Бинарный сплав серебра что это

Сплав – это смесь двух и более элементов, среди которых преобладают металлы.

Сплавы классифицируются по следующим признакам:

1. Способ изготовления. Согласно данному признаку сплавы делятся на порошковые и литые.
2. Назначение. Согласно данному признаку сплавы делятся на инструментальные, специальные и конструкционные.
3. Способ получения изделия. Согласно данному признаку сплавы делятся на порошковые, литейные и деформируемые.
4. Характерные свойства. Согласно данному признаку сплавы делятся на коррозионностойкие, тугоплавкие, твердые, антифрикционные, легкоплавкие, жаропрочные, высокопрочные и другие.
5. Состав. Согласно данному признаку сплавы делятся на гетерогенные и гомогенные.
6. Характер основного металл. Согласно данному признаку сплавы делятся на черные, цветные и сплавы редких металлов.
7. Количество компонентов. Согласно данному признаку сплавы делятся на двойные, тройные и т. п.

Бинарные сплавы

Определение 2

Блесны из бинарного сплава серебра.

Бинарные сплавы и двойные системы – это сплавы, которые состоят из двух компонентов — двух металлов или металла и неметалла; в зависимости от температуры и состава бинарные сплавы могут находиться в различных фазовых и агрегатных состояниях.

В зависимости от характера взаимодействия составляющих различают разные типы бинарных сплавов. В металловедении, как правило используются сплавы, которые находятся в твердом состояния, поэтому бинарные сплавы, в зависимости от того, какие фазы образуются в данных системах делятся на две группы:

1. Твердые растворы на основе компонентов.
2. Промежуточные фазы.

Твердые растворы на основе компонентов могут быть граничными или непрерывными. К промежуточным фазам относятся фазы постоянного состава и фазы переменного состава. Такое разделение связано с вариантностью преобладающего фазового превращения, в котором принимают участие твердые растворы на основе компонентов. Деление двойных систем второй группы осуществляется с учетом протяженности области гомогенности промежуточной фазы на диаграмме состояния сплава, при заданной температуре.

«Бинарные сплавы»
Готовые курсовые работы и рефераты
Решение учебных вопросов в 2 клика
Помощь в написании учебной работы

Деление на фазы постоянного и переменного состава в существенной мере условно, потому что в природе не встречаются фазы постоянного состава, а только переменного состава. При этом области гомогенности некоторых фаз настолько узки, что ими можно пренебречь. При моновариантном равновесии в бинарных сплавах, а также в зависимости от кристаллической структуры фаз и агрегатного состояния различают следующие двухфазные равновесия:

1. Равновесие твердого и жидкого раствора на основе одной из составляющих.
2. Равновесие двух жидких фаз на основе одной или разных составляющих, которое наблюдается в случае ограниченной растворимости компонентов в расслоении — жидкое состояние. В металлических сплавах такое равновесие не встречается.
3. Равновесие двух твердых растворов на основе одного или разных элементов сплава, в данном случае у растворов разные кристаллические структуры и отличные химические составы.
4. Равновесие упорядоченного и неупорядоченного твердых растворов.
5. Равновесие двух твердых растворов на основе одного или разных компонентов — у растворов одинаковая кристаллическая структура, но отличный химический состав.

Нонвариантное равновесие может быть реализовано при постоянной температуре и при неизменности составов равновесных фаз. В бинарных металлических сплавах могут встречаться нонвариантные равновесия c участием одной или двух жидких фаз: монотектическое, эвтектическое, синтектическое, перитектическое.

Монотектическое и синтектическое равновесия в бинарных металлических сплавах практически не встречаются. Для твердого состояния возможны следующие нонвариантные равновесия — монотектоидное, перитектоидное и эвтектоидное. Экспериментальное построение диаграммы состояния бинарного сплава возможно, так как любое фазовое превращение сопровождается изменением физико-механических свойств или тепловым эффектом. Процесс перехода сплава из жидкого состояния в твердое сопровождается существенным выделением теплоты, поэтому, измеряя температуру при охлаждении или нагреве в функции времени могут быть определены температуры, при которых осуществляются фазовые превращения. Чтобы зафиксировать превращение в твердом состоянии, которые сопровождаются незначительными тепловыми эффектами, как правило наблюдают за той физической величиной, которая существенно изменяется во время фазового превращения, например, магнитные и электрические свойства.

