Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Fázisátalakulás: olvadék  szilárd (lásd: H 2 O megfagyása) 1. Megszilárdulás (kristályosodás)

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Fázisátalakulás: olvadék  szilárd (lásd: H 2 O megfagyása) 1. Megszilárdulás (kristályosodás)"— Előadás másolata:

1 Fázisátalakulás: olvadék  szilárd (lásd: H 2 O megfagyása) 1. Megszilárdulás (kristályosodás)

2 A stabil fázisok csíráinak keletkezésével járó szabadenergia változás Felületi tag mindig pozitív! A térfogati tag az egyensúlyi hőmérséklet alatt negatív!  G V <0, ha T

3 Ha az átalakulást, mint a túlhűlés mértékét (vagy mint időbeni eseményt) nézem, A kritikus csíra mérete: r*: kritikus csíra sugara, T E : átalakulás egyensúlyi hőmérséklete (olvadáspont), L: olvadáshő, ΔT: túlhűtés mértéke

4 2. Ötvözetek képződése Ötvözet fémes tulajdonság két vagy több fémből illetve metalloid elemből áll (C, N, O, Si, B, P, H). Előállítás komponensek direkt bemérése  olvasztás elektrokémiai módszer  együtt leválasztás mechanikai ötvözés  őrlés golyósmalomban kémiai reakció: Fém – H A komponensek kapcsolatai szilárd oldat képződése fémes vegyület képződése nincs oldódás, sem vegyületképződés

5 A kémiai összetétel hatása a termodinamikai állapotfüggvényekre – Elegyedési entalpia Elegyedési entalpia H= H i + H e H i = x A H A + (1-x A )H B összetevők entalpiájának súlyozott összege elegyedési entalpia koncentráció 2. Ötvözetek képződése

6 Elegyedési entrópia 2. Ötvözetek képződése aholN: a rácspontok száma (A és B fém atomjai) n: a B fém atomjai x: koncentráció, azaz n=xN

7 A kémiai összetétel hatása a termodinamikai állapotfüggvényekre 0 T·SeT·Se HeHe GeGe 0 T·SeT·Se HeHe GeGe G e =H e - T·S e negatív oldódási entalpiapozitív oldódási entalpia 2. Ötvözetek képződése

8 3. Kétalkotós ötvözetek és kristályosodásuk Az egyensúlyi fázisdiagramok Hőmérséklet-összetétel diagramok: Tammann ábrák Miről szólnak? Adott hőmérsékleten és összetételnél milyen fázisok vannak egymással egyensúlyban.

9 A Gibbs fázisszabály F + Sz = K + 2 F: fázisok száma Sz: szabadsági fokok száma (szabadon változtatható állapothatározók száma) K: komponensek száma Ha a nyomás változásának lehetőségétől eltekintünk, azaz p = konst. F + Sz = K + 1 Sz = K – F + 1 (3 - F két komp. esetén, egy komp. esetén)

10 Milyen legfontosabb típusaik vannak? 1. Szilárd oldatok Amelyekben az elegyedés korlátlan. Feltételei a Hume-Rothary szabályok teljesülése, minden összetételnél azonos fázis van azonos kristályszerkezettel. 2.Eutektikus rendszerek két alcsoport: szilárd állapotban egyáltalán nincs oldódás szilárd állapotban korlátos oldódás van 3.Vegyületképző rendszerek 4.Peritektikus rendszerek 5.Monotektikus rendszerek

11 AB T T szilárd oldat olvadék olv. + szil. szolidusz likvidusz A szilárd oldatok fázisdiagramja és a megszilárdulás mechanizmusa A két alkotó (komponens) olvadék és szilárd fázisban egyaránt korlátlanul oldódik egymásban.

12 Szilárd oldatok képződésének feltételei (Hume-Rothary) A korlátlan elegyedés feltételei atomi átmérők különbsége: maximum 15% azonos vegyérték elektronegativitásuk közel azonos azonos rácsszerkezet Szilárd oldat helyettesítéses (szubsztitúciós) rácsközi (interstíciós) rendezett rendezetlen

13 A szilárd oldatok fázisdiagramja és a megszilárdulás mechanizmusa A két alkotó (komponens) olvadék és szilárd fázisban egyaránt korlátlanul oldódik egymásban. G T2T2 G olv G szil AB

14 A mérlegszabály, a fázisok tömegaránya

15 Példák a korlátlan elegyedésre

16 rendezetlen (magas T) rendezett (alacsony T) Példák a korlátlan elegyedésre

17 Az eutektikus összetétel, az eutektikus kristályosodás Eutektikus: könnyen olvadó. Kiemelkedő jelentőségűek: szerkezeti anyagok; kompozitok; acélokban lejátszódó folyamatok megértése szempontjából. Lényege: kémiailag homogén fázisból egyidejűen egymástól és a kiinduló fázis összetételétől is eltérő összetételű (és kristályszerkezetű) fázis keletkezik. „Csatolt kristályövekedés.”

18 Eutektikus rendszerek, egymásban szilárd állapotban nem oldódó komponensekkel Az eutektikus megszilárdulás (csatolt kristálynövekedés olvadékból)

19 Eutektikus rendszerek, egymásban szilárd állapotban korlátoltan oldódó komponensekkel A komponensek szilárd állapotban korlátoltan oldják egymást!

20 Eutektikus rendszerek, egymásban szilárd állapotban korlátoltan oldódó komponensekkel A komponensek szilárd állapotban korlátoltan oldják egymást!

21 Eutektikus rendszerek, egymásban szilárd állapotban korlátoltan oldódó komponensekkel A komponensek szilárd állapotban korlátoltan oldják egymást!

22 Az eutektikus megszilárdulás mechanizmusa

23 Eutektikus rendszer, amelyben a komponensek korlátoltan oldódnak egymásban

24 Vegyület kristályosodásának nyílt maximumos diagramja

25 Példa:


Letölteni ppt "Fázisátalakulás: olvadék  szilárd (lásd: H 2 O megfagyása) 1. Megszilárdulás (kristályosodás)"

Hasonló előadás


Google Hirdetések