4. Комплексные задания для выполнения расчетной части курсовой работы
4.1. Проведите анализ фазового состояния системы Вi – Pb - Sn (рис. 1):
1. На концентрационном треугольнике фазовой диаграммы трех компонентной системы определите фигуративные точки сплавов следующей концентрации (согласно Вашему варианту):
а)
Номер варианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
Состав |
Bi, % |
0 |
10 |
50 |
60 |
30 |
40 |
55 |
90 |
80 |
20 |
100 |
Pb, % |
45 |
90 |
50 |
10 |
0 |
30 |
45 |
0 |
20 |
80 |
0 |
|
Sn, % |
55 |
0 |
0 |
30 |
70 |
30 |
0 |
10 |
0 |
0 |
0 |
|
б)
Номер варианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
Состав |
Bi, % |
10 |
20 |
40 |
0 |
15 |
0 |
35 |
20 |
40 |
45 |
35 |
Pb, % |
25 |
45 |
15 |
30 |
65 |
75 |
35 |
20 |
30 |
45 |
15 |
|
Sn, % |
65 |
35 |
45 |
70 |
20 |
25 |
30 |
60 |
30 |
10 |
50 |
|
Рис. 1. Поверхность ликвидуса системы Bi - Pb – Sn
2. На концентрационном треугольнике фазовой диаграммы трехкомпонентной системы изобразите:
а) совокупность сплавов, имеющих постоянную концентрацию того или иного компонента (согласно Вашему варианту):
1) Bi - 15 % |
2) Pb - 45 % |
3) Sn - 65 % |
4) Вi - 95 % |
5) Pb - 10 % |
6) Sn - 25 % |
7) Bi - 35 % |
8) Pb - 75 % |
9) Sn - 80 % |
10) Вi - 25 % |
11) Pb - 50 % |
|
б) совокупность сплавов, характеризующихся постоянным соотношением компонентов (согласно Вашему варианту):
1) Bi:Pb = 1:1 |
2) Bi:Sn = 1:2 |
3) Pb:Sn = 1:3 |
4) Pb:Bl= 2:1 |
5) Bi:Pb = 1:3 |
6) Bi:Sn = 4:1 |
7) Pb:Sn = 1:1 |
8) Sn:Bi= 1:1 |
9) Bi:Pb = 1:4 |
10) Bi:Sn = 1:3 |
11) Pb:Sn= 3:1 |
|
3. Дайте определение поверхности солидуса, поверхности ликвидуса и поверхности начала кристаллизации двойных эвтектик. Сколько поверхностей начала кристаллизации двойных эвтектик существует в системе Bi - Pb - Sn ?
4. При какой температуре начнет кристаллизоваться сплав заданного состава (согласно Вашему варианту), если он охлаждается из жидкого состояния:
Номер варианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
Состав |
Bi, % |
40 |
20 |
20 |
80 |
30 |
30 |
70 |
10 |
30 |
70 |
20 |
Pb, % |
20 |
60 |
20 |
10 |
60 |
10 |
20 |
70 |
20 |
10 |
70 |
|
Sn, % |
40 |
20 |
60 |
10 |
10 |
60 |
10 |
20 |
50 |
20 |
10 |
|
5. Каков состав первых кристалликов, выпадающих при температуре кристаллизации рассматриваемого Вами сплава? Как будет изменяться состав жидкой фазы при дальнейшем охлаждении данного состава?
6. Определить количество твердой фазы, которое выделится из 5 кг рассматриваемого сплава при охлаждении ее до температуры Т1 (в соответствии с Вашим вариантом):
Номер варианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
Т1, К |
400 |
425 |
425 |
425 |
400 |
400 |
400 |
475 |
400 |
400 |
425 |
7. При какой температуре в сплаве указанного выше состава начнет выделяться второй компонент? Что это за компонент? Как будет изменяться состав жидкой фазы?
8. При какой температуре закончатся кристаллизация жидкой фазы рассматриваемого Вами сплава? Какое фазовое превращение протекает при этой температуре? Каков состав последней капли расплава?
9. Определите число условных термодинамических степеней свободы рассматриваемой Вами системы при температурах 400, 370 К и при температуре эвтектики.
10. По диаграмме состояния системы Bi - Pb - Sn постройте политермический разрез системы с постоянным содержанием компонента (в соответствии с заданием 2а).
11. Используя политермический разрез, постройте кривые охлаждения двух выбранных Вами сплавов.
12. Как различаются при металлографическом анализе шлифы сплавов, фигуративные точки которых близки к точке эвтектике и точкам чистых компонентов?
13. Изобразите на концентрационном треугольнике фазовой диаграммы трехкомпонентной системы проекцию эвтектической диаграммы с твердыми растворами при температуре эвтектики. Укажите на этой проекции фазы, находящиеся в равновесии при данной температуре.
