WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

а химический потенциал твердого тела Далее, твердое тело, рассматриваемое первоначально как механическая смесь (2), теперь записывается (S) µA = D(S) - Te ln(NA/N). (29) A как однородный твердый раствор (32), неустойчивый по отношению к этой смеси. В такой форме записи Аналогично и для компонента B.

свободных энергий (31) и (32) в явном виде содержатся Как видно из сравнения (5) и (8), (28), (29) и (18), причины возникновения низкой температуры кристалимеет вид лизации и низкой температуры плавления. И, видимо, отсюда можно сделать следующее предположение: точка =-TeN (NA/N) ln(NA/N)+(NB/N)ln(NB/N). (30) эвтектики — единственная точка, в которой реализуется Тогда в результате уточнения для свободной энер- равновесие двух неустойчивых состояний: неустойчивого однородного жидкого раствора и неустойчивого однородгии жидкого тела из (15) получаем ного твердого раствора.

F0(L) = Ft(L) (NA, NB) +(Nz/2) (NA/N)uAA,r,0s Области различной термодинамической +(NB/N)uAA + N(T - Te) (NA/N)ln(NA/N) устойчивости +(NB/N) ln(NB/N) - NNANB/(N2), (31) Исследование на устойчивость свободной энергии а для свободной энергии твердого тела жидкого тела сводится к нахождению концентраций, при которых вторая производная от свободной энергии (S) F(S) = F0s (NA, NB) +(Nz/2) (NA/N)uAA по концентрации (числу частиц) обращается в нуль.

Например, для µAA имеем +(NB/N)uBB - NTe (NA/N) ln(NA/N) µAA = 2F(L)/NA =(T-Te)NB/(NAN) +2NBN-3.

+(NB/N) ln(NB/N). (32) (34) Приравнивая нулю этот диагональный элемент µAA Вновь полученные свободные энергии жидкого (31) матрицы устойчивости [27,28], получаем границу устойи твердого (32) тел и химические потенциалы компочивости однородного жидкого раствора (рис. 3) —спинентов, во-первых, не меняют вида исходной диаграммы, нодаль определенной (10) и (11). Во-вторых, из (31) видно, что при T = Te растворимость в жидком состоянии исчезает. T = Te - 2x(1 - x). (35) Журнал технической физики, 1997, том 67, № 12 Е.В. Калашников Максимум спинодали при учете (12) приходится на В заключение автор выражает свою признательность состав x = 0.5 ат. доли и равен С.А.Кукушкину за внимание к теме и поддержку в работе.

max T = Tc = 2Te = -. (36) Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследованй (код № 96Если в системе есть спинодаль, то конечное состояние 03-32396).

всякого спинодального распада — равновесное сосуществование двух растворов. Так что если бы состав одной из конечных фаз был x, то в другой фазе, равновесно Список литературы сосуществующей с первой, концентрация того же веще[1] Данилов В.И. Кристаллизация и структура жидкостей.

ства была бы (1-x). Равенство химических потенциалов Киев: Наукова думка, 1956. 586 с.

одного и того же вещества в разных фазах имеет вид [2] Романова А.В. Автореф. докт. дис. Киев, 1978. 46 с.

[3] Hezel R., Steeb S. // Z. Naturfursch. 1970. Bd 25. N 7.

µ(L)(x) =µ(L)(1 -x). (37) P. 1085–1091.

[4] Ceresara S., Beuedetti A.C., Enso G. // Phil. Mag. A. 1981.

Теперь после подстановки в (37) значений химическоVol. 43. N 5. P. 1093–1101.

го потенциала из (28) приходим к кривой сосуществова[5] Sharrah P.C., Petz J.I., Kruch R.F. // J. Chem. Phys. 1960.

ния (бинодали, купола распада, щели несмешиваемости) Vol. 32. N 1. P. 241–246.

(рис. 3, a) [6] Zeiss W., Steeb S., Bauer G. // Phys. Chem. Liq. 1976. Vol. 6.

N 1. P. 21–41.

T - Te = (1 - 2x)/ ln[x/(1 - x)]. (38) [7] Bellissent-Funel N.C., Roth M., Dere P. // J. Phys. F. 1979.

Vol. 9. N 6. P. 987–998.

Таким образом, привлечение равновесной диаграммы [8] Neumann H., Hoger W., Matz W., Wobst W. // Phys. Stat.

