11. Химические соединения, твёрдые растворы, механические смеси.

Механическая смесь – образуется, когда компоненты сплава (А и В) не способны к взаимному растворению в твёрдом и не вступают в химическую реакцию с образованием соединения.

Сплав состоит из А и В, под микроскопом видно что, каждый имеет свою кристаллическую решётку.

Механические свойства сплава зависят от количественного соотношения компонентов.

Химические соединения имеют строго определённое соотношение атомов, кот. выражается формулой: A_mB_n, где m и n – простые числа.. Химические соединения имеют новую кристаллическую решётку, отличающуюся от сплавляемых элементов. Свойства химического соединения резко отличаются от свойств элементов их образующих.

Твёрдый раствор на основе одного из компонентов сплава – в жидком состоянии большинство металлических сплавов представляют собой однородные жидкости. При переходе в твёрдое состояние во многих таких сплавах однородность сохраняется, сохраняется и растворимость.

Твёрдый раствор – это твёрдая фаза, образующаяся в результате кристаллизации сплава.

Если провести химический анализ, то будет выявлено наличие 2-х и более элементов. Если изучать такой сплав, то как в чистых металлах наблюдаются однородные зёрна. Рентгеновский анализ обнаруживает в твёрдом растворе только один тип кристаллической решётки.

В отличие от мех. смеси твёрдый раствор является однофазным. Состоит из 1-го вида кристаллов, имеет одну кристаллическую решётку. В отличие от хим. соединения, твёрдый раствор существует не при определённом соотношении атомов, а в интервале.

Твёрдые растворы делят на 2-е группы:

1. твёрдые растворы замещения - образуются при частичном замещении в кристаллической решётке атомов А, атомами В.

2. твёрдые растворы внедрения – образуются, когда атомы растворяемого элемента распределяются в решётке беспорядочно.

При образовании твёрдого раствора сохраняется решётка одного из элементов, кот. наз. растворителем.

12. Построение диаграмм состояния двойных систем. Правило фаз.

Д иаграмма состояния представляет собой графическое отображение состояния сплава в зависимости от температуры, давления и концентрации. Диаграмма есть наглядное отображение устойчивых фаз при комнатной температуре. Мера устойчивости фаз определяется законом Гиббса или правилом фаз. Правило фаз устанавливает связь между числом степеней свободы, числом фаз и компонентов. Под числом степеней свободы понимают число внешних и внутренних факторов, которые можно изменять без изменения числа фаз в системе.

П равило фаз выполняется : с = к - ф + 2, где к – число компонентов, с – число степеней свободы, ф –число фаз, 2 – внешние факторы, т.е. изменяющаяся температура и давление, для сплавов принята несколько иная форма зависимости с = к -ф + 1 при условии постоянства давления.

Д иаграммы состояния строят экспериментально по кривым охлаждения сплавов. На кривых охлаждения определяют критические точки – температуры перегиба или площадки на кривой, связанные с тепловым эффектом фазового превращения. По ним определяют температуру превращения.

Фаза (Ф) - однородная часть системы, имеющая свой химический состав, свойства и отделённая от других границей раздела.

Система (С) – любое вещество (Ме или сплав) состоящее из определённой совокупности фаз, если система состоит из 1-й фазы, то она гомогенна, если из 2-х и более – гетерогенна.

Компонент (К) – химически индивидуальные простые и сложные вещества образующие систему.

а), б) неограниченной раст-сти компонентов в твердом состоянии;

в), г) отсутствия растворимости компонентов в твердом состоянии;

д), е) ограниченной растворимости компонентов в твердом состоянии.

Верхняя линия на диаграмме - линия ликвидус показывает начало кристаллизации или конец плавления. Выше этой линии все сплавы находятся в однофазном(жидком) состоянии. Нижняя линия - линия солидус - конец кристаллизации или начало плавления. Ниже этой линии все сплавы также в однофазном(твердом) состоянии.