Материал: Shpora_polnaya_2009 (1)

Методы борьбы различны:

-антикоррозийное легирование металла – введение в металл добавок, чтобы повысить стойкость основного металла.

-защитные покрытия (металлические и неметаллические).

металлические наносятся под давлением сжатого воздуха. характерно покрытие листового материала тонким слоем другого материала.

неметаллические – лаки ,краски, битум, солидол.

-ингибиторы коррозии.

вещества, замедляющие процесс разрушения металла.

Пример.

-электрозащита.

защищаемый металл приводят в контакт с менее благородным металлом (цинк или магний).

Поток электронов направляется к защищаемому металлу.

Этот вид защиты используется для магистральных труб, корпусов кораблей и т.д.

Пример. Определить кол-во фаз в системе

С=К-Ф+2=4-Ф. Максимальное число фаз=минимум С.

57.Диаграмма состояния однокомпонентной системы на примере воды.

Диаграмма состояния системы - диаграмма, указывающая, в каких фазовых состояниях находится система в зависимости от условий: температура, давление и состав.

Примечание автора. Обязательна графическая иллюстрация.

В качестве системы возьмем воду. K=1 => состав как переменная отпадает, и фактически имеем Р-Т диаграмму.

С=К-Ф+2=3-Ф; максимальное число фаз, находящихся в равновесии, равно 3.

1 - поле СОВ-область существования твердой фазы – льда.

2 – СОА – жидкая фаза –вода.

3 – АОВ – водяной пар.

Линия ОА - сосуществование двух фаз (ж-г) (равновесие “испарение-конденсация”).

Линия ОВ – две фазы (т-г) (равновесие “сублимация-конденсация”).

Линия ОС – две фазы (т-ж) (равновесие “плавление-кристаллизация”)

Точка”О” отвечает равновесному сосуществованию 3 фаз.

Точка D: С=3-Ф=3-1=2, т.е.оставаясь на поле,можно менять 2 переменные-Р и Т.

В т.1: С=3-Ф=3-2=1, т.е. на линии можно произвольно менять только 1 переменную.Допустим,что Р из исходного состояния 1 повысилось до произвольной т.m,при этом весь пар сконденсируется, и чтобы сохранить при давлении m обе фазы, нужно повысить T, переведя систему в точку n.

В т.0: С=3-Ф=3-3=0, т.е. это точка нонвариантного равновесия, положение ее строго определено: Р=4,6 мм рт.ст., Т=+0,01º С.

56.Сущность термографического анализа. Кривые нагревания и охлаждения.

Т ермографический анализ – кривые нагревания или кривые охлаждения системы. Диаграммы плавкости (частный вид диагарамм состояния) строят исходя из кривых охлаждения, которые изображаются в координатах: температура(Оу), время(Ох). Рассмотрим кривые охлаждения двух систем. Система I в интервале t₁-t₂ не испытывает никаких фазовых превращений, температура меняется монотонно. Кривая II отвечают охлаждению воды от 150 ^o C (пар при атмосферном давлении) до 0 ^o C и ниже. При 100 ^o C наблюдается горизонтальный участок, отвечающий фазовому переходу – процессу конденсации пара, температура поддерживается неизменной, пока не исчезнет весь пар. Постоянство температуры обеспечивается за счёт выделения в процессе конденсации пара теплоты испарения воды. От 100 ^o C до 0 ^o C наблюдается монотонный ход кривой охлаждения – остывает жидкая вода. При 0 ^o C наблюдается второй горизонтальный участок, отвечающий фазовому переходу – процессу кристаллизации. Температура поддерживается постоянной за счет выделения теплоты плавления.

Рассмотрим кривые охлаждения чистого металла (I) и сплава с так называемой эвтектикой (II). На кривой охлаждения (I) чистого металла А наблюдается одна площадка bc, отвечающая процессу кристаллизации металла. При t_пл в равновесии находятся жидкая и твердая фазы одинакового состава. Образование твердой фазы сопровождается выделением теплоты плавления.

