Равновесная концентрация

Если построенз равновесная диаграмма регулятора для интервала, соответствующего полному перемещению h муфты регулятора, то можно определить значения сотщ и сотах минимальной и максимальной угловых скоростей регулятора, при которых муфта занимает свои крайние положения.

Если построена равновесная диаграмма регулятора для интервала, соответствующего полному перемещению h муфты регулятора, то можно определить значения o)min и (ошах минимальной и максимальной угловых скоростей регулятора, при которых муфта занимает свои крайние положения.

Рис. 1. Равновесная диаграмма е-рН бинарной системы S~H20 [34]

Рис. 2. Равновесная диаграмма е-рН тройной системы Fe~S~H20[36]

Рис. 48. Теплота смешения и равновесная диаграмма / — х для идеального раствора

Избыток свободной энергии в наноматериалах обусловливает наличие в последних метастабильных структур, что особенно характерно для объектов, полученных механохимическим синтезом, а также с использованием пленочных технологий. Образование пересыщенных твердых растворов и соединений зафиксировано в системах Fe —Си, Fe —Ni, Fe —Ti, Fe—Al, Fe—Ag, W—Си, Ni—Al, TiN —TiB2) TiN—A1N, NbN—A1N и др. Детальные структурные исследования обнаружили существенное растворение компонентов друг в друге при размерах кристаллитов 2 — 50 нм. Например, если равновесная диаграмма состояния для эвтектической псевдобинарной системы TiN — TiB2 характеризуется ничтожно малой растворимостью компонентов друг в друге при комнатной температуре, то в пленках с размером зерен 2—10 нм даже эквимолярные составы были однофазными с кубической структурой типа NaCl, характерной для TiN (TiB2 обладает гексагональной структурой типа А1В2) [3, 4]. Аналогичная ситуация имеет место в системах TiN—A1N и NbN—A1N. Если равновесная растворимость А1 в TiN при температуре 1000 °С составляет 2 ат. %, то кубическая эквимолярная фаза (Ti, A1)N наблюдается в нанос-труктурных пленках даже при комнатной температуре.

Равновесная диаграмма состояния системы Со—Rh не изучена. Гипотетическая диаграмма состояния по данным работ [1,2] представлена на рис. 32. Rh и («Со) образуют непрерывный ряд твердых растворов. Поскольку отжиг при 1400 °С приводит к частичному оплавлению сплавов, содержащих 57,2 % (ат.) и 75,2 % (ат.) Rh, можно предположить наличие минимума на кривых ликвидус—солидус.

Диаграмма состояния системы Си—Lu экспериментально не построена. Имеются сведения о существовании трех соединений — Cu5Lu [I], Cu2Lu [2] и CuLu [Э]. Однако в работе [3] представлена схематичная равновесная диаграмма состояния Си—Lu (рис. 144) Температуры плавления указанных выше известных и предполагаемых соединений Cu9Lu2? и Cu?Lu2? и температуры эвтектик установ-

Равновесная диаграмма состояния системы Си— Pm экспериментально не построена, и нет данных о соединениях в этой система. Однако авторы работы [1] предложили рассчитанный вариант дю<-

На рис. 1.31 представлены данные [17] для критического напряжения, при котором начинается каждая стадия (рис. 1.29), в зависимости от температуры. Если принять среднее значение между критическим напряжением при приложении нагрузки и критическим напряжением при разгрузке за равновесное напряжение двух имеющихся фаз и представить это равновесное напряжение в зависимости от температуры, то получится равновесная диаграмма состояния соответствующих фаз в координатах напряжение — тампература. Схематично такая диаграмма состояния показана на рис. 1.32 [17]. Указанные на этом рисунке в скобках фазы являются метастабильными. Они возникают в связи с там, что непосредственное превращение между стабильными фазами затруднено. Например, как показано в следующем разделе, превращение y'i -+P'i осуществляется легче, чем превращение у\ -*p'i. Кроме того, в условиях деформации с инвариантной плоскостью непосредственного мартенситного превращения /?]-фазы в a j-фазу не происходит. Однако превращение возможно по механизму /Sj —/Si —а\. Таким образом, с помощью фазовых диаграмм (см. рис. 1.32) легко объяснить сложные кривые напряжение — деформация (см. рис. 1.29).

