Оглавление (стр. 96 )

На рисунке 62 представлена диаграммы типа 4.4. (перитектическая кристаллизация) . Соответствующие поля диаграммыобозначены буквами. Полерасслаивания............ может пересекать не кривую выделения твердого раствора.... , а кривую выделения твердого раствора....

На диаграммах (см. рис. 6.1 и 6.2) фигуративные точки твердых растворов, находящихся в равновесии с обеими жидкими фазами, расположены вне отрезка..... соединяющего фигуративные точки соответствующих жидких фаз (монотетическое равновесие).

На рисунке 6.2 дана диаграмма системы с непрерывным рядом твердых растворов Ликвидус этой диаграммы состоит из 3-х частей. ...... соответствует кристаллизации твердого раствора из жидкости..... и отрезка прямой.... , соответствующего равновесию 2-х жидких фаз.... и..... (состава... и...). Кроме того на диаграмме имеется еще отрезок...... , соответствующий монотектическому процессу, следующему за кристаллизацией твердого раствора из... .

2.10.28. Системы с образованием твердых растворов

или адсорбцией

Если газ поглощается твердым веществом, но образуется не химическое соединение, а твердый раствор, то имеется равновесие двух фаз, система дивариантна ( при переменных температуре и давлении ).

Рисунок 7.1 . Изотермическая диаграмма давления газа системы, образованной газом и поглощающим его твердым веществом, в которой образуется химическое соединение.

Если газ поглощается твердым веществом с образованием твердого раствора или без него (адсорбируется), причем образуется химическое соединение, то на изометрической диаграмме будет повышающаяся кривая, пока давление газа не станет равным давлением диссоциации (точка В на диаграмме). При этом давлении начнет образовываться химическое соединение, и в системе окажутся две фазы, вследствие чего давление начнет увеличиваться. На рисунке 7.1. изображена изотермическая диаграмма давление газа для этого случая: кривая АВ отвечает области адсорбции, а прямая ВС - образованию соединения.

Рассмотрим теперь случай, когда газ поглощается твердым компонентом с образованием твердого раствора и последний при некоторой концентрации распадается на два твердых раствора. При распаде твердого раствора мы будем иметь 3-х фазную систему: газ, твердый раствор (1) _ (2). Поэтому давление газа останется постоянным. Вид изотермической диаграммы будет такой же, как в предыдущем случае ( см. рис. 7.1), но горизонтальный участок ВС будет отвечать не образованию химического соединения, а переходу твердого раствора (1) в твердый раствор (2).

2.10.29. Системы металлов, образующих два жидких слоя

Металлы, не смешивающиеся друг с другом ни в твердом ни в жидком состояниях или же смешиваются в жидком состоянии, но в твердом не дающие не твердых растворов ни соединений, а только эвтектику, обычно имеют резко отличающиеся по размерам атомы. Если радиусы атомов металлов близки, то это способствует к образованию твердых растворов. Так, например, ..... и..... образуют два жидких слоя, а К с.... и.... дает непрерывный ряд твердых растворов(.....=1.55; ......=1.89; ......=2.36; ......=2.48; .....=2.68)

Резкая граница в электронном строении двух атомов так же препятствует образованию твердых растворов и способствует появлению двух жидких слоев и эвтектик. Например, в системах....-...., ....., ....., ..... образуются два жидких слоя, в системе ....-.....-эвтектика. Аналогично меди ведет себя серебро с вышеперечисленными металлами.

Существенную роль играет так же разность температур плавления металлов. Элементы, не полностью отщепляющие свои валентные электроны (...., .....) вследствие особенности электронного строения, чаще образуют с другими металлами эвтектики или два жидких слоя. Например, в системах содержащих свинец, металл 6-а - 7-а и первых в-подгрупп, часто наблюдаются два жидких слоя (.... с...., ....., ......., ....., ......, ......., ......., ..... и др.) или эвтектика (.... с....., ....., ...... и др.).

С металлами первых а-подгрупп вследствие их сильной электроположительности

свинец образует много прочных интерметаллических соединений, структуры которых нередко принадлежат к обычным структурным типам бинарных неорганических соединений типа............., .............. и др.

2.10.30. Диаграммы состояния простых четверных

систем с образованием твердых растворов

Рассмотрим случаи образования твердых растворов. Пусть все четыре компонента четверной системы А, В, С и Д образуют непрерывную область твердых растворов. Тогда каждой температуре будет отвечать в тетраэдрической диаграмме пара изотермических поверхностей : поверхность ликвидуса и поверхность солидуса. Точки второй указывают составы первых кристаллов, выделяющихся из того или иного расплава, изображенного точкой поверхности ликвидуса. Таким образом, точки этих двух поверхностей могут быть соединены коннодами. обе поверхности называются сопряженными, или поверхностями сопряжения.

