Міністерствоосвіти і науки Російської Федерації
ФедеральнеАгентство загальної та професійної освіти
Челябінськийдержавний університет
Кафедрааналітичної і фізичної хімії
Курсоваробота
Визначеннятермодинамічних активностей компонентів бронзи БрБ2
Челябінськ2006
Зміст
Введення
1. Літературний огляд
1.1Мідь і сплави наїї основі. Бронзи
1.2Діаграмастану Be-Cu
1.3Діаграмастану Be-Ni
1.4Діаграма стануCu-Ni
1.5Термодинамічнемоделювання властивостей твердих металевих розчинів
2. Розрахункова частина
2.1РозрахунокЗалежно енергій змішування компонентів системи Cu-Ni від температури
2.2Розрахунок куполарозшаровування твердого розчину Cu-Ni
2.3Обчисленнятермодинамічних активностей міді та нікелю в бінарній системі при 25 В° С
2.4Обчисленнятермодинамічних активностей компонентів бронзи БрБ2 при 25 В° С
Висновки
Додатка
Список використаної літератури
мідь бронзатермодинамічна активність
Введення
Мета даної роботи -розрахунок термодинамічних активностей компонентів берилієвої бронзи БрБ2. Цеє першим кроком на шляху до вивчення термодинамічних властивостей цієї бронзи,побудови діаграм стійкості сплаву в різних умовах, вивчення йогофізико-механічних властивостей. В даний час сплави на основі міді, і вЗокрема, бронзи знаходять широке застосування в різних галузях науки ітехніки. Тому вивчення властивостей подібних сплавів - це цікаве питання.
У першій частині роботи -огляді літератури - буде приведена деяка інформація про міді і її сплавах.Особливу увагу буде приділено бронзам, і зокрема, берилієвим бронзам.
берилієвої бронзи БрБ2 -це трьохкомпонентна система. Для опису властивостей її компонентів будутьнаведені діаграми стану бінарних систем, в яких ці компонентиз'єднані один з одним попарно, а також короткі їхнього опису.
Також буде розказано протеорії, в рамках якої буде проведений подальший розрахунки - узагальненоїтеорії В«регулярнихВ» розчинів.
Друга частина роботи -розрахункова. Власне, в ній і будуть приведені схеми розрахунків всіх необхіднихвеличин і дано конкретні результати, отримані автором роботи.
Всі коментарі доотриманими результатами будуть зроблені у висновках.
1.Літературнийогляд
1.1Мідь і сплави наїї основі. Бронзи [1, c. 406-417]
Мідь -метал червоного, в зламі рожевого кольору. Температура плавлення чистої мідідорівнює 1083 В° С. Кристалічна решітка - ГЦК з періодом а = 0,31607 нм.Щільність міді дорівнює 8,94 г/см 3 . Мідь має настільки високимиелектропровідністю і теплопровідністю, що їх прийнято приймати за 100%, адля всіх інших технічних металів, за винятком срібла, ці властивостіпорівнювати з властивостями міді і виражати у відсотках. Питомий електричнийопір міді дорівнює 0,0175. В залежності від чистоти мідьвиготовляють наступних марок: М00 (99,99% Cu), М0 (99,97% Cu), Ml (99,9% Cu), М2 (99,7% Cu), МОЗ(99,50% Cu). Присутні в міді домішки роблять великий вплив на їївластивості.
Захарактером взаємодії домішок з міддю їх можна розділити на три групи.
1)Домішки, що утворюють з міддю тверді розчини: Ni, Zn, Sb, Sn, Al, As, Fe, P та ін; цідомішки (особливо Sb і As) різко знижують електропровідність ітеплопровідність міді, тому для провідників струму застосовують мідь М0 і Ml, що містить <0,002% Sb і <0,002% As. Сурма, крім того, ускладнюєгарячу обробку тиском.
2)Домішки Pb, Bi і інші, практично не розчинні в міді, утворюють в ній легкоплавкіевтектики, які, виділяючись по межах зерен, утрудняють обробку тиском.При вмісті 0,005% Biмідь руйнується при гарячій обробці тиском; при більш високому вмістівісмуту мідь стає, крім того, хладноломкость; на електропровідність ці домішкинадають невеликий вплив.
3)Домішки кисню і сірки, що утворюють з міддю тендітні хімічні сполуки Сu 2 Про і Cu 2 S, що входять до складу евтектики.Кисень, перебуваючи в розчині, зменшує електропровідність, а сірка не впливаєна неї. Сірка покращує оброблюваність міді різанням, а кисень, якщо вінприсутній в міді, утворює закис міді і викликає В«водневу хворобаВ».
