Реферат: Фазовые диаграммы как средство описания взаимодействия различных материалов. Основные фазовые диаграммы с участием кремния
равна произведению температуры на разность энтропии фаз, т. е. скачкообразное изменение или поглощение теплоты.
Важным является непрерывное изменение термодинамического потенциала. Функция (Т) и (Т) не изменяют особенностей вблизи точки фазового перехода, при этом с обеих сторон точки фазового перехода имеются минимумы термодинамического потенциала.
Этой особенностью объясняется возможность перегрева или переохлаждения фаз в случае фазовых переходов в системе.
Определим взаимосвязи между скачками термодинамических функций и . После дифференцировании по температуре соотношение Функция (Р,Т) = (Р,Т) с учетом выражения для S, V и q получим
Эта известная формула Клайперона-Клаузиса. Она позволяет определить изменение давлений, находящихся в равновесии фаз при изменении температуры либо изменении температуры перехода между двумя фазами при изменении давления. Скачкообразное изменение объема приводит к отсутствию определенной связи между структурой и системой фаз, преобразующихся при фазовом переходе первого рода, которые в связи с этим изменяются скачком.
Типичными для фазовых переходов первого рода являются переходы между агрегатными состояниями вещества, аллотропическими превращения многие фазовые превращения в многокомпонентных материалах.
Принципиальное отличие фазовых переходов второго рода от фазовых переходов первого рода заключается в следующем: переходы второго рода характеризуются как непрерывностью изменения термодинамического потенциала, так и непрерывностью изменения производных термодинамического потенциала .
Химическое равновесие
Термодинамическая функция – функция состояния, определяющая изменение термодинамических потенциалов при изменении числа частиц в системе. Другими словами – есть функция, которая определяет направление и предел самопроизвольного перехода компонента из одной фазы в другую при соответствующих превращениях и условиях (T, P, V, S, ni ).
Термодинамические потенциалы связаны с друг другом следующими соотношениями
F = U – TS
H = U + pV
G = F + pV
- количество вещества в граммах; - количества вещества в молях;
М – молекулярный вес соответствующего вещества.
Для теории твердых растворов, на которых работают все приборы микроэлектроники огромное значение имеет развитый Гиббсом метод химических потенциалов. Химическое равновесие можно определить с помощью химических потенциалов.
Химический потенциал характеризуется энергией, приходящейся на 1 атом
- химический потенциал; G – энергия Гиббса;
No – число Авогадро, NА – L = моль-1
т. е. (Р,Т) = (Р,Т)
Обе кривые характеризуют монотонное убывание с температурой, определяя значение энтропии фаз
и .
Выводы
Фазовые диаграммы состояний являются неотъемлемой частью обсуждения свойств материалов, когда речь идет о взаимодействии различных материалов.