دیاگرام فازی (علم مواد)

نمودار تعادلی فازی

تعداد بازدید: 14520
کد مطلب: 5829
تاریخ انتشار: 08:35 25 ارديبهشت 1391

نمودار تعادلی فازی

 
 

دیاگرام فازی (Phase Diagram)، نمایش گرافیکی از داده است که اطلاعات قابل ملاحظه ای درباره یک ترکیب یا طبیعت تاثیرات متقابل بین بیش از یک ترکیب را فراهم می آورد. دیاگرام های فازی نقشه های راهنمایی هستند که به کمک آن ها تشکیل و پایداری فاز های مختلف بررسی می شوند. این نمودار ها در شرایط تعادلی به دست می آیند و به همین دلیل آن ها را نمودار های تعادلی فازی می نامند. اگر چه در بسیاری از فرآیند ها و تولیدات صنعتی شرایط تعادلی به طور کامل پدید نمی آید ولی با استفاده از دیاگرام های تعادلی فازی اطلاعات مفیدی از ترکیب، مقدار، تعداد و پایداری حرارتی فاز هایی که ریزساختار ماده را تشکیل می دهند به دست خواهد آمد. به جرات می توان گفت که بدون وجود دیاگرام های فازی پیش بینی رفتار مواد در مجاورت هم و در دما های بالا امکان پذیر نیست. بی هیچ تردیدی نمودار های فازی عامل مهمی در پیشرفت علم مواد و تولید قطعات مهندسی به شمار می آیند.

 
 

هر بخشی از سیستم، از جمله کل سیستم که در درون خود همگن بوده و توسط سطحی احاطه شده باشد، به طوری که بتوان از نظر مکانیکی آن را از دیگر بخش ها جدا نمود فاز نامیده می شود. لازم نیست که بخش قابل تمایز یکپارچه باشد. به عنوان مثال یک مایع پخش شده در مایع دیگر نیز یک سیستم دو فازی را تشکیل می دهد. هر سیستم ممکن است شامل یک یا چند فاز باشد. فازها توسط ویژگی های متفاوت فیزیکی از هم جدا می شوند. ویژگی های فیزیکی ماده در حالت های مختلف مانند گاز، مایع و بلور متفاوت است، بنابراین حالت های فیزیکی ماده فازهای متفاوتی را نشان می دهد.

گازها به طور کامل در یکدیگر حل می شوند و بنابراین فقط یک فاز به حساب می آیند. اما مایعات و بلورها ممکن است دارای فازهای گوناگونی باشند که هر فاز به طور فیزیکی از دیگری جداست. به عنوان مثال آب و جیوه هر دو مایع هستند و دو فاز مختلف را نشان می دهند. هر یک از آرایش های بلوری SiO2 نیز فاز متفاوتی است. چون فازها را به طور عمده می توان به کمک ویژگی های فیزیکی متمایز کرد، بنابراین ویژگی هایی مانند چگالی، الگوی پراش پرتو ایکس یا ویژگی های نوری برای شناسایی و متمایز کردن فازهای یک سیستم به کار می روند. همگن بودن یک فاز به معنی وجود یک ترکیب معین و دقیق نیست، زیرا تغییر ترکیب شیمیایی فازهای مایع یا جامد، غالبا ویژگی همگن بودن آن ها را به هم نمی زند یا باعث ایجاد تغییرات ناگهانی و بارز در ساختار فیزیکی آن ها نمی گردد. به عنوان مثال این موضوع درمحلول های مایع یا جامد صادق است.

 
 

در لیست زیر، تعدادی از اطلاعاتی که می تواند مستقیما از روی دیاگرام حاصل شود، آورده شده است:

1- دمای ذوب هر ترکیب خالص.

2- میزان کاهش دمای ذوب در حالتی که دو یا چند ترکیب مخلوط شوند.

3- تاثیر متقابل دو ترکیب برای تشکیل ترکیب سوم.

4- وجود و میزان محلول جامد.

5- اثر دما بر روی میزان محلول جامد.

6- دمایی که یک ترکیب از یک ساختار کریستالی به ساختار دیگر تبدیل می شود.

7- مقدار و ترکیب شیمیایی فازهای جامد و مایع در دما و ترکیب مشخص.

8- وجود مایعات (مذاب های) غیر قابل امتزاج در یکدیگر در دمای بالا یا مایعاتی که در یکدیگر حل نمی شوند.