Определение 3

Тепловой эффект – это изменение энтальпии или внутренней энергии системы вследствие протекания химической реакции и превращения исходного вещества в продукты реакции в том количестве, которое соответствует стехиометрии реакции при определенных условиях.

Источник: spravochnick.ru

Бинарный сплав

Рис. 1. Простая модель бинарного сплава с квадратной кристаллической решеткой. Ионы двух типов — A (показаны красным) и B (показаны синим) — расположены в узлах квадратной решетки. Каждый ион взаимодействует с четырьмя ближайшими соседями; потенциальные энергии всех парных взаимодействий (AA, AB и BB) считаются известными

Многие вещества в твердом состоянии образуют кристаллическую решетку, причем атомы или ионы разных типов, составляющие это вещество, чередуются в ней строго определенным образом. Всем известный со школы пример кристалла — поваренная соль NaCl — имеет кубическую решетку, в узлах которой сидят ионы натрия и хлора. У каждого иона натрия ближайшие соседи — только ионы хлора, у каждого иона хлора соседи — ионы натрия. Так получается потому, что ионы натрия и хлора притягиваются друг к другу, а два иона хлора или два иона натрия расталкиваются.

Однако далеко не всегда взаимное расположение атомов или ионов в решетке настолько жестко задано. Например, в металлических сплавах силы притяжения между ионами одного металла или разных металлов могут оказаться примерно одинаковыми. Сплав также образует кристаллическую решетку, но как именно ионы разных металлов рассядутся по ее углам — заранее не понятно.

Рассмотрим простейшую модель бинарного сплава (то есть сплава из двух металлов), см. рис. 1. Пусть для простоты кристаллическая решетка будет двумерной и квадратной. В узлах этой решетки как-то расположены ионы типа A и типа B, причем их в кристалле поровну. Будем считать, что каждый ион «чувствует» только четыре ближайших соседних иона, причем потенциальные энергии взаимодействия в каждой паре известны: два соседних иона типа A взаимодействуют с энергией –EAA, два иона типа B — с энергией –EBB, а два иона разного типа — с энергией –EAB. (Величины EAA, EBB, EAB положительны, а знаки «минус» означают, что потенциальная энергия между ионами отрицательна, то есть она способствует их притяжению.)

Задача

Как именно рассядутся ионы A и B по узлам решетки при низких температурах?

Подсказка 1

Низкая температура означает, что можно не учитывать тепловые флуктуации, которые могут привести к случайным перескокам ионов из одного узла в другой. После того как у кристалла отобрали всё тепло, он застынет в состоянии, отвечающем минимуму потенциальной энергии. Поэтому надо разобраться, какое именно расположение ионов типа A и B по кристаллу сможет минимизировать его общую потенциальную энергию при заданных значениях EAA, EBB и EAB.

Подсказка 2

Если сходу непонятно, как именно они должны сидеть в решетке, нарисуйте какое-нибудь простое расположение ионов так, чтоб ионов A и B было поровну, и сосчитайте, какая потенциальная энергия приходится в среднем на один узел. Попробуйте понять, что нужно для того, чтобы минимизировать эту величину.

Подсказка 3

На всякий случай стоит уточнить, что краевыми эффектами (то есть тем фактом, что в куске металла самые крайние ионы имеют связи, торчащие наружу) можно пренебрегать. Дело в том, что обычно рассматривается макроскопический кусок вещества, а в нём таких граничных ионов намного меньше, чем ионов в толще материала, и потому эффект от них очень мал.