На рисунке 9.1 показан пример такой диаграммы с двумя парами сопряженных поверхностей. Краевые линии поверхностей жидких фаз изображены сплошними линиями, а твердых- пунктиром, конноды, соединяющие сопряженные точки обеих поверхностей, на рисунке не указаны. Выше точки плавления самого высокоплавкого и ниже точки плавления самого низкоплавкого компонента пространство тетраэдра будет представлять собой объем, отвечающий одной фазе - жидкой в первом случае и твердой - во втором. При каждой температуре между этими двумя точками будет одна пара сопряженных поверхностей, разделяющая весь тетраэдра на три части: одна из них будет отвечать жидкой фазе, другая твердой, пространство между этими поверхностями отвечает смесям твердых и жидких фаз, находящихся при данной температуре в равновесии.

Если три компонента А, В, С непрерывную область твердых растворов, а четвертый (Д) не участвует в образовании этих растворов, то в тетраэдре имеется некоторая поверхность ...... (рис. 9.2), которая отвечает выделению смеси твердых растворов с кристаллами компонента Д.

Эту поверхность ............. иногда называют эвтектической поверхностью. Все поверхности сопряжения расположены между поверхностью.............. и гранью тетраэдра АВС. Точки..., ... и..., которые указанная эвтектическая поверхность отсекает на ребрах тетраэдра, являются эвтектиками двойных систем А-Д, В-С и С-Д. Линии же......, ......., .........- эвтвктическиелинии тройных систем А-В-Д, А-С-Д и В-С-Д.

Если фигуративная точка состава исходного сплава попадает в пространство, заключенное между эвтектической поверхностью................. и гранью тетраэдра АВС, то первым начинает выделяться твердый раствор, а затем смесь его с кристаллами компонента Д. Если же фигуративная точка попадает в пространство, заключенное между эвтектической поверхностью............. и вершиной тетраэдра Д, то первыми будут выделяться кристаллы компонента Д, а затем смесь их с твердым раствором. Если, наконец, указанная фигуративная точка попадает в эвтектическую поверхность..............., то застывание сплава начинается выделением кристаллов компонента Д и твердого раствора. Как видно, поверхность .............. обладает некоторыми свойствами эвтектической точки, чем и оправдывается ее название.

Список литературы:

1.  Физическая химия под редакцией . М. Высщая школа.1982г.

2.  1971г. 400 стр.

3.  Физическая химия. М. Высшая школа. 1979г. 371стр.

4.  , , Основы физико-химического анализа. 1976г. 503стр.

5.  Общая химия М. Изд. Химия. 1965г. 688стр.

6.  Физическая химия твердого тела

7.  Кристаллы с дефектами. Москва: «Москва школа», 1993.- 350с.

8.  Ф. Крегер Физическая химия твердого тела

ВВЕДЕНИЕ

Термин «поверхность» используется в макроскопическом смысле, т. е. под ним подразумевается обычная поверхность, которая может устойчиво существовать в нормальных внешних условиях, будучи создана с помощью обычных макроскопических методов типа резки, полировки и травления. Одновременно также подразумевается, что поверхность находится в контакте с окружающей атмосферой, так что возможно образование оксидных слоев, а также осаждение на поверхность или проникновение внутрь паров воды, атомов углерода и других химических элементов. Поэтому такая поверхность не является истинной поверхностью в микроскопическом смысле, а скорее представляет собой переходную область, отделяющую объем от окружающей среды. Для описания этой ситуации используется термин «покрытая поверхность». Поверхность в микроскопическом смысле слова, т. е. атомарно-чистую гладкую поверхность можно представить себе в этом контексте как резкий переход от объема кристалла к идеальному вакууму. Если прилегающей средой является не вакуум а другое твердое тело, то мы имеем границу раздела между твердыми телами. Переход между двумя твердыми телами может быть резким и тогда мы имеем резкую границу раздела. Если переход оказывается нерезким, получается размытая граница раздела, или переходная область. Очевидно, невозможно четко разграничить эти различные типы переходов по степени их размытости; скорее можно говорить о постепенном изменении резкости границы твердого тела.

Создание атомарно-чистых гладких поверхностей или резких границ разделов, а также поддержание их в идеальных условиях требует затраты таких неимоверных усилий, что использование таких поверхностей практически исключено. Поэтому почти во всех реальных ситуациях мы имеем покрытые поверхности вместо чистых и переходные области вместо резких границ раздела. Вытекающий отсюда важный вывод состоит в том, что основной целью исследований поверхности твердого тела должно быть установление закономерностей, которым подчиняются свойства покрытых поверхностей и нерезких границ раздела. Однако то, что справедливо для науки вообще, в определенной степени применимо и для науки о поверхности: возможность успеха основана на радикальном упрощении сложных реальных систем, изучении возникающих при этом моделей с последующим поэтапным введением в рассмотрение отброшенных ранее осложняющих элементов, пока не будет достигнута требуемая степень приближения к реальной задаче. Именно этот подход и используется в современной науке о поверхности твердого тела. Модели, используемые в ней, в первую очередь относятся к атомарно-чистым гладким поверхностям и резким границам раздела. Последние не столь доступны для непосредственного физического исследования, как свободные поверхности; по этой причине, а также потому, что свойства границы раздела в значительной мере формируются на начальной стадии ее образования, именно эта начальная стадия является объектом многих исследований.