Фазовое равновесие многокомпонентных систем. Построение диаграммы фазового состояния

Министерство образования Российской Федерации

Владимирский Государственный Университет

Кафедра КТРЭС

Курсовой проект по дисциплине

 “Физико-химические основы конструирования ЭС”

на тему “Фазовое равновесие многокомпонентных систем”

Вариант №  41

Работу выполнил         

студент группы РЭ-101  

Работу проверила        

Содержание

Введение. 3

Исходные данные. 4

1. Построение диаграммы фазового состояния данной системы на          основании данных о температуре начале кристаллизации. 5

2. Точки на диаграмме фазового состояния данной системы.. 6

3. Определение состава химических соединений. 7

4. Определение качественного и количественного составов эвтектик. 8

5. Построение кривых охлаждения всех типов возможных для данной системы.. 9

6. Определение физического состояния систем при определенных        параметрах. 12

7. Определение числа фаз и числа термодинамических степеней свободы системы при эвтектических температурах. 13

8. Определение температуры начала отвердевания плава и определение состава первых выпавших кристаллов. 14

9. Определение температуры плавления сплава и состава первых  капель плава. 15

10. Определение теплот плавления данных веществ. 16

11. Определение выкристализуещегося компонента и  его количества при охлаждения данного плава. 18

12. Описание кристаллических решеток. 19

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 20

Список литературы.. 21

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Введение

В развитии теории диаграмм состояния (ДС) находят отражение все присущие научно-технической революции тенденции: экспоненциальный рост числа работ, усиление специализации, с одной стороны, и кооперация различных областей науки – с другой. Специализация идёт путём выделения в самостоятельные направления исследований ДС систем: с различной природой сил связи (металлических, полупроводниковых, сегнетоэлектрических и т.п.): на основе разных групп элементов и соединений (РЗМ, актиноидов, карбидов, гидридов и т.п.); с разными видами фазовых превращений (плавление, полиморфизм, атомное и магнитное упорядочение, электронные превращения и др.); с метастабильными фазами; с разным числом компонентов.

Отдельными областями исследования уже являются: изучение Т – Р и Т – Р – С фазовых диаграмм; ДС в условиях наложения магнитного и электрического полей и разного рода упругих напряжений; ДС, соответствующие экстремальным условиям (низкие и высокие температуры, очень малые концентрации) и т.д.

Происходит более резкое разграничение и выделение в самостоятельные направления основных подходов, таких, как чисто термодинамический, феноменологический и микроскопический.

Особыми разделами теории ДС стали: прогноз ДС, изображение ДС многокомпонентных систем и расчёт ДС. Отметим, что хотя теория ДС берёт начало с работ Гиббса, Розебума, Ван-дер-Ваальса и Ван-Лаара, заметное развитие она получила в последние 25 лет благодаря работам Б.Я. Иннеса, Д.С. Камецкой, Л. Кауфмана по анализу и расчётам ДС, работам О. Кубашевского и Я.И. Герасимова в области термодинамики сплавов, кокторые стимулировали бурный рост числа исследований в области теории ДС.

Для теории ДС, а также при построении и расчёте ДС широко используются результаты применения теории фаз и фазовых превращений, теории сплавов и соединений, теорий, рассматривающих связь термодинамических свойств с периодических законом и различными физическими свойствами.

Общие проблемы, которые необходимо решать как для расчёта двухкомпонентных диаграмм состояния (2ДС), так и для расчёта nДС.

1. Проблема стабильности фаз чистых компонентов, т.е нахождение явного вида разности термодинамических потенциалов Гиббса (ТПГ) между двумя конкурирующими фазами чистых компонентов в зависимости от температуры Т и давления Р.

2. Проблема стабильности химических соединений, в том числе расчёт энергий, объёмов и энтропий S образующихся химических соединений из чистых компонентов.

3. Проблема стабильности фаз в полностью неупорядоченных и частично упорядоченных металлических растворах, в том числе расчёт концентрационной и температурной зависимости ТПГ смешения.

В данном курсовом проекте предлагается для анализа диаграмма фазового состояния системы NiF₂ – KF. Этот проект носит ознакомительный характер с целью овладения основами анализа фазовых диаграмм.

Исходные данные

Данные о температурах начала кристаллизации

Данные для расчёта параметров систем