Решение

Интуитивно понятно, что если EAA и EBB велики, а EAB — нет, то ионам одного типа энергетически выгодно держаться вместе. Наоборот, если EAB будет очень большой, то каждому иону выгоднее иметь всех соседей противоположного типа. В результате мы приходим к двум решеткам-кандидатам, показанным на рис. 2.

Рис. 2. Два кандидата на роль самых энергетически выгодных решеток

В первой решетке все связи типа AB, во второй — половина связей связи типа AA, половина — типа BB. (Граница раздела между двумя половинками металла содержит связи AB, но их на много порядков меньше, чем связей в толще вещества, и подобными граничными эффектами мы договорились пренебрегать.) Поэтому первая решетка становится выгоднее второй при выполнении условия:

В обратном случае энергетически более выгодной является вторая решетка — то есть полное разделение сплава на два несмешивающихся металла.

На самом деле, сравнение двух конкретных решеток — это еще не решение задачи. Ведь всего вариантов расположения ионов в решетке огромное множество, и все их перебирать и сравнивать друг с другом невозможно. Нужно найти способ, который доказал бы, что никакие другие решетки не могут быть еще более выгодными.

Для этого придется сделать чуть более сложные вычисления. Пусть у нас есть N ионов сорта A и N ионов сорта B. Полное количество узлов решетки 2N, а полное количество парных связей 4N. В произвольном расположении ионов по решетке будут связи всех трех типов: AA, BB, и AB; их количество обозначим как NAA, NBB и NAB, и вместе они должны давать 4N.

Между этими числами есть и еще одна связь. Рассмотрим какой-то определенный ион типа A. Всего из него выходит четыре связи, nAA штук типа AA и nAB штук типа AB: nAA + nAB = 4. Просуммируем теперь по всем ионам типа A, которых N штук. При этом все связи AA у нас сосчитаются ровно по два раза, все связи AB — ровно по одному разу, и никаких несосчитанных связей AA или AB у нас не останется. Это дает 2NAA + NAB = 4N. Аналогичное выражение получится и для ионов сорта B. Вычитая из одного другое, получим NAA = NBB.

Итак, среди трех чисел NAA, NBB и NAB есть только одно независимое, а остальные выражаются через него. В качестве независимого выберем, например, NAB и запишем его так: NAB = 4Nx. Величина x показывает, какую долю от всех связей составляют связи AB, и может меняться от 0 до 1. Тогда NAA = NBB = 2N(1 – x). Итак, величина x — единственная нужная для нас характеристика, описывающая состояние сплава.

Теперь всё готово для того, чтобы записать полную потенциальную энергию куска сплава:

Минимум Etot получается, когда произведение x(2EAB – EAA – EBB) максимально. Если выражение в скобках больше нуля, то максимум достигается при x = 1. Но это означает, что все связи в кристалле — типа AB, а это возможно в единственном случае, показанном на рис. 2, слева.

Если же выражение меньше нуля, то максимум достигается при x = 0. Это означает, что (за исключением граничных эффектов) в кристалле вообще нет связей AB, то есть что ионы двух типов не перемешиваются (рис. 2, справа). Итак, мы не только получили угаданный раньше ответ, но и доказали, что все бесчисленные промежуточные решетки, которым отвечают 0 < x < 1, никогда не будут энергетически более выгодными.

Послесловие

Описанная модель, несмотря на свою простоту, на самом деле очень богата на разные явления, которые возникают при малейшем усложнении задачи. Например, вы можете попробовать решить ту же задачу для случая, когда ионов одного сорта больше, чем другого, или же когда на той же решетке нужно рассадить ионы не двух, а нескольких разных сортов.

Но это всё математические комбинаторные усложнения. Вопросы, интересные с точки зрения физики, возникают при ненулевой температуре. Заметьте, что два полученных нами решения выглядят сильно по-разному, но имеют одну схожую черту — расположение ионов в решетке строго упорядочено.

