Зарождение и рост новых фаз в системах со стабильной и метастабильной эвтектиками и влияние электропереноса на эти процессы

• Автор: Зубхаджиев, Магомед-Али Вахаевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 162 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список сокращений

Введение

Глава 1. Контактное плавление в системах со стабильной эвтектикой

1.1. Характеристики начальной стадии контактного плавления — стадийность процесса

1.2. Равновесные размеры частиц твердой фазы в расплавах чистых компонент

1.3. Расчет взаимосвязи линий на диаграмме состояния и параметров потенциала межатомных взаимодействий Леннарда — Джонса на примере системы Вь8п
Выводы

Глава 2. Начальная стадия контактного плавления - размерный

эффект плавления

2.1. Визуализация процесса контактного плавления
2.2. Стадийность процесса плавления, в том числе контактного плавления
2.3. Сплавление (соединение) образцов в системах РЬ-1п, РЬ-Т1,
не содержащих эвтектики при наличии тока
2.4. Построение фазовых диаграмм состояния низкоразмерных систем
Выводы
Глава 3. Фазовые превращения (контактное плавление) в системах с метастабильными состояниями
3.1. Фазовые Т-с диаграммы состояний (теория Гиббса — Розебома)
и гетерогенность расплавов вблизи перитектических точек
3.2. Термодинамическая теория неравновесного контактного плавления
3.3. Расчет максимально возможного ДТ-эффекта в системе Сс1-БЬ
3.4. Теоретические оценки величины ДТ-эффекта на основе представлений о метастабильной эвтектике
Выводы

Глава 4. Экспериментальные методы исследования, полученные
результаты и их обсуждения
4.1. Методика исследования сплавления (соединения) разнородных металлов
4.2. Элементы явления электропереноса
4.3. Наблюдение метастабильного контактного плавления в системе 1п-В1 и между его соединениями при наличии электропереноса
4.4. Стабильное и метастабильное контактное плавление в системе В1-Т1 при наличии электропереноса
4.5. Сплавление кристаллов в эвтектических системах, не содержащих химические соединения
4.6. Фазовые переходы в системе эвтектика - эвтектика с химическим взаимодействием компонент при наличии электропереноса
Выводы
Общие выводы
Список литературы

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
КП - контактное плавление
ДС - диаграмма состояния
СКП — стабильное контактное плавление
МСКП — метастабильное контактное плавление
НЕП — наноконтактное плавление
КС - координационная сфера
ЭП - электроперенос
Tj - температура сплавления (соединения)
Ткп — температура контактного плавления уА,В
1щі ~~ температура плавления компонент А и В Теи - температура плавления наинизшей эвтектики TL(c) - температурно-концентрационная зависимость (линия ликвидуса) Тмем — температура метастабильного контактного плавления АТ = Ткп - Tncm> Teut - температура эвтектики Топ - температура опыта
ТрТ - температура структурного фазового перехода первого рода Трт2 — температура структурного фазового перехода второго рода у А,В
I с — температура кристаллизации чистых компонент TNEUt - температура метастабильной эвтектики TpER — температура перитектической точки С eut ~ эвтектическая концентрация С J/JJ - концентрация жидкой фазы CL - ликвидусная концентрация
Хс - концентрация разорванных связей (порог протекания)

со всеми атомами (как Вц так и вп), попадающими в сферу радиуса 30А. Дальнейшее увеличение радиуса сферы взаимодействия влияет на ответ, но это влияние так мало, что, по нашему предположению, выходит за рамки точности модели. Потенциал парных взаимодействий в выбранной модели имеет вид:
тт к1(А,В) , к2(А,В)
иА,в(г) =---Т~ + 12 V1-5)

где к1 2(а в) — феноменологические параметры Леннарда - Джонса, индексы
(А,В) означают либо (Эп, Бп), либо (Вц В1), либо (Бп, В1).
Энтропии твердых фаз предполагаются постоянными, т.е. свободная энергия потенциал Гиббса чистого металла имеет вид:
Т^+ШддСг). (1.6)
Суммирование в (1.6) предполагается по узлам решетки А. Суммирование можно распространить на всю решетку, но из-за быстрого убывания 11(г) с расстоянием мы ограничились определенным радиусом взаимодействия.
Свободную энергию жидкой фазы, находящейся под влиянием кристаллических плоскостей контактеров, принимаем в виде:
°Идшс1 = -Т * (с * 1п(с) + (1 - с) * 1п(1 - с)) +
+ 4/3 * 71 * Я3 * 1(иАА(г) * с2 + ивв(г) * (1 - с)2 + (1.7)

+ иАВ (г) * С * (1 - с))бг * (Ид (Я) * с + N,5 (Л) * (1 - с)),
где N А (Л) — количество частиц в структуре вещества А, попадающих в сферу с радиусом Л. В качестве минимального расстояния между атомами взято г0=3,4А°, т.к. металлические радиусы элементов равны ВД1,82А°) и 8п(1.5£А0).
Условием плавления-кристаллизации считается условие «распада» вещества на две фазы при фиксированной температуре и концентрации компонент. В математическом аппарате распад на две фазы выражается в том, что