Принагріві міді в атмосфері, яка містить водень, відбувається його дифузія вглибміді. Якщо в міді присутні включення Сu 2 О, то вони реагують з воднем, у результаті чого утворюютьсяпари води по реакції
Сu 2 Про + Н 2 в†’ 2Сu + Н 2 О,
протікаєзі збільшенням обсягу. Це створює в окремих ділянках металу високий тискі викликає появу мікротріщин, які можуть призвести до руйнування деталі.
Мідьдобре пручається корозії в звичайних атмосферних умовах, у прісній іморській воді та інших агресивних середовищах, але володіє поганою стійкістю всірчистих газах і аміаку.
Механічнівластивості міді в литому стані такі:
;
в гарячедеформованістані:
.
Прихолодному деформуванні межа міцності може бути підвищений до 450 МПа(Дріт) при зниженні відносного подовження до 3%. Модуль нормальноїпружності міді дорівнює 115 000 МПа.
Мідьлегко обробляється тиском, але погано різанням, і має невисокі ливарнівластивості через велику усадки. Мідь погано зварюється, але легко піддаєтьсяпайку. Її застосовують у вигляді листів, прутків, труб та дроту.
Велектротехнічної промисловості, електроніці та електровакуумної техніцізастосовують безкисневу М0б (0,001% Про 2 ) і розкислення М1р (0,01% Про 2 )мідь.
Розрізняютьдві основні групи мідних сплавів:
1)Латуні - сплави міді з цинком;
2)Бронзи - сплави міді з іншими елементами, у числі яких, але тільки поряд зіншими, може бути і цинк. Мідні сплави мають високі механічні ітехнічними властивостями, добре пручаються зносу і корозії. Прийнятатаке маркування мідних сплавів. Сплави позначають буквами В«ЛВ» (латунь) абоВ«БрВ» (бронза), після чого слідують букви основних елементів, що утворять сплав.Наприклад, О - олово, Ц - цинк, Мц - марганець, Ж - залізо, Ф - фосфор, Б -берилій, X - хром і т. д. Цифри, наступні забуквами, вказують кількість легуючого елемента. ,
Порядокцифр для бронз і латуней різний. У марках деформівних латуней перші двіцифри після букви В«ЛВ» вказують середній вміст міді у відсотках. Наприклад,Л70 - латунь, що містить 70% Си. У разі легованих деформівних латунейвказують ще букви і цифри, що позначають назву і кількість легуючогоелемента, наприклад ЛАЖ60-1-1 означає латунь з 60% Сu, леговану алюмінієм (А) в кількості 1% і залізом (Ж) укількості 1%. Зміст цинку визначається по різниці від 100%. Вдеформованих бронзах зміст основного компонента - міді - невказується, а визначається по різниці. Цифри після букв, відокремлені один відодного через тире, вказують середній вміст легуючих елементів ввідсотках; цифри розташовані в тому ж порядку, як і букви, що вказуютьприсутність в бронзі того чи іншого елемента, наприклад, бронза БрОЦ4-3 маєнаступний склад: олова (О) - 4%, цинку (Ц) - 3%. Зміст міді визначаєтьсяпо різниці від 100%.
Вливарних латунь і бронза середній вміст компонентів сплаву у відсоткахставиться відразу після букви, що позначає його назву. Наприклад, латуньЛЦ40Мц1, 5 містить 40% цинку (Ц) і 1,5% марганцю (Мц). Бронза БрА10ЖЗМц2містить алюмінію (А) 10%, заліза (Ж) - 3% і марганцю (Мц) - 2%.
Олов'янібронзи . На рис. 1.1приведена діаграма стану Сu-Sn. Фаза О± представляє твердийрозчин олова в міді з ГЦК-решегкой. У сплавах цієї системи утворюютьсяелектронні з'єднання: ОІ-фаза (), Оґ-фаза (), Оµ-фаза (), а такожОі-фаза - твердий розчин на базі хімічної сполуки, природа якогоне встановлена. Система Сu-Sn має ряд перитектическойперетворень і два перетворення евтектоїдних типу. При температурі 588 В° Скристали ОІ-фази зазнають евтектоїдной розпад з утворенням О±-іОі-фаз, а при 520 В° С кристали тв...