4.2. Проведите анализ фазового состояния системы Аs –Gе - Те (рис. 2):
Рис. 2. Поверхность ликвидуса (а) и области гомогенности твердого раствора (б) системы Аs – Gе - Te
1. На концентрационном треугольнике фазовой диаграммы трехкомпонентной системы определите фигуративные точки сплавов следующей концентрации (согласно Вашему варианту):
а)
Номер варианта
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
Состав
|
Аs, % |
0 |
10 |
50 |
60 |
30 |
40 |
55 |
90 |
80 |
20 |
100 |
Gе, % |
45 |
90 |
50 |
10 |
0 |
30 |
45 |
0 |
20 |
80 |
0 |
|
Те, % |
55 |
0 |
0 |
30 |
70 |
30 |
0 |
10 |
0 |
0 |
0 |
|
б)
Номер варианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
Состав |
Аs, % |
10 |
20 |
40 |
0 |
15 |
0 |
35 |
20 |
40 |
45 |
35 |
Gе, % |
25 |
45 |
15 |
30 |
65 |
75 |
35 |
20 |
30 |
45 |
15 |
|
Те, % |
65 |
35 |
45 |
70 |
20 |
25 |
30 |
60 |
30 |
10 |
50 |
|
2. На концентрационном треугольнике фазовой диаграммы трехкомпонентной системы изобразите:
а) совокупность сплавов, имеющих постоянную концентрацию того или иного компонента (согласно Вашему варианту):
1)As - 70 % |
2) Те - 60 % |
3) Gе - 65 % |
4) Аs - 95 % |
5) Gе - 10 % |
6) Ge - 25 % |
7) Аs - 35 % |
8) Те - 75 % |
9) Ge - 80 % |
10) Аs - 25 % |
11) Те –50 % |
|
б) совокупность сплавов, характеризующихся постоянным соотношением компонентов (согласно Вашему варианту):
1) As:Те =1:1 |
2)As:Ge =1:2 |
3)Te:As =1:3 |
4) Ge:Te =2:1 |
5) As:Те =1:3 |
6) Ge:Te =4:1 |
7)Ge:Te =1:1 |
8) Te:As =1:1 |
9) As:Те =1:4 |
10) As:Ge =1:3 |
11)Ge:Te =3:1 |
|
3. Напишите фазовые превращения, соответствующие линиям двойных эвтектик, точкам тройных эвтектик и точке перитектики.
4. При какой температуре начнет кристаллизоваться сплав заданного состава (согласно Вашему варианту), если он охлаждается из жидкого состояния:
Номер варианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
Состав |
Gе, % |
20 |
10 |
40 |
80 |
70 |
70 |
70 |
10 |
40 |
30 |
50 |
Аs, % |
20 |
70 |
10 |
10 |
20 |
10 |
15 |
80 |
50 |
60 |
40 |
|
Те, % |
60 |
20 |
50 |
10 |
10 |
20 |
15 |
10 |
10 |
10 |
10 |
|
5. Каков состав первых кристалликов, выпадающих при температуре кристаллизации рассматриваемого Вами сплава? Как будет изменяться состав жидкой фазы при дальнейшем охлаждении данного составе?
6. Определить количество твердой фазы, которое выделится из 5 кг рассматриваемого сплава при охлаждении ее до температуры Т1 (в соответствии с Вашим вариантом):
Номер варианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
Т1, 0С |
425 |
600 |
450 |
800 |
750 |
700 |
700 |
700 |
700 |
700 |
700 |
7. При какой температуре в сплаве указанного выше состава начнет выделяться второй компонент? Что это за компонент? Как будет изменяться состав жидкой фазы?
8. При какой температуре закончится кристаллизация жидкой фазы рассматриваемого Вами сплава? Какое фазовое превращение протекает при этой температуре? Каков состав последней капли расплава?
9. Укажите на концентрационном треугольнике составы сплавов системы Аs – Ge - Te, испытывающих при кристаллизация два нонвариантных превращения (эвтектическое и перитектическое).
10. По диаграмме состояния системы Аs – Ge - Te постройте политермический разрез системы с постоянным содержанием компонента (в соответствии о заданием 2а).
11. Используя политермический разрез, постройте кривые охлаждения двух выбранных Вами сплавов.
12. К какому классу полупроводниковых соединений относится фаза Ge - Te? Какова особенность зонной структуры данного соединения и где применяются полупроводники давней группы?
13. Какие промежуточные фазы на называются бертоллидными и какие далътонидными? К какому типу фаз относятся рассматриваемые в системе Аs – Ge - Te (рис. 3)?
Рис.3. Области гомогенности твердого раствора системы Аs – Ge - Te