При повышении температуры этот порядок начнет постепенно стираться, и в некоторый момент происходит фазовый переход — порядок исчезает вообще и ионы начинают гулять по узлам решетки хаотично. На глаз такой кусок металла не отличишь от рис. 2, слева, но у него изменятся термодинамические характеристики, например теплоемкость. Такой фазовый переход «порядок—беспорядок» очень характерен для магнитных материалов.

Еще одно интересное замечание касается перестройки решетки при остывании изначально горячего куска сплава. Мы нашли наиболее выгодные кристаллические решетки при низких температурах. Но может оказаться так, что образец охладили так быстро, что его реальная структура очень сильно отличается от оптимальной. Конечно, с течением времени ионы будут потихоньку меняться местами так, чтобы оптимизировать потенциальную энергию. Но в холодном состоянии этот процесс может длиться так долго, что нам будет казаться, что сплав застыл в неоптимальном состоянии.

Рис. 3. Фрустрация в треугольной решетке. Ни при каком размещении ионов двух сортов не удается сделать так, чтобы все три связи в треугольнике были типа AB. Даже если две связи — нужного типа (отмечены «OK»), третья неизбежно будет связью AA или BB (отмечена красным цветом)

Наконец, последнее замечание касается формы решетки. Что изменится, если вместо квадратной решетки взять треугольную? Поразительное наблюдение заключается в том, что тогда решение в случае, когда связи AB сильны, поменяется принципиально! Дело в том, что из-за геометрии решетки у нас уже не получится сделать сразу все связи типа AB. На рис.

3 показан кусочек такой решетки: в выделенном треугольнике можно организовать лишь две связи AB, а третья неизбежно получится либо AA, либо BB. Такое «бессилие» решетки оптимизировать сразу все связи называется в физике фрустрацией.

Самое главное свойство систем с фрустрацией состоит в том, что в них нет какой-то единственной конфигурации, минимизирующей энергию. Таких конфигураций — огромное число, и они могут сильно отличаться друг от друга. (Кстати, попытайтесь нарисовать несколько примеров.) У фрустрированных систем бывают также и необычные флуктуации с экзотическими свойствами (недавно открытый пример — магнитные монополи в спиновом льду). Вообще, фрустрированные материалы остаются одной из самых горячих тем в современной физике конденсированных сред.

Источник: elementy.ru

Бинарный сплав серебра что это

Пользователь
Регистрация: 03.11.2018
Откуда: Белгород

Сообщений: 2182
В друзьях у: 2
Голосов: 119 / 63

Добавлено: 14.12.2018 15:20:42

alex xxx,
я пробовал паять чистой эвтектикой, ничего хорошего не получалось, сейчас паяю эвтектика + 9% индия, припой получается не плохой, но довольно тугоплавкий и не очень текучий.
Паяю им цепи с толщиной проволки свыше 1 мм, тоньше не получается, слишком тугоплавкий.
Очень нравится, что не разъедается в лимонке.
Поэтому и озадачился припоями.

Пользователь
Регистрация: 13.08.2010
Откуда: г. Рыбинск Ярославской обл.

Сообщений: 6448
В друзьях у: 22
Голосов: 1054 / 61

Добавлено: 14.12.2018 15:24:25

Читаю, читаю я эту белиберду и поражаюсь.
Проблема яйца выеденного не стоит, а раздули! Чуть ли не космический корабль строите.
Добавить немного латуни или вообще просто цинка и все дела!
И температура понизится и текучесть будет.

Пользователь
Регистрация: 03.11.2018
Откуда: Белгород

Сообщений: 2182
В друзьях у: 2
Голосов: 119 / 63

Добавлено: 14.12.2018 15:33:40

alex xxx,
я не силен в металловедении, но мне не дает покоя одна вещь.
Эвтектический сплав серебро — медь, двойной, он действительно самый легкоплавкий, но если мы обавляем к примеру цинк, то а какой эвтектике может идти речь ? Ведь это уже получается тройной сплав?

