|
|
вариантность системы (в металловедении)
число степеней свободы
Число внешних и внутренних факторов (температура, давление, концентрация), которое можно изменять без изменения числа фаз в системе. Это один из методов, используемый при построении диаграмм состояния сплавов и для их анализа. Впервые этот метод был предложен Дж. Гиббсом, одним из создателей термодинамики. Гиббс открыл общее условие равновесия гетерогенных систем и правило фаз.
Правило фаз Гиббса показывает число равновесно сосуществующих в данной системе фаз, которое не может быть больше числа образующих эти фазы компонентов плюс единица. В общем виде уравнение правила фаз записывается следующим образом:
С = К + П - Ф,
где С - степень свободы системы;
К - число компонентов в данной системе;
П - число внешних переменных;
Ф - число фаз при данной температуре.
Чаще всего внешними переменными являются температура и давление. Однако поскольку в металлических (конденсированных) системах давление не меняется, мы учитываем только одну внешнюю переменную - температуру. В таком случае правило фаз принимает следующий вид:
С = К + 1 - Ф.
Следует заметить, что в системах, состоящих из двух компонентов, число фаз не может быть больше трех. При этом все три фазы могут одновременно существовать только при определенной температуре и определенном составе фаз. В данном случае число степеней свободы будет составлять:
С = 2 + 1 - 3 = 0,
т.е. мы получаем нонвариантную систему, в которой нельзя менять ни состав, ни температуру, сохраняя систему в равновесии. Нонвариантные системы можно встретить при пересечении сплавом любой горизонтальной линии диаграммы. Такими линиями могут быть границы перитектической, эвтектической или эвтектоидной реакций.
В том случае, когда сплав находится между линиями ликвидус и солидус (идет процесс первичной кристаллизации), или идет процесс вторичной, третичной и любой последующей кристаллизации двух компонентных сплавов, тогда число степеней свободы будет равно 1, т.к. здесь участвуют две фазы:
С = 2 + 1 - 2 = 1.
Это говорит о том, что, стремясь сохранить равновесие системы, мы можем менять только температуру. В данном случае мы имеем дело с моновариантным равновесием. Если двухкомпонентный слав в однофазном виде, то число степеней свободы будет равно двум
С = 2 + 1 - 1 = 2.
Это указывает на то, что можно менять и температуру, и концентрацию, не опасаясь нарушения равновесия.
[http://sl3d.ru/o-slovare.html] |
|
EN |
|
|
FR |
|
|
|
