- •Классификация дс двойных систем
- •Темп кристаллизации сплавов
- •Диаграммы состояния систем с экстремальными точками на кривых ликвидуса и солидуса
- •Диаграмма состояния системы с бинодальной кривой
- •Дс систем с упорядоченными твердыми растворами
- •Дс с неограниченной растворимостью компонентов в жидком состоянии и граничными твердыми растворами
- •Фазовые диаграммы систем эвтектического типа
- •Дс системы с ретроградным солидусом
- •Дс системы с нонвариантным перитектическим равновесием
- •Фазовые диаграммы систем с промежуточными фазами
- •Дс систем с конгруэнтно плавящимися фазами
- •Дальтониды и бертоллиды
Дс систем с упорядоченными твердыми растворами
Разрыв непрерывной растворимости компонентов А и В в твердом состоянии возможен также при образовании упорядоченных 1 - твердых растворов.
Для неупорядоченного твердого раствора характерно статистическое распределение атомов компонентов системы по узлам кристаллической решетки. В случае упорядочения атомы одного компонента закономерно окружены атомами другого компонента. Если такое чередование разноименных атомов простирается на весь кристалл, то говорят о «дальнем порядке».
Обычно упорядочение в твердых растворах наблюдается при низких температурах, а состав упорядоченных растворов отвечает простым стехиометрическим формулам типа АВ, А3В и т.д. Упорядоченные растворы также называют сверхструктурами из-за появления на их рентгенограммах дополнительных (сверхструктурных) линий. (Рис.13).
Рис.13.
Точка k- точка Курнакова.
В сплаве k1 при температуре tk в равновесии оказываются неупорядоченный раствор и упорядоченный 1 состава точки k.
Поскольку составы этих растворов идентичны, то данное равновесия является нонвариантным. (Постарайтесь это хорошо понять) ( Число степеней свободы системы определяется по дополнению к правилу фаз Ван-дер-Вальса с = 2 – f).
При охлаждении этого сплава превращение из 1 2 происходит скачкообразно. В сплавах bk1 и k1c превращение осуществляется в интервале температур.
В двухфазных областях упорядоченного и неупорядоченного растворов между этими кривыми сплавы состоят их двух фаз (’ +”), между которыми имеются межфазные границы.
Образование упорядоченного ’ – раствора, т.е. стремление атомов одного сорта окружить себя атомами другого сорта, свидетельствует о более сильной химической связи между разноименными атомами в упорядоченном растворе, чем в неупорядоченном растворе. В этом отношении такие растворы более близки к химическим соединения и растворам на их основе.
Многие исследователи считают, что упорядоченный ’-раствор стехеометрического состава точки k1 можно рассматривать как химическое соединение типа AmBn, образующееся в твердом состоянии из неупорядоченного -раствора, сплавы лежащие справа и слева рассматриваются, как растворы компонентов А и В в этом соединении.
Сплаву k1 в области bkc упорядоченных ’-растворов отвечает максимальная степень дальнего порядка. При переходе от этого сплав к границам упорядочения (точки в и с) степень порядка уменьшается.
К двухфазному равновесию неупорядоченного и упорядоченного сплава между кривыми akd и bkc , как и к другим фазовым равновесиям, применимо правило фаз Гиббса, поэтому превращение ’, относится к фазовым переходам первого рода.
Упорядочение как фазовое превращение встречается не только в металлических твердых растворах, но и в промежуточных фазах.
Во всех случаях на ДС между областями существования неупорядоченных и упорядоченных фаз всегда имеется двухфазная область, в сплавах которой присутствуют обе равновесные фазы.
Некоторые неупорядоченные твердые растворы при понижении температуры упорядочиваются постепенно (рис.14).
В ходе такого превращение ’ сплавы участка а – в все время сохраняют однофазную структуру. В отличие от рассмотренных нами превращений, в неупорядоченной фазе не образуется зародышей упорядоченной фазы, не наблюдается увеличения одной фазы за счет другой и между этими фазами отсутствуют межфазные границы.
Упорядочение ’ в данной системе следует рассматривать как постепенное образование в кристаллической решетке - раствора участков с упорядоченным расположением разноименных атомов, поэтому ’– фаза всегда является частично упорядоченной и степень ее упорядоченности зависит от температуры.
Пунктирная кривая отражает влияние состава на положение точки Курнакова.
Между ниспадающими ветвями этой кривой нельзя проводить коноды, поскольку эти ветви не характеризуют составы и ’- растворов при разных температурах.
В данном случае мы имеем дело с особым превращением ’, которое не подчиняется правилу фаз Гиббса и поэтому называется фазовым переходом второго рода. Экспериментальное построение кривых начала и конца упорядочения связано со значительными трудностями, поэтому в реальных ДС эти кривые обычно изображаются пунктиром.