Молекулярная физика. Том 2 - Матвеев А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
кристаллизация эвтектического жидкого раствора. Таким образом, при
составе жидкого раствора, отличного от эвтектического, кристаллизация
происходит не при постоянной температуре, а в определенном интервале
температур. Получающаяся в результате кристаллизации твердая фаза состоит
из больших кристалликов компоненты, которая была в жидком растворе
представлена богаче, чем в эвтектическом. Кристаллики другой компоненты
представляются в сплаве более мелкими, вкрапленными между крупными
кристалликами первой компоненты. Нет необходимости повторять все эти
рассуждения для случая, когда первоначальный состав оказывается
обогащенным не компонентой В, а компонентой А. В этом случае все
происходит аналогично, лишь компоненты меняются своей ролью в процессе
кристаллизации.
На фазовой диаграмме имеются