Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

1 Termodynamika materiálů Jindřich Leitner  2011 Jindřich Leitner 6. Velmi zředěné roztoky.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "1 Termodynamika materiálů Jindřich Leitner  2011 Jindřich Leitner 6. Velmi zředěné roztoky."— Transkript prezentace:

1 1 Termodynamika materiálů Jindřich Leitner  2011 Jindřich Leitner 6. Velmi zředěné roztoky

2 2 Velmi zředěné roztoky v metalurgii a materiálovém inženýrství Rozpustnost plynů v taveninách [H] Fe = 0,0026 hm.%, [N] Fe = 0,044 hm.% (1873 K) Mikrolegované oceli (slitiny) obsah příměsí 0,01 až 0,1 hm.% Příměsi v polovodičích GaAs:Si at/cm 3 (x Si = 4, )

3 3 Aktivita složky roztoku Raoultův standardní stav Čistá látka (φ), T a p systému Fe-Ni(l), T = 1873 K

4 4 Aktivita příměsi ve velmi zředěném roztoku Henryho zákon (1803)Sievertsův zákon (1910) Fe(l) 1873 KH 2 O(l) 298 K

5 5 Aktivitní koeficient příměsi ve velmi zředěném roztoku Formalismus interakčních koeficientů (parametrů) C. Wagner (Thermodynamics of Alloys, 1952) C.H.P. Lupis & J.F. Elliott (Acta Metallurgica, 1966) Binární systém 1-2, složka 1 rozpouštědlo, složka 2 příměs ln  2 = f(x 2 ), Taylorův rozvoj v bodě x 2  0 Interakční koeficient 1.řáduInterakční koeficient 2.řádu

6 6 Fe-Si(l), T = 1873 K P

7 7 Obecně platí: v oboru koncentrací, kde se příměs chová ideálně podle Henryho zákona, chová se rozpouštědlo ideálně podle Raoultova zákona, tj.  1 = 1. Aktivitní koeficient rozpouštědla Integrace Gibbsovy-Duhemovy rovnice x 2  0 Pro konečné hodnoty x 2 není tdm. konsistentní !

8 8 Alternativní volba standardního stavu Henryho standardní stav H(x) – mol. zlomky   2 = 0,135 Henryho standardní stav: Roztok složky 2 v rozp. 1, jednotková koncentrace (x, w, m, …) ideální chování ve smyslu HZ, dané T a p

9 9 Fe-Ni(l), T = 1873 K Fe-Mn(l), T = 1873 K

10 10 Fe-Si(l), T = 1873 K

11 11 Henryho standardní stav H(w) - hm.% Hmotnostní procento složky 2 - w 2 : Alternativní volba standardního stavu Henryho standardní stav H(w) – hmot. %

12 12

13 13 Odchylky od ideálního chování ve smyslu HZ Binární systém 1-2, složka 1 rozpouštědlo, složka 2 příměs log  H(w) 2 = f(w 2 ), Taylorův rozvoj v bodě w 2  0 Interakční koeficient 2.řádu Interakční koeficient 1.řádu

14 14 N-složkové velmi zředěné roztoky Fe-N(l), T = 1873 K, p(N 2 )/p° = 1 Fe-X-N (l), T = 1873 K, p(N2)/p° = 1 0,044

15 15 N-složkové velmi zředěné roztoky

16 16 Henryho standardní stav H(x)

17 17 Henryho standardní stav H(w)

18 18 X(φ)  i(l)  ΔG(R  H(x)) (J mol -1 ) ΔG(R  H(w)) (J mol -1 ) Al(l)0, ,31 T – 27,91 T B(s) ,97 T – 21,55 T C(s)22594 – 15,06 T22594 – 40,58 T Co(l)1, – 38,74 T Cr(l)1,00-37,70 T Cu(l)8, – 39,37 T Mn(l)1, – 38,16 T ½ N 2 (g) ,89 T Nb(l)1,00-42,68 T ½ O 2 (g) – 2,89 T Pb(l) – 53,17 T – 106,27 T ½ S 2 (g) ,43 T Si(l)0, ,23 T ,24 T Ti(l)0, – 37,03 T V(l)0, ,55 T – 35,98 T W(l)1,00-48,12 T Zr(l)0, , ,8 – 42,38 T Fe-X(l), T = 1873 K X iiii eiieii Al5,60,045 B2,50,038 C6,90,124 Co0,50,0022 Cr0-0,0003 Cu6,00,023 Mn00 N0,80 Nb-0,70 O-12,5-0,20 Pb-14,47-0,014 S-3,3-0,028 Si12,60,11 Ti2,70,013 V3,10,015 W-4,31-0,0026 Zr7,630,022

19 19 Přepočetní vztahy mezi standardními chemickými potenciály, aktivitami a aktivitními koeficienty pro různé standardní stavy J. Leitner, P. Voňka: Termodynamika materiálů


Stáhnout ppt "1 Termodynamika materiálů Jindřich Leitner  2011 Jindřich Leitner 6. Velmi zředěné roztoky."

Podobné prezentace


Reklamy Google