Термодинамический анализ неравновесного состояния неизоморфных фаз металлических сплавов

• Автор: Ростовцев, Роман Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 259 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Мартенситные превращения

1.2. Термодинамика мартенситных превращений

1.3. Фазовые равновесия и мартенситное превращение

в системе железо - никель

1.4. Термодинамические свойства у-твердых растворов и бездиффузионное ГЦК-ГЦТ превращение в системе марганец - медь

1.5. Термоупругое мартенситное превращение в системе медь - алюминий - никель

1.6. Постановка задачи

Глава 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Принципиальные основы метода ЭДС
2.2. Основные требования к эксперименту
2.3. Метод мгновенного фиксирования ЭДС
2.4. Приготовление образцов
2.5. Методы фазового и структурного анализа
2.6. Приборы, электрохимические ячейки, электролиты.
2.7. Методика и результаты эксперимента
Глава 3. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НЕРАВНОВЕСНЫХ
СПЛАВОВ
3.1. Особенности неравновесных состояний с точки зрения классической термодинамики
3.2. Модифицирование аппарата и терминологии термодинамики при изучении неравновесных сплавов
3.3. Особенности экспериментального термодинамического исследования неравновесных металлических сплавов .
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

ГЛАВА 4. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАРТЕНСИТНЫХ И АУ-
СТЕНИТНЫХ ЖЕЛЕЗОНИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ
4 .-І. Устойчивость и воспроизводимость состояния образцов
4.2. Энергии Гиббса образования закаленных железоникелевых сплавов
4 .3. Температурная зависимость относительной термоди-
намической устойчивости железоникелевых сплавов
со структурами мартенсита и аустенита
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 5. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ОСОБЕННОСТИ ГЦК-ГЦТ ПРЕВРАЩЕНИЯ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ МАРГАНЕЦ - МЕДЬ
5.1. Низкотемпературное ГЦК-ГЦТ превращение в закаленных и отожженных сплавах марганец - медь
5 .2. Относительная термодинамическая устойчивость за-
каленных ГЦК и ГЦТ сплавов
5 .3 . Изменение парциальных термодинамических характеристик в ходе ГЦК-ГЦТ превращения
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
Глава 6. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НЕРАВНОВЕСНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ
6.1. Термодинамические свойства сплавов медь - алюминий - никель в области темоупругого мартенситного превращения
6.2. Термодинамические свойства аморфных сплавов на основе железа
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ
Мы живем в эпоху бурного развития материаловедения, выделившегося в последнее время в самостоятельную область научного знания и объединяющего в себе достижения большой группы наук. Исследование технически важных материалов, используемых в твердом состоянии, базируется на достижениях физики и химии твердого тела. При этом перед наукой о твердом теле встает целый комплекс сложных проблем, где задачи физического, химического и физико-химического характера тесно переплетаются между собой.
Являясь теоретической основой материаловедения, физика твердого тела имеет своей главной целью изучение структуры и свойств кристаллов и других видов конденсированных сред на основе характеристик индивидуальных атомов и молекул [1]. Теоретическое решение фундаментальной проблемы установления взаимосвязи между составом, структурой и физическими свойствами позволило бы осуществить целенаправленный поиск и создание новых веществ, исходя только из характеристик составляющих их атомов или ионов. В настоящее время решение этой проблемы далеко от завершения и находится на стадии классификации и осмысления накопленных экспериментальных данных. Опыт развития практического материаловедения последних десятилетий показывает, что эмпирический путь создания и улучшения свойств материалов является, в отсутствие единого подхода к твердому телу, пока единственно возможным. С развитием технологии появляются все новые и новые материалы с уникальными свойствами. Примерами могут служить металлические сплавы с эффектом памяти формы, аморфные магнитные материалы,

расслаивания, а также низкотемпературное бездиффузионное ГЦК-ГЦТ превращение [62].
Термодинамические свойства равновесных твердых (при Т=750-1100 К) и жидких растворов в системе Мп-Си изучены достаточно полно методами ЭДС с жидким [63,67] и твердьм [68] электролитом, а также методом измерения давления пара [64-66]. Данные работы [63] относятся к наиболее широкой области составов у-твердых растворов (см. табл. 1.6). Термодинамические характеристики, полученные разными методами, хорошо согласуются между собой.
Таблица 1.
Энергии Гиббса, энтальпии и энтропии образования сплавов марганец-медь при 1023 К
Хмп -ДЄ, кДж/моль ДН, кДж/моль ДБ, Дж/К-моль
0,060 2,04 1,03 3,
0,170 4,13 2,36 6,
0,225 4,76 2,85 7,
0,280 5,12 3,40 8,
0,335 5,25 3, 94 8,
0,435 5,15 4,84 9,
0,530 4,71 5, 62 10,
0, 630 4,10 6,17 10,
0,720 3,39 6,33 9,
0,820 2,32 5,58 7,
Термодинамические активности компонентов в у-твердом растворе марганца с медью характеризуются знакопеременными