2. Уравнения равновесия. Метод касательной. Стимулы превращения.

Для нахождения концентраций сосуществующих в равновесии фаз пользуются методом общей касательной. Обычно в качестве независимых переменных выбирается концентрация одного из компонентов в фазах.Однако, для получения уравнений общей касательной может быть использован и другой выбор независимых переменных. В качестве независимых переменных можно выбрать концентрацию одного компонента в одной из фаз и долю фазы. При таком выборе дифференциал термодинамического потенциала двухфазнойдвухкомпонентной системы принимает вид [3]:

(54)

или , (55)

гдеи- доли фаз,

Легко показать, что- разность химических потенциалов компонентов в сосуществующих фазах).

Условием равновесия системы является минимумтермодинамического потенциала _ двухфазной двухкомпонентной системы. Следовательно, выполняется уравнение ., из которого (при) получим

(56)

Уравнения (56) являются уравнениями общей касательной и равенства химических потенциалов.

Запись дифференциала в форме (54), математически эквивалентная записи дифференциала через концентрации, дает несколько иную информацию о стимулах превращения посравнению с той, которая вытекает из рассмотрения разностей химических потенциалов и . Последние дают стимулыперехода каждого компонента через границу фаз в предположениинезависимости этих переходов. Соотношение (54) дает стимулы двух качественно разных процессов: процесса обмена компонентами, стимул которого равен , и процесса перестройки структуры, стимул которой равен. Перестройка структуры наблюдаетсяпри бездиффузионной (изоконцентрационной) кристаллизациисплавов и бездиффузионных полиморфных превращениях в твердом состоянии. Величиныидают информацию об условияхчастичного (неполного) равновесия. При и нет стимула обмена, и может идти только перестройка (геометрически это выражается в том, что касательные к кривым зависимостей термодинамического потенциала от концентрации параллельны). Приинет стимула перестройки, и может идти толькообмен компонентами (касательные к кривойпервой фазыпересекают кривуювторой фазы). Приусловиеописывает линию равных термодинамических потенциаловЗнание ее необходимо при исследовании изоконцентрационных превращениях. Стимул перестройки определяет состав и размеры критического зародыша новой фазы.

3. Конкуренция фаз и гетерофазных смесей фаз

Процессы упорядочения осуществляются внутри элементарных ячеек. Атомы перемещаются на расстояния, соизмеримые с межатомными расстояниями. Это не приводит к нарушению макроскопической однородности кристалла. Сплав остается однородным по составу и однороден по макроскопическим физическим свойствам. Таким образом, в результате процессов упорядочения система из одного однофазного состояния переходит в другое однофазное же состояние, то есть мы имеем дело с конкуренцией двух фаз.

Существуют фазовые превращения, приводящие к нарушению макроскопической однородности кристаллов. Такие превращения сопровождаются процессом распада, в результате которого сплав становится гетерогенным и представляет собой смесь нескольких фаз, отличающихся по составу, физическим свойствам и отделенных друг от друга физическими поверхностями раздела.