Phasendiagramme

ISBN-13: 9783528068653 / Niemiecki / Miękka / 1982 / 177 str.

Peter Paufler

Opis

Die vorliegende Darstellung ist aus Vorlesungen hervor gegangen, die ich fur Physikstudenten des vierten Stu dienjahres an der TU Dresden gehalten habe. Sie soll dem Studierenden in knapper Form die thermodynami schen Grundlagen der verschiedenen Typen und Darstel lungsweisen von Phasendiagrammen vermitteln und damit den Zugang zu den teilweise sehr umfangreichen Standardwerten erleichtern. Im Mittelpunkt der Betrachtung stehen Gleichgewichts diagramme, wie sie z. B. fur Physiker, Chemiker, Werk stoffwissenschaftler, Mineralogen, Geologen und Kristallo graphen von Bedeutung sind, soweit diese sich mit dem Festkorper beschaftigen. Vorausgesetzt werden vorwiegend Kenntnisse der Thermodynamik und Stati stik, die zur Grundausbildung in Physik oder Chemie gehoren und beispielsweise von D. LEUSCHNER in "Grund begriffen der Thermodynamik" zusammengestellt worden sind (weitere Literaturhinweise finden sich am Schluss des Bandes). Die Erorterung von Phasendiagrammen ordnet sich ein in das allgemeine Ausbildungsprogramm zur Struktur und zu den Eigenschaften fester Korper. Analoge kurz gefasste Einfuhrungen in die ubrigen Teilgebiete sind bereits erschienen (vgl. PAUFLER, LEUSCHNER: Kristallo graphische Grundbegriffe der Festkorperphysik, Berlin und Braunschweig 1975; PAUFLER, SCHULZE: Physika lische Grundlagen mechanischer Festkorpereigenschaften, Berlin und Braunschweig 1978) oder werden vorbereitet. Jeder Band kann auch einzeln benutzt werden. Die Anregung, diese Lernhilfe niederzuschreiben, Vorwort 10 verdanke ich noch meinem 1974 verstorbenen Lehrer, Herrn Prof. (ern.) Dr. phil. habil. G. E. R. SCHULZE. Ihm schulde ich auch zahlreiche methodische Hinweise. Dankend erwahnt seien auch vielfaltige Fachdiskussionen uber thermodynamische Fragen, die ich wahrend meiner Lehrtatigkeit in Dresden mit den Herren Prof. Dr. H.-

Spis treści

1. Grundbegriffe.- 1.1. Aufbau der Festkörper.- 1.2. Beschreibung des thermodynamischen Zustandes.- 1.3. Thermodynamische Potentiale.- 1.4. Aktivität und Dampfdruck.- 2. Phasengleichgewicht.- 2.1. Gleichgewichtsbedingungen für heterogene Systeme.- 2.2. Stabilitätskriterien.- 2.3. Mengenanteile der Komponenten und Phasen.- 2.4. Phasenregel.- 2.5. Phasendiagramm.- 2.6. Zustandsgieichungen.- 2.7. Metastabilität.- 2.8. Reaktionsgleichgewicht.- 2.9. Systemveränderungen bei bestehendem Zweiphasengleichgewicht.- 2.9.1. Einkomponentensysteme.- 2.9.2. Zweikomponentensysteme.- 3. Phasendiagramme einkomponentiger Systeme.- 3.1. p-T-Diagramme.- 3.2. V-T- und ???-T-Diagramme.- 3.3. p- V-Diagramme.- 4. Phasendiagramme zweikomponentiger Systeme.- 4.1. T-X-Phasendiagramme.- 4.1.1. Vollständige Mischbarkeit der Komponenten im festen und flüssigen Zustand.- 4.1.1.1. Geometrie des Diagramms.- 4.1.1.2. Thermische Analyse.- 4.1.1.3. Erstarrung eines flüssigen Systems.- 4.1.1.4. Ableitung der Form des Phasendiagramms aus der freien Enthalpie.- 4.1.1.5. Ableitung aus Eigenschaften der Komponenten.- 4.1.2. Begrenzte Mischbarkeit im festen oder flüssigen Zustand.- 4.1.2.1. Mischungslücke.- 4.1.2.2. Eutektisches System.- 4.1.2.3. Peritektisches System.- 4.1.3. System mit intermediärer Phase (oder zwei elektischen Punkten).- 4.1.4. Berücksichtigung der Dampfphase. Der p-T-X-Raum.- 4.2. p-T- Diagramme.- 4.3. p-X-Diagramme.- 5. Phasendiagramme dreikomponentiger Systeme.- 5.1. Darstellungsformen.- 5.1.1. GIBBSsches Dreieck.- 5.1.2. Ternärer Körper.- 5.1.3. Isotherme Schnitte.- 5.1.4. Schwerpunktsatz.- 5.1.5. Zur Konzentrationsebene senkrechte Schnitte.- 5.1.6. Kristallisationsgang und Projektionen in die Xk-Ebene.- 5.1.7. Zustandsräume.- 5.2. Typische Formen der Phasendiagramme dreikomponentiger Systeme.- 5.2.1. Vollständige Mischbarkeit.- 5.2.2. Mischungslücken im festen Zustand in drei binären Randsystemen.- 5.2.3. Mischungslücken in zwei binären Randsystemen.- 5.2.4. Mischungslücke in einem binären Randsystem.- 5.2.5. Eine binäre Verbindung in einem Randsystem.- 5.2.6. Auftreten von je einer Verbindung in zwei Randsystemen.- 5.2.7. Auftreten einer ternären Verbindung.- 5.3. Thermodynamik des Phasengleichgewichts.- 6. Phasendiagramme höherkomponentiger Systeme.- 6.1. Vierkomponentige Systeme.- 6.2. Fünf- und höherkomponentige Systeme.- 6.2.1. Konzentrationssimplex.- 6.2.2. Koordinatensysteme.- 6.2.3. Projektionsmethoden.- 6.2.4. Phasenkomplexe.- 6.2.5. Triangulation ternärer Systeme.- 6.2.6. Zusammenhang von Zustandsräumen.- 6.3. Bestimmung von Phasendiagrammen.- 7. Statistische Betrachtung der thermodynamischen Zustandsfunktionen.- 7.1. Zustandssumme.- 7.2. Ideale Lösungen.- 7.3. Reguläre Lösungen.- 7.4. Punktfehler.- 8. Phasenumwandlungen.- 8.1. Einteilung der Umwandlungen.- 8.2. Kennzeichen diffusionsabhängiger Umwandlungen.- 8.3. Kennzeichen diffusionsloser Umwandlungen.- 8.4. Grundlagen der Umwandlungskinetik.- 8.5. Keimbildung.- 8.6. Kristallwachstum.- 8.7. Kinetische Phasenumwandlungen.- Konstanten und Umrechnungsbeziehungen.- Quellenverzeichnis.