим выбором эталона), то и мерой температуры образцов. Если в расширении образцов имеется разница, то зеркало получит и второе вращение около горизонтальной оси. Отклонение луча по вертикали служит мерой разности расширений обоих образцов. Пока в образце нет никаких превращений, луч света постепенно отклоняется от исходной точки по какой-то кривой, которая тем ближе к горизонтали, чем меньше разница в коэф-тах расширения обоих образцов. В момент превращения исследуемый образец скачком изменит свою длину, и световой зайчик отклонится по вертикали вверх или вниз в зависимости от того, что происходит - расширение или сжатие. В действительности обычно сказывается нек-рое остаточное сплющивание образца от давления нерасширпющихся частей прибора ( благодаря трению) и кроме того явление переохлаждения. Благодаря смятию образца кривая охлаждения идет ниже кривой нагревания, а благодаря переохлаждению скачки в изменении длины при нагревании и при охлаждении происходят при разных температурах. Все методы исследования диаграммы состояния по вертикали обладают большим недостатком. Именно, при этих методах по самым условиям опытов по нагреванию и охлаждению сплавов очень трудно получать сплавы в состоянии равновесия при каждой из промежуточных темп-р. Для этого пришлось бы применять очень медленные нагревы и охлаждения, что сильно затруднило бы экспериментирование. Поэтому исследование по горизонталям обычно дает более точные значения темп-р и концентраций, при которых происходят превращения в равновесных системах. Наоборот, для характеристики промышленных сплавов исследование по вертикалям может дать достаточно точные результаты. [52]
Цель данной работы - - построение диаграммы состояния цирконий - молибден - никель, которая может служить отправным пунктом для изыскания циркониевых сплавов, обладающих высокими коррозионными и механическими свойствами. Хансен [1], остальная часть диаграммы исследована лишь в общих чертах. Основными методами построения диаграммы состояния служили металлографический и термический анализы. В системе существует одно химическое соединение ZrMo2 ( 67 78 вес. Это соединение дает эвтектику с р-твердым раствором циркония при 1520 и содержании молибдена 31 вес. Максимальная растворимость молибдена в р-цирконии составляет 22 вес. Эти данные приняты в нашем исследовании. В пределах исследованных концентраций обнаружено два химических соединения Zr2Ni ( 24 4 вес. Химическое соединение Zr2Ni образует при 961 и 17 вес. Для исследования диаграммы состояния тройной системы цирконий - молибден - никель намечены три лучевые разреза, исходящие из циркониевого угла с соотношением концентраций Мо: N1 3: 1, 1: 1, 1: 3 в пределах от 0 2 до 25 - 30 % молибдена и никеля. [53]