 
 

دیاگرام های فازی بر اساس تعداد اجزا به انواع تک جزیی، دو جزئی و سه جزی تقسیم بندی می شوند و مهمترین شرایط تعادلی بین فازها در آلیاژ های دوتایی به قرار زیر است:

1- شرایطی که سازنده های آلیاژ به طور کامل در حالت مذاب در یکدیگر قابل حل باشند:

          الف) دو جزء به طور کامل در حالت جامد در یکدیگر قابل حل شدن باشند (نوع I)

          ب) دو جزء در حالت جامد در یکدیگر غیر قابل حل شدن باشند (واکنش یوتکتیک نوع II)

          ج) دو جزء به طور جزیی در حالت جامد در یکدیگر حل شوند (واکنش یوتکتیک نوع III)

          د) دو جزء تشکیل فاز واسطه بدهند (نوع IV)

          ه) واکنش پری تکتیک (نوع V)

2- دو جزء به طور جزءی در حالت مذاب در یکدیگر حل شوند.

3- دو جزء در حالت مذاب و در حالت جامد در یکدیگر غیر قابل حل شدن باشند.

4) دگرگونی های حالت جامد

          الف) تغییرات آلوتروپی

          ب) دگرگونی نامنظم - منظم

          ج) واکنش یوتکتوئید

          د) واکنش پری تکتوئید

 
 

گردآوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

احمد رزاقیان ، خواص فیزیکی مواد ، انتشارات دانشگاه بین المللی امام خمینی ، 1390.

فتح الله مضطرزاده و واهاک مارقوسیان ، در آمدی بر تعادل فازی در سرامیک ها ، انتشارات دانشگاه علم و صنعت ، 1378.

صفحه مهندسی مواد و متالورژی

مجله علمی ویکی پی جی

 

 

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

 

 
 

A phase diagram in physical chemistry, engineering, mineralogy, and materials science is a type of chart used to show conditions at which thermodynamically distinct phases can occur at equilibrium. In mathematics and physics, phase diagram is used with a different meaning: a synonym for a phase space. Common components of a phase diagram are lines of equilibrium or phase boundaries, which refer to lines that mark conditions under which multiple phases can coexist at equilibrium. Phase transitions occur along lines of equilibrium. Triple points are points on phase diagrams where lines of equilibrium intersect. Triple points mark conditions at which three different phases can coexist. For example, the water phase diagram has a triple point corresponding to the single temperature and pressure at which solid, liquid, and gaseous water can coexist in a stable equilibrium. The solidus is the temperature below which the substance is stable in the solid state. The liquidus is the temperature above which the substance is stable in a liquid state. There may be a gap between the solidus and liquidus; within the gap, the substance consists of a mixture of crystals and liquid (like a slurry)...more

 
 

A phase diagram is common way to represent the various phases of a substance and the conditions under which each phase exists. A phase diagram is a plot of pressure (P or ln P) vs temperature (T). Lines on the diagram represent conditions (T,P) under which a phase change is at equilibrium. That is, at a point on a line, it is possible for two (or three) phases to coexist at equilibrium. In other regions of the plot, only one phase exists at equilibrium. At the triple-point temperature, T3, and triple-point pressure, P3, three phases can coexist at equilibrium. The point at T3, P3 is called the triple point. At a temperature above the critical temperature, Tc, and a pressure above the critical pressure, Pc, it is no longer possible to distinguish between the gas and liquid phases. At T > Tc and P > Pc the substance is referred to as a super-critical fluid...more

 
 

At its simplest, a phase can be just another term for solid, liquid or gas. If you have some ice floating in water, you have a solid phase present and a liquid phase. If there is air above the mixture, then that is another phase. But the term can be used more generally than this. For example, oil floating on water also consists of two phases - in this case, two liquid phases. If the oil and water are contained in a bucket, then the solid bucket is yet another phase. In fact, there might be more than one solid phase if the handle is attached separately to the bucket rather than moulded as a part of the bucket. You can recognise the presence of the different phases because there is an obvious boundary between them - a boundary between the solid ice and the liquid water, for example, or the boundary between the two liquids. A phase diagram lets you work out exactly what phases are present at any given temperature and pressure. In the cases we'll be looking at on this page, the phases will simply be the solid, liquid or vapour (gas) states of a pure substance...more

 
 
نظرات درباره این مطلب
 
 
نام
پست الکترونیک
نظر
 
CAPTCHA Image
Reload Image
 
مطالب مرتبط