Что касается приведенной диаграммы (рис. 117), применение рентгеновского метода с использованием опилок может сократить время отжига при 200° до б недель по сравнению с 12 неделями при работе методом микроанализа. Разница в 6 недель определяется временем, необходимым для роста выделившихся частиц до размера, который может быть надежно определен под микроскопом. Даже если исследователь непосредственно и не интересуется кристаллической структурой или размерами решетки, рекомендуется снять несколько рентгенограмм для подтверждения результатов, полученных методом термического или микроанализа. На какой стадии работы это должно быть сделано, решает сам исследователь. Предположим, что к тому времени, как рассматриваемая равновесная диаграмма приняла вид, показанный на рис. 117, были сняты рентгенограммы ^- и 8-фаз и некоторого количества

Сравнительно большая скорость диффузии при естественном старении объясняется пересыщением твердого раствора вакансиями. Равновесная концентрация вакансий при температуре закалки на много порядков выше, чем при комнатной температуре. В процессе закалки вакансии не успевают уйти в стоки (границы зерен, дислокации и др.) и облегчают миграцию легирующих элементов.

а) тщательной предварительной дегазацией жидкости, если равновесная концентрация растворенного газа низка при заданных параметрах на выходе ее из проницаемого материала;

Равновесная концентрация вакансий в металлах при нагреве до температуры плавления близка к 10~5.

В сварном соединении равновесная концентрация вакансий резко снижается при удалении точки от зоны сплавления. Это приводит к снижению интенсивности выделения вакансий в процессе сварки и после нее.

1 — равновесная концентрация; 2— сварка; 3 — закалка

С3 и Сгр— равновесная концентрация в зерне и на границе; c'tw с"„ саг— неравновесные концентрации на границе при различных коэффициентах диффузии D' и D" (или скоростях нагрева ш(, и ш'Д и ее оплавлении; Гмакс— максимальная температура нагрева; Гся — температура неравновесного солидуса:

При пластической деформации также возрастает концентрация точечных дефектов — вакансий и междоузельных атомов и дефектов упаковки решетки. Неравновесная концентрация образовавшихся вакансий С0„ приближенно может быть оценена по соотношению

При быстром охлаждении при закалке или в процессе сварки в металле также фиксируется неравновесная концентрация вакансий. Равновесная концентрация вакансий С„р зависит от рода металла и увеличивается с температурой. При охлаждении Cvp уменьшается в результате аннигиляции вакансий на стоках, которыми служат внешние поверхности, границы зерен (субзерен) и дислокации. При ускоренном охлаждении С„р не успевает установиться, поэтому в металле фиксируется часть числа вакансий, соответствующего более высоким температурам. На рис. 13.16 приведены расчетные значения неравновесной концентрации вакансий С„„ в железе для условий ускоренного охлаждения при сварке (считается, что стоками служат только дислокации).

С термодинамической точки зрения точечные дефекты в кристалле должны существовать при любых температурах выше абсолютного нуля. Образование точечного дефекта в совершенном кристалле сопровождается увеличением как внутренней энергии, так и энтропии, а равновесная концентрация дефектов достигается при минимальной свободной энергии системы. В кристалле существуют одновременно дефекты разного рода. Поскольку свободная энергия образования разнородных дефектов неодинакова и сильно зависит от температуры, то при разных внешних условиях в системе могут преобладать дефекты одного либо другого типа.

риллия при 1000—1200° С в течение шести часов. Анализ кривых показывает, что они удовлетворительно описываются параболической временной зависимостью. Это свидетельствует о том, что в условиях проведения термического отжига насыщение поверхности образцов определяется процессом диффузии компонентов через реакционный слой, а равновесная концентрация на фазовых границах слоя устанавливается в течение первого часа отжига. Исключением является начальная стадия бериллирования вольфрама при 1000 и 1050° С, когда рост слоя определяется не диффузией, а по-видимому, скоростью реакции образования интер-металлидной фазы. Появление высших бериллидов не вызывает изменений кинетической кривой насыщения. Однако на вольфраме

скорость рекомбинации, в результате чего достигается новая равновесная концентрация дырок и электронов. В этом случае электропроводность определяется выражением