Пользователь
Регистрация: 03.11.2018
Откуда: Белгород

Сообщений: 2182
В друзьях у: 2
Голосов: 119 / 63

Добавлено: 14.12.2018 15:36:38

Юрий Бессолов,
а проба припоя вас вообще не волнует, как таковая , так что ли ?
Больше цинка — меньше температура, меньше цинка — больше температура,
все просто до безобразия!
Зачем заморачиваться.

Изменено: uvrigel — 14.12.2018 15:46:08

Пользователь
Регистрация: 13.08.2010
Откуда: г. Рыбинск Ярославской обл.

Сообщений: 6448
В друзьях у: 22
Голосов: 1054 / 61

Добавлено: 14.12.2018 15:42:09

uvrigel,
Если для изготовления припоя имеется в наличии только 925 проба серебра, то не пофиг какой пробы будет припой? Лишь бы работал. Это же не золото.
Я всегда припой готовлю только из чистоты и у меня их три вида.
1. 80% серебра и 20% меди
2. 70 % серебра, 26% меди и 4% цинка
3. 70% серебра и 30% латуни. Получается в сплаве 19,5% меди и 10,5% цинка

Этими тремя видами припоев я паяю всё. Если под эмаль, то 1 и/или 2
Без эмали 2 и/или 3

Пользователь
Регистрация: 01.10.2010
Откуда: Предгорья Алтая

Сообщений: 8629
В друзьях у: 21
Голосов: 805 / 34

Добавлено: 14.12.2018 15:44:21

Цитата

(Diamant_x 14.12.2018 15:06:58) ремесленник, Спасибо за совет. Благо школа рядом. Сдегал к учительнице. Все решили. За одно и знаний набрался.

Быстро. Час назад дал совет, а он уже сбегать до школы успел.
Тот кто пляшет и поет — тот поет и пляшет, тот кто пашет и кует — тот кует и пашет.

Пользователь
Регистрация: 03.11.2018
Откуда: Белгород

Сообщений: 2182
В друзьях у: 2
Голосов: 119 / 63

Добавлено: 14.12.2018 15:50:09
Юрий Бессолов,
интересно какая примерно температура плавления у вашего припоя №1 ?

Пользователь
Регистрация: 13.08.2010
Откуда: г. Рыбинск Ярославской обл.

Сообщений: 6448
В друзьях у: 22
Голосов: 1054 / 61

Добавлено: 14.12.2018 15:52:54
uvrigel,
Не знаю, но очень высокая. Им можно паять только серебро 960 пробы, да и то тяжело.

Пользователь
Регистрация: 03.11.2018
Откуда: Белгород

Сообщений: 2182
В друзьях у: 2
Голосов: 119 / 63

Добавлено: 14.12.2018 15:59:44
Юрий Бессолов,
вот и я про тоже.
А паяете чем, партинками или пилите опилки с флюсом?

Пользователь
Регистрация: 16.11.2007
Откуда: Украина. Каменец — Подольский.

Сообщений: 120
В друзьях у: 0
Голосов: 0 / 0

Добавлено: 14.12.2018 16:01:07
uvrigel,
820градусов. По одной из книг.

Пользователь
Регистрация: 13.08.2010
Откуда: г. Рыбинск Ярославской обл.

Сообщений: 6448
В друзьях у: 22
Голосов: 1054 / 61

Добавлено: 14.12.2018 16:01:10
uvrigel,
Партинками. Иногда, когда много припоя нужно, подаю прямо с проволоки

Пользователь
Регистрация: 11.12.2010
Откуда: Москва

Сообщений: 4195
В друзьях у: 9
Голосов: 837 / 2

Добавлено: 14.12.2018 16:09:25

Цитата

(uvrigel 14.12.2018 15:33:40) alex xxx, я не силен в металловедении, но мне не дает покоя одна вещь. Эвтектический сплав серебро — медь, двойной, он действительно самый легкоплавкий, но если мы обавляем к примеру цинк, то а какой эвтектике может идти речь ? Ведь это уже получается тройной сплав?

Источник: www.jportal.ru