Hűtés görbék fémötvözetek
Hűtés görbék fémötvözetek
Tiszta fémeket használnak elektromos és rádiótechnikai és alig használta a fogyasztási javak termelése, melyek az alapvető anyagok ötvözetek. A fém ötvözetek előállítására háztartási lehetősége miatt széles körben változik azok tulajdonságait. Az ötvözeteket a következőképpen osztályozhatók:
vegyi anyagok: mindkét komponens elvesztik kristályrácsban, és az ötvözet képezi egy új rácsos;
szilárd oldatok: az egyik komponens megtartja a kristályrácsba, és elveszíti a többi;
a szennyező (mechanikai) mindkét komponens megtartsa a kristályrácsba és tulajdonságait.
A ötvözetek bonyolultabb, mint az egyszerű fémek. Ebben az összefüggésben, a kristályosodási folyamatok játszódnak ötvözetek sokkal bonyolultabb, mint a fémek. Ábra. A 9. ábra a görbe az ötvözet hűtési korlátlan a komponensek oldhatósági a szilárd és folyékony Államok. Az ilyen típusú rendszerek általában közel alakítottuk a komponensek a természet: van egy hasonló kristályszerkezettel körülbelül hasonló atomrádiuszok és tölti vegyértéke.
Lehűtés után ez a olvadékot addig, amíg a kristályosodás megkezdődik T1 hőmérséklet a szilárd oldat. A hűlési görbe jelölt hajlítsa (a kritikus pont) csökkenésével hozzák kapcsolatba a hűtési sebesség miatt a látens hőleadást kristályosodási Q. Az állomáson T1 - T2 egy kristályosodási folyamat, amely akkor történik, amikor a hőmérséklet csökken: ötvözetréteget folyékony és szilárd oldat kristályok. A koncentrációkat a komponensek a két fázist változott, így nincs megállás a hűtési görbék. Amikor a hőmérséklet T2 megfelelő pontot. kristályosítással végei és az ötvözet megszilárdul. A további a hőmérséklet csökkentése lehűtjük ötvözet szilárd állapotban, amely egy homogén szilárd oldat kristályok. A görbe két kritikus pont.
Egy másik lehetséges típusú hűtés görbék megfigyelhető, amikor kristályosodás ötvözet komponens, A és B, amelyek nem oldódnak egymásban szilárd állapotban, de végtelenül oldódik a folyékony állapotban (ábra. 10). Amikor a hőmérséklet a T1 van kialakítva kristály komponens, mely túlzott. Ebben a hűtési folyamat lelassul. A T2 hőmérséklet a komponens koncentrációja a B úgy megnő, hogy az olvadék egyensúlyban van kristályok egyidejűleg komponens, A és B olvadék e kompozíció megszilárdul mértékben nem összetételének változása állandó hőmérsékleten, mint a tiszta komponens. Az alábbiakban T2 folyadék teljesen eltűnik, és csak egy keveréke a két szilárd fázis A és B A mikroszkóp alatt a teljesen megszilárdított ötvözet lásd A. viszonylag nagy kristályokat izoláljuk az olvadékból a hűtési a T1-T2. Ezek a tömeg, ami bensőséges keveréke finom kristályok és B ami képződik a végső megszilárdulása az ömledék T2. Ezt a keveréket az úgynevezett eutektikus. Ez nem egy fázisban, és van egy mechanikus keverékét, a két fázis. A kristályosodási hőmérséklet T2 az ötvözet összetevői a pár egy fizikai állandó.
Tehát bármely fázisátalakulás kíséri termikus hatás, ahol a hűtés sebessége változik, és a görbék „hőmérséklet-idő” jelenik meg törés vagy vízszintes szakaszok. Nyilvánvaló, hogy a fajta a hűlési görbe jelzi a belső szerkezete az ötvözet a kialakulását összeköttetéseket és azok összetételét, a kialakulását vegyes kristályok és egyéb jellemzőit a belső szerkezetét a ötvözetek. Rendszer Viselkedés OP1 érzékeny kis külső hatások: szennyeződések gyenge mezők, stb ...
Hűtés közben a görbe érzékenység az összetétele a rendszer alapú speciális kalibráló hőmérők magas hőmérséklethez. Mivel a dermedéspont a tiszta anyag, például ón, elég stabil, hogy olvad, és várni, amíg az olvadék kristályosodni kezd. Ebben az időben, ha a jó hőszigetelés, a hőmérséklet a megszilárduló tuskót nem változott, és pontosan egybeesik a referencia-hőmérséklet adott kézikönyvekben.
W-dik növekvő merev test hőmérsékletét amplitúdója a termikus rezgések az atomok megnő, és így növeli a mobilitás az egyes atomok vagy atomcsoportok. Fokozott mobilitása atomok egyre nagyobb a valószínűsége, hogy az atom „ugrás” annak rács helyén. Ennek eredményeként spontán tapasztalni kezdik a különböző rácshibasűrűséget (ábra. 11). Ezek a hibák lehetnek pont (üresedések és közbeiktatott) keletkező miatt ugrás egy atom, és meghosszabbítható (diszlokációk) miatt erős torzítást csoport atomok. Ez az úgynevezett pre-olvasztó lépés.
Egy bizonyos hőmérséklet megegyezik a Tm olvadási hőmérséklete. Amikor a termikus energia nagyobb lesz, mint az atomi kölcsönhatási energia, szilárd kristályos rács megsemmisül, és az anyag kevésbé lesz rendelhető folyékony állapotban. Az atomok Solid „elszakadni” a helyükről, és elkezdenek járni szabadon a kristály defektus koncentrációja elér egy kritikus értéket - az anyag elveszíti szilárdságát, a kristály van szétbontva több kis szigetek, amelyek kezdenek „lebegnek, ha hő utólag ezek a szigetek esik szét az egyes atomok -. Tehát kapott a folyékony fázis (12.).
A betáplált hő az olvasztó a test nem jön, hogy a fűtési és a törés a interatomi kötvények és megsemmisítése hosszú rendezett tartomány kristályok. A folyadékok ppavilnoe lásd az árlistát atomok során csak kis területen. Szerint mepe növekedése tehát úgy kell értelmezni területén folyékony ppavilnoe, lásd az árlistát időszakos atomok tepyaetsya és nagy részének ez teljesen eltűnik. Ppinyato govopit hogy tvepdyh szervek van „egy távoli nagyságrenddel”, hogy a víznél atomok folyadékokban - „belső nagyságrenddel” (13. ábra). Folyadék mint pazbivaetsya kis sejtek, a határértékek és az excentricitás megfigyelt kpistallicheskoe, ppavilnoe stpoenie. Egyértelmű határ a sejtek között nem létezik, határt pazmyty. Ilyen stpoenie folyadékok úgynevezett kvazikpistallicheskim.
Így, az olvadási elpusztulását jelenti a kristályrács: szabályos térbeli elrendezése az atomok helyébe szabálytalan. Miután a szilárd anyag teljesen vált folyékony, további hőbevitel növekedését eredményezi ismét anyag hőmérsékletét. A folyékony halmazállapot molekulák még szoros kapcsolatot, de nehéz intermolekuláris kötések bomlanak közöttük, és a kölcsönhatás erőket, amelyek molekulákat együttesen több nagyságrenddel gyengébb, mint a szilárd anyagok, így a molekulák elkezdenek mozogni teljesen szabadon egymáshoz képest.
P
lavlenie kíséri változások a fizikai tulajdonságai: növekedése entrópia, amely tükrözi a rendezetlen kristályszerkezete anyag; növeli a hőkapacitása, elektromos ellenállás. Ez esik szinte nulla nyírási ellenállás (olvadék nem terjedhet keresztirányú rugalmas hullámok) csökkenti a sebességet a hang terjedésének (longitudinális hullámok), stb A jelenlévő szennyezések kristályos anyagok, csökkenti a Tm. Ennek alapján azok könnyen megkülönböztethető a amorf szilárd anyagok, amelyek nem rendelkeznek állandó olvadáspontja.
Így a fő jellemzőket meghatározott OP1 OP1 hőmérséklet és a hő, amely szükséges az eljárás - a latens hő a fázisátalakulás Q. tekintettel különösen olvadási hőmérséklete (kristályosítás) - egy fontos jellemzője a kristályos szerkezet megfelelő szilárd anyagok. Ennek alapján azok könnyen megkülönböztethető a amorf szilárd anyagok, amelyek nem rendelkeznek állandó olvadáspontja. megszilárdulási hőmérséklet egybeesik a olvadáspontja tiszta anyag csak olyan körülmények között a lassú hűtés (fűtés). Szintén fúziós és kristályosodási hőt.
