Растворимости карбоната

Особый интерес представляют условия образования твердых растворов замещения, в которых железо играет роль растворителя. И. И. Корнилов установил связь между растворимостью элементов в железе и их ионными диаметрами: атомный диаметр растворимого элемента должен отличаться от атомного диаметра железа не более чем на 8—15%. Только при этих условиях не происходит значительной деформации кристаллической решетки растворителя и изменения характера связи. Если это различие не превышает 8%, то образуются непрерывные твердые растворы; если различие составляет 8—15%, то образуются ограниченные твердые растворы. Так, например, хром, с атомным диаметром, отличающимся от железа не более чем на 1,5%, дает с ним непрерывный ряд твердых растворов; молибден, отличающийся от железа по атомному диаметру на 10%, ограниченно растворяется в железе; еще меньше растворяется вольфрам и т. д. Отмеченные закономерности в отношении растворимости элементов в железе распространяются и на некоторые другие элементы.

Анализируя причины появления межкристаллитной коррозии в сплавах систем Ni—-Mo, Ni—Cr и Ni—Cr—-Mo, можно сделать выводы. Межкристаллитная коррозия может быть вызвана выделением карбидов по границам зерен, как следствие загрязненности металла углеродом (карбидная МКК), выделением интер-металлйдныхфаз типа ц, оу АВа и т. д. (интерметаллидная МКК), а также вследствие расположения избыточной фазы, представляющей собой твердый раствор (а-фаза на основе хрома), по границам зерен. Все виды коррозии обусловлены уменьшением растворимости элементов в твердом растворе с понижением температуры.

Рентгеноструктурный анализ применяется при определении фазового состава, растворимости элементов в твёрдом состоянии, фазовых превращений, величины кристаллитов, изучении преимущественной ориентации кристаллитов (текстуры), напряжённого состояния и др.

ния отражает количественный элементный состав твердых растворов и является идентификатором фазового состава, в нем заложена информация о диффузионных процессах в материале. Высокая физическая информативность межатомного масштаба вызывает повышенный интерес к анализу его изменения по глубине приповерхностных слоев. В последние годы обстоятельно исследуется проблема диффузии легирующих элементов в зоне деформации при трении. Процессы диффузии локализуются в тонких поверхностных слоях, в малых объемах обнаруживается резко повышенное количество точечных дефектов кристаллической решетки, увеличение коэффициента диффузии на несколько порядков, изменение пределов взаимной растворимости элементов. Наличие в контакте смазочной среды влияет на закономерности возникновения и распределения дефектов кристаллической решетки, на формирование химического состава и структур-, ного состояния поверхностных слоев. Усиливается роль дислокационно-динамического массопереноса составляющих смазочной среды в деформированные слои. Как известно, диффузия связана с основными фундаментальными физическими процессами (неравновесные искажения, напряжения, температуры), протекающими в металлических сплавах и определяющими их строения и свойства. Создание и выбор материалов для пар трения должны учитывать кинетические закономерности диффузионных процессов в зоне деформации и факторы, влияющие на эти процессы [31,36].

объема плены к атомному объему металла равно единице или больше ее, и роль активирующего элемента, снижающего коррозионную стойкость и разупрочняющего отливку, когда указанное отношение меньше единицы. Управлять этим процессом можно, применяя облицовки и покрытия, которые при взаимодействии с жидким металлом образуют на поверхности отливки защитные плены (А12О3, A12S2, Fe2O3, MgS, TiO2 и др.). Пределы растворимости элементов (кислорода, азота, углерода, водорода, хрома, титана, циркония, магния, теллура и др.), диффундирующих из формы в поверхностный слой отливки, определяются степенью переохлаждения жидкого металла. Известно, что при прочих равных условиях величина переохлаждения вблизи поверхности контакта с формой зависит от соотношения масс, температур и теплоемкости металла и формы.

В работе {2} сообщается об очень ограниченной взаимной растворимости элементов. В работе {3} указывается, что в жидкой Си при температуре 1200 °С растворяется около 0,009 % (ат.) Та.

