 |
Упорядоченные твердые растворы
|
|
|
|
В некоторых сплавах (Си, Аи, Fe, Al), образующих при высоких t растворы замещения с неупорядоченным чередованием атомов при медленном охлаждении или длительном нагреве, при определенной температуре происходит процесс перераспределения атомов, в результате которого атомы компонентов занимают определенное положение в кристаллической решетке. В состоянии полного упорядочения атомы одного компонента занимают все узлы в одной подрешетке, а атомы другого компонента в другой, такие растворы получили название упорядоченных твердых растворов или сверхструктур.
Образование сверхструктур сопровождается изменением свойств: резко ухудшаются магнитные свойства, снижается пластичность, повышается электросопротивление, повышается твердость.
Сверхструктура является промежуточной между твердым раствором и химическим соединением. Правильное расположение и резкое изменение свойств относится к химическим соединениям, а увеличение твердости относится к твердым растворам.
Химические соединения.
Характерные особенности химического соединения
1) Кристаллическая решетка отличается от решетки компонентов, образующих соединение. Атомы решетки химического соединения располагаются упорядоченно; большинство химических соединений имеют сложную кристаллическую структуру.
2) Свойства соединения резко отличаются от свойств образующих компонентов.
3) Температура плавления - постоянная.
4) Образование химического соединения сопровождается значительным тепловым эффектом.
В отличие от твердых растворов химическое соединение образуется между компонентами, имеющими большое различие в электронном строении атомов (соединение Mg+Pb; Mg+S).
|
|
|
Соединение одних металлов с другими носит общее название интерметаллического соединения. Химическая связь сохраняется неметаллической.
Соединение металла с неметаллом, которое может обладать металлической связью, нередко называют металлическими соединениями.
Основные типы диаграмм
Графическое изображение зависимости состояния системы от температуры и состава называется диаграммой состояний.
|
Если в системе 2 компонента, то второе измерение покажет концен-трацию сплава: диаграмму строят в 2-х измерениях (ордината - t; абсцисса - концентрация). Общее содержание обоих компонентов в сплаве - 100%, и каждая точка на оси абсцисс соответствует определенному содержанию каждого компонента.
Если система 3-х компонентна, то диаграмма состояния сплавов имеет пространственный вид.
¶ Диаграмма состояния для сплавов, образующих механические смеси из чистых компонентов (1 рода)
 |
Рисунок 30
Оба компонента в жидком состоянии неограниченно растворимы (рисунок 30) и не образуют химических соединений.
Компоненты: вещества А и В (К=2).
Фазы: жидкость L, кристаллы А, кристаллы В.
АСВ - линия ликвидус (начало кристаллизации). DCE - линия солидус (конец кристаллизации). На линии АС начинают при охлаждении выделяться кристаллы А. На линии СВ - кристаллы В. На линии DCE из жидкости концентрацией в точке С одновременно выделяются кристаллы А и В.
Участок 01 - соответствует охлаждению жидкого сплава.
1- 2 - выделению кристаллов А.
|
|
|
1-2" - совместное выделение кристаллов А и В.
2"- 3 - соответствует охлаждению твердого тела.
Механическая смесь 2-х и более видов кристаллов, одновременно кристаллизовавшихся из жидкости, называется эвтектикой.
На диаграмме состояний показаны области существования различных фаз. Ниже эвтектической горизонтали DCE находятся две фазы - кристаллы А и В. Левее эвтектической концентрации из жидкости выделяются вначале кристаллы А, а затем эвтектика, поэтому структурное состояние доэвтектического сплава - А+ эвтектика; заэвтектического сплава - В + эвтектика, хотя и в том и в другом случае в сплаве только 2 фазы.
|
|
|