Кривая II отвечает охлаждению сплава А-В. От “а” до “a^’ “ температура меняется монотонно, остывает жидкая фаза. При достижении точки a^’ из жидкой фазы начинают выпадать кристаллы А – одного из компонентов сплава, при этом жидкая фаза за счет этого начнет обогащаться компонентом В. Таким образом, в интервале a^’-b в равновесии находятся жидкая и твердая фазы различного состава, площадки на кривой охлаждения не наблюдается. За счет выделения при кристаллизации А теплоты плавления этого компонента темп охлаждения сплава замедляется, и на кривой наблюдается перелом. Выпадение кристаллов А продолжается до тех пор, пока жидкая фаза не достигнет так называемого “эвтектического состава”. Основной особенностью эвтектического сплава является то, что он кристаллизуется подобно чистому компоненту – на кривой охлаждения наблюдается площадка. Из жидкой фазы одновременно выпадают кристаллы А и В и, таким образом при t_Е (отрезок bc) в равновесии находятся жидкая и твердая фазы одинакового состава. Отрезок cd отвечают охлаждению твердого сплава.

Остановки в падении температуры могут наблюдаться и на кривой охлаждения уже твердого металла, указываю на переходы металла из одной аллотропной формы в другую.

58.Основные принципы построения диаграммы плавкости бинарных систем.

Диаграмма состояния системы - диаграмма, указывающая, в каких фазовых состояниях находится система в зависимости от условий: температура, давление и состав.

Диаграммы плавкости – частный вид диаграмм состояния.

Курнаков сформулировал 2 принципа, устанавливающих связь геометрических образов диаграммы с химическим состоянием системы.

1. Принцип непрерывности.

При непрерывном изменении температуры, давления, концентрации свойства отдельных фаз системы меняются также непрерывно. Свойства системы в целом изменяются непрерывно лишь до тех пор, пока не изменится число или характер ее фаз. При появлении новых или исчезновении имеющихся фаз свойства системы в целом меняются скачком.

2. Принцип соответствия.

Каждой совокупности фаз, находящихся в равновесии в данной системе, отвечает на диаграмме определенный геометрический образ.В двухкомпонентной системе одной фазе на диаграмме соответствует участок плоскости, кристаллизации твердой фазы- кривая начала кристаллизации, равновесию между тремя фазами - точка пересечения кривых, и т.д.

59. Эвтектическая диаграмма плавкости (без образования твердых растворов).

Диаграмма состояния системы - диаграмма, указывающая, в каких фазовых состояниях находится система в зависимости от условий: температура, давление и состав.

Диаграммы плавкости – частный вид диаграмм состояния.

Для систем, дающих диаграмму плавкости такого типа, характерна полная взаимная растворимость компонентов в жидком состоянии и нерастворимость – в твердом.

Пример. Системы Pb-Ag, Cd-Bi, Tl-Au, KCl-LiCl и т.д.

Чтобы построить диаграмму плавкости системы А-В, необходимо приготовить несколько сплавов – от 100% А, через каждые - до 100%В.

Далее снимаются кривые охлаждения и характерные точки переносятся на диаграмму плавкости бинарной системы А-В. Температуры плавления чистых компонентов -t_А и t_В.

Примечание автора. Обязательна графическая иллюстрация.

Температура начала первичной кристаллизации сплава 4 – t₄, окончание – t_E. Подобным же образом переносят характерные точки для всех сплавов и соединяют их на диаграмме плавными линиями, получая в итоге диаграмму плавкости системы A-B.

Ломанная линия t_АЕt_В - “линия ликвидуса”, выше нее возможно существование лишь жидкой фазы.

Линия MEN – “линия солидуса”, ниже нее – лишь твердая фаза.

Между солидусом и ликвидусом область сосуществования двух фаз – твердой и жидкой.

Примечание автора. Обязательна графическая иллюстрация.

Точка Е – точка эвтектики, сплав эвтектического состава кристаллизуется подобно чистому компоненту, давая кривую охлаждения с площадкой: для сплавов, имеющих состав 100%А до т. х (состава эвтектики) – так называемых доэвтектических – под микроскопом после затвердевания наблюдаются сравнительно крупные кристаллы компонента А, выпадающие первоначально, и смесь мелких кристалликов А и В, выпадающая при достижении жидкой фазы эвтектического состава – в конце кристаллизации.

В сплавах после точки х - заэвтектического состава – наблюдаются крупные кристаллы В и эвтектическая смесь кристалликов А и В. Правило фаз в данном случае записывается как С=К-Ф+1, посколько при снятии диаграмм плавкости P=const. Число степеней свободы: в точке D – C=2-1+1=2, в точке L – C=2-2+1=1, в точке Е – С=2-3+1=0.