• Предельная растворимость различных элементов в соединениях Л3в"> 64 емперааурные зависимости растворимости элементов в соединениях

емперааурные зависимости растворимости элементов в соединениях

Следует отметить, что подсчет вероятности осуществляется с помощью формулы Пуассона — Смолуховского, не учитывающей физической сущности процессов. Это обстоятельство вообще ставит под сомнение применимость этой формулы к изучению фазовых превращений в твердом состоянии, связанных с ограничением возможной растворимости элементов в решетке определенного типа. В частности, в данном случае, когда максимальная растворимость углерода в а-фазе не превышает 0,02 %, трудно представить возможность пересыщения ее углеродом в 40 раз в условиях, приближающихся к равновесным (например, при медленном нагреве). Такой процесс кажется еще менее вероятным, если учесть, что для получения способного к росту зародыша необходимо достичь концентрационной флуктуации в объеме, равном критическому при данной температуре. Критический же размер зародыша, как известно, зависит от степени перегрева (переохлаждения) и вблизи температуры превращения может оказаться весьма большим.

7.4. О повышении взаимной растворимости элементов при деформации в условиях негидростатического сжатия

7.4. О повышении взаимной растворимости элементов при деформации в усло-

где Кз — константа ионизации [Н+] [COg'j/fHCOj]; K'S — произведение растворимости карбоната кальция [Са2+] [СОз~]; р[Са2+] — концентрация ионов Саа+, моль/1000 г Н2О; р[Щ] — щелочность, выраженная в эквивалентах на литр раствора, титруемого с метиловым оранжевым (часто выражаемая в мг/л СаСО8) в соответствии со схемой

С повышением температуры изменение значений Кш и Kz определяет значительное увеличение постоянной Kh- В этом случае концентрация карбонатных ионов уменьшается, а требование произведения растворимости карбоната кальция больше не удовлетворяется; следовательно, образование СаСО3 прекращается. В то же время количество ионов бикарбоната и гидроксила увеличивается, и как только произведение растворимости Mg(OH)2 достигает соответствующего значения, начинает образовываться накипь из Mg(OH)2.

Рис. 33. Диаграмма растворимости карбоната кальция и гидроокиси магния в морской воде и ее концентратах.

Константы диссоциации угольной кислоты и произведение растворимости карбоната кальция приведены в табл. 2.1.

растворимости карбоната кальция. Поэтому под связанной

лоты; ПРсасо3 — произведение растворимости карбоната каль-

Связанная угольная кислота входит в состав гидрокарбонатов и карбонатов. В природных водах содержание карбонатов обычно невелико, за исключением содовых вод и зависит от растворимости карбоната кальция. Поэтому под связанной угольной кислотой понимают кислоту, входящую в состав гид-рокарбонатов. Содержание их в воде обусловливает так называемый щелочной резерв (щелочность) воды.

где К2 — константа второй ступени диссоциации угольной кислоты; ПРсасо3 — произведение растворимости карбоната кальция; (Са2+) и (Щ) — содержание кальция и щелочность воды; р, — ионная сила раствора, зависящая от общего солесодержа-ния; р — символ отрицательного логарифма.

В программе Chem_Const.mcd хранятся функции пользователя, возвращающие значения Kw (см. рис. 10.6), констант диссоциации угольной кислоты по первой и второй ступеням, произведений растворимости карбоната кальция (арагонита) и гидроксида магния в зависимости от температуры. Эти константы будут использованы в последующих расчетах.

Другие содержащиеся в исходной воде ионы, например хлориды и сульфаты, в аналогичных условиях оказывают настолько малое влияние на увеличение растворимости карбоната кальция, что ими можно пренебречь.

Растворимость карбоната кальция. О склонности воды к образованию накипи можно судить, сравнивая концентрацию в ней кальция с его растворимостью в воде при данных условиях. Растворимость этой соли в водных растворах зависит не только от температуры, но и от наличия в растворе углекислоты, других бикарбонатов (например, бикарбоната натрия) и солей кальция. Поэтому сведения о растворимости карбоната кальция в чистой воде не дают представления о его растворимости в конкретных производственных условиях, а следовательно, и о том, будет ли вода образовывать накипь или вызовет коррозию.