Sol. A. 1985. Vol. 92. N 1. P. K19–K23.

для уточнения вида свободных энергий жидкого и твер[9] Вертман А.А., Самарин А.М. Методы исследования дого тел привело к обнаружению областей различной свойств металлических расплавов. М.: Наука, 1969. 197 с.

термодинамической устойчивости в жидком состоянии.

[10] Глазов В.М., Вертман А.А. // Строение и свойства жидких Эти температурно-концентрационные области разграниметаллов. М., 1960. С. 124–135.

чены кривыми купола распада и спинодалью (рис. 3, а).

[11] Залкин В.М. Природа эвтектических сплавов и эффект Однако в явном виде как типичное расслоение раствора контактного плавления. М.: Металлургия, 1987. 150 с.

эти области в ЭС не проявляются, поскольку конку[12] Белащенко Д.К. Явления переноса в жидких металлах и ренцию расслоению представляет переход жидкость– полупроводниках. М.: Атомиздат, 1970. 397 c.

твердое тело. Тем не менее эти области проявляют- [13] Гайбулаев Ф., Регель А.Р. // ЖТФ. 1953. Т. 27. С. 1996– 2005.

ся в виде аномальных концентрационных флуктуаций, [14] Регель А.Р. Докт. дис. Л., 1956. 357 с.

благодаря которым появляется аномальное поведение [15] Гайбулаев Ф. Канд. дис. Л., 1957. 170 с.

физических величин [28].

[16] Castanet R., Bergman C. // Phys. Chem. Liq. 1985. Vol. 14.

Отметим, что Я.И.Френкель [29] высказывал предпоC. 219–226.

ложение о существовании купола распада в ЭС. Одна[17] Стенли Г. Фазовые переходы и критические явления. М.:

ко свободные энергии, которые использовались в [30], Мир, 1973. 419 с.

аналогичны приведенным выше в (1) и (2) и обла[18] Kim M.G., Letcher S.V. // J. Chem. Phys. 1971. Vol. 55. N 3.

стей неустойчивости в жидком состоянии не обнаружиP. 1164–1170.

вают.

[19] Amaral J.E., Letcher S.V. // J. Chem. Phys. 1974. Vol. 61.

Наконец, обратим внимание на то, что уменьшение N 7. P. 92–96.

[20] Chrustman J.R. // Phys. Rev. 1967. Vol. 153. N 1. P. 217–224.

(по абсолютной величине) ведет к понижению криIbid. P. 225–228.

тической температуры Tc из (36). А это в свою оче[21] Young W.H. // J. Canad. Phys. 1987. Vol. 65. N 3. P. 241–265.

редь ведет к опусканию купола распада и спинодали [22] Ключевич А.С., Небогатиков В.М. // ЖФХ. 1943. Т. 18.

(рис. 3, б), к появлению растворимости в твердом теле и № 9. С. 405–407.

сужению интервала составов, захваченных спинодалью.

[23] Карапетьянц М.Х. Химическая термодинамика. М.; Л.:

Кроме того, асимметрия эвтектической диаграммы ведет ГНТИ хим. лит-ры, 1953. 611 с.

к выходу точки эвтектики из области составов, захвачен[24] Kunihico Oka, Hiromi Unoki. // Jap. J. Appl. Phys. Pt. 2.

ной спинодалью (рис. 3, в). Однако для более полного 1987. Vol. 26. N 10. P. L1590—1592.

описания спинодали необходимо привлечь термодинами- [25] Лесник А.Г. Модели межчастичного взаимодействия в статистической теории сплавов. М.: Физматгиз, 1962. 98 с.

ческую теорию возмущений. Именно благодаря наличию [26] Пинес Б.Я. // ЖЭТФ. 1943. Т. 13. Вып. 11–12. С. 411–420.

спинодали, как предполагается представить в следую[27] Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. М.:

щих публикациях, в эвтектических системах при переНаука, 1976. 584 с.

ходах жидкость–твердое тело реализуется либо стекло[28] Калашников Е.В. Расплавы. 1990. № 3. С. 40–70.

образная, либо пространственно-периодическая струк[29] Френкель Я.И. Статистическая физика. М.; Л., 1948. 760 с.

тура.

Журнал технической физики, 1997, том 67, №

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.