Всего на сайте:
183 тыс. 477 статей

Главная | Химия

Типы взаимодействия между компонентами  Просмотрен 233

Сплав - это вещество, полученное сплавлением двух или более компонентов. В теории сплавов используют такие понятия: компонент, фаза, структурная составляющая, система сплавов.

Компоненты - это вещества, из которых состоит сплав. Компонентом может быть химический элемент или химическое соединение.

Фаза - это однородная часть сплава, отделённая от других частей поверхностью раздела, при переходе через которую свойства меняются скачком.

Структурная составляющая - часть сплава, которая выявляется при микроскопическом исследовании по форме, травимости или цвету.

В некоторых случаях фаза и структурная составляющая совпадают, но часто структурная составляющая содержит несколько фаз.

Система сплавов - множество сплавов разной концентрации, которые образуют данные компоненты.

В зависимости от физико-химического взаимодействия компонентов в твёрдом состоянии могут образовываться следующие фазы: твёрдые растворы, химические соединения, чистые компоненты.

Твёрдый раствор - это фаза, при образовании которой все компоненты взаимно растворяются друг в друге в твёрдом состоянии, и атомы одного из них определённым образом располагаются в кристаллической решётке другого. Компонент, являющийся основой твёрдого раствора и сохраняющий свою кристаллическую решётку, называется растворителем. Компонент, атомы которого определённым образом располагаются в кристаллической решётке растворителя, называется растворённым веществом.

В зависимости от способа расположения атомов растворённого вещества в решётке растворителя различают два основных вида твёрдых растворов: замещения (рис. 2.1, а) и внедрения (рис. 2.1, б). Под микроскопом твёрдый раствор выглядит как чистый металл (рис. 2.1, в).

Твёрдые растворы внедрения образуются при взаимодействии металлов с неметаллами, имеющими малый размер атомов - С, N, В. Н.

Твёрдые растворы замещения образуют металлы, у которых близкие размеры атомов.

Рис. 2.1. Схематическое изображение твёрдых растворов

А и В – компоненты сплава

По количеству растворенного вещества твердые растворы делятся на твёрдые растворы ограниченной и неограниченной растворимости. Твердые растворы с неограниченной растворимостью - это сплавы, где в одном компоненте (растворителе) может растворяться неограниченное количество растворенного вещества. Такие сплавы относятся к твердым растворам с ограниченной растворимостью.

Рис. 2.2. Кристаллическое строение (а) и микроструктура (б) механических смесей

 

Твердые растворы внедрения бывают только ограниченной растворимости, а твердые растворы замещения могут быть ограниченной и неограниченной растворимости.

Химическое соединение - это фаза, при образовании которой атомы одного компонента при определённом количественном соотношении вступают в химическое взаимодействие с атомами другого компонента, образуя новый тип кристаллической решётки. Каждому химическому соединению свойственна определённая химическая формула. Химическое соединение отличается высокой твёрдостью и хрупкостью.

Если компоненты сплава в твёрдом состоянии не растворяются друг в друге и не взаимодействуют, то образуется сплав со структурой механической смеси. Кристаллическую решетку и микроструктуру механической смеси можно представить следующим образом (рис. 2.2).

Как видно из рисунка 2.2, а, каждый компонент сохраняет свою кристаллическую решётку.

Предыдущая статья:Атомно-кристаллическое строение Следующая статья:Диаграмма состояния
page speed (0.0145 sec, direct)