A hőkapacitása szilárdanyag
A fajhő C fontos fizikai jellemzője a szervezetben. Értékét kapcsolódik a test szerkezetét, a természet kölcsönhatása részecskék szokásos variációk. A klasszikus elmélet a merev test modell egy kristályrács, a csomópontok, amelyek az ionok oszcillál három egymásra merőleges irányban. az energia egyenletes elosztásban törvény a szabadsági fok vezet a törvény a Dulong és Petit, amely szerint a moláris hőkapacitása nem függ a hőmérséklettől, és egyenlő CV = 3R. A tapasztalat azt mutatja kudarca klasszikus fogalmak (14. ábra, 15. ábra ..): fajhője szilárd csökken a hőmérséklet csökken, és nullához, mint a hőmérséklet megközelíti az abszolút nulla. A pontosabb leírása termikus tulajdonságait a kristály ad kvantumelmélet által kifejlesztett Einstein és Debye. Ez azon a feltételezésen alapul, hogy a kvantálási hő rezgő atomok. Quantum energiát (egy részét) a termikus rezgések az oszcillátor egyenlő hv. ő maga nevezett kvantum fonon. Azonban, a számítások a fajhő Cv (T) belül a kvantum elmélet meglehetősen bonyolult és végrehajtani csak a viszonylag egyszerű molekulák.
T
emperaturnuyu határ, amely alatt kezd befolyásolja a kvantum hatások, meghatározza a Debye hőmérséklet QD. fizikai állandói az anyag, amely jellemzi sok tulajdonsága azonos a szilárd anyagok - .. hőkapacitása, elektromos vezetés, hővezetés, szélesítése Röntgen-spektrumok vonalak, elasztikus tulajdonságok, stb szerint a Debye elméletét, a hőmérséklet, amelynél megkezdődik a csökkentését hőkapacitás lehet meghatározni a feltétellel, hogy az azt jelenti, energia a rezgőmozgás, fokonként szabadság kT. egy foton energia hv
ahol k - Boltzmann állandó, h - Planck-állandó. Maximális hőmérséklet - QD Debye hőmérséklet felel meg a maximális rezgési frekvenciája vD (Debye frekvencia)
Az egydimenziós kristály Debye hőmérsékletet a következőképpen számítjuk ki. mert rezgések az ionok a kristályrács oszlanak sebességgel υ hangot. Az oszcilláció frekvenciája
ahol λ - a hullámhossz gerjesztett termikus rezgések a kristályban. Az általános esetben jelentkezik mind hosszirányú és keresztirányú rezgések a kristályban. Az eredő hullámok elérik a kristály felületén tükröződik általa, a kristály, egy komplex rendszer állóhullámok, a nagysága, az egyes hullámhossz függ a kristály méretétől és annak rugalmas tulajdonságait. Interval gyakorisága termikus hullámok nagyon széles, 100 Hz és 10 13 Hz. A hullámhossz λ határolja alábbiakban érték λ = 4D. ahol d - a távolság a szomszédos atomok a rács. Hullám hullámhosszon értelmetlenek. Ábra. A 16. ábra az állóhullám, amely magában foglalja a 4. atomi távolságokkal.
A terjedési sebessége υ hőhullámokat megegyezik a hangsebességet a kristály, és a rezgési energia között oszlik mindenféle hullámok. υ a hangsebesség szilárd adják
g de υprod = √ E / ρ - hullám terjedési sebessége, E - rugalmassági modulus (tömörítés), ρ - sűrűség; υpp = √ (μ / ρ) - a terjedési sebessége transzverzális hullámok. μ - nyírási modulus. Ón υprod = 3320 m / s, υpp = 1700 m / s. Az egydimenziós kristály vD = VZV / 4d. és három-dimenziós kristályok rezgések az ionok bontható három komponenst. majd
arányos a kocka a hőmérséklet (Debye törvény). Így a T> QD törvény rendelkezik Dulong és Petit, QD> T> QD / 50 hőkapacitása függ a hőmérséklettől, de a mennyiségi természetét ez a függés nem állapítható meg mégis, ha T
Kapcsolódó dokumentumok:
Metodicheskieukazaniya elvégzésére laboratornoyraboty száma 2-12 pokursu „Obschayafizika” on „Elektromosság és mágnesesség” diákok számára minden területen különlegességeit. Összeállította.
Metodicheskieukazaniya elvégzésére laboratornoyraboty száma 2-05 pokursu „Obschayafizika” on „Elektromosság és mágnesesség” diákok számára minden területen különlegességeit. Fordítóprogramok.
Műszaki Egyetem METODICHESKIEUKAZANIYA elvégzésére laboratornyhrabotpokursu „algoritmikus. és a technológia, 3. rész fordítóprogramok. Ph.D. Docens MM Gorokhov matematika, fizika. kémia, történelem. A teljes bevétel a vállalkozás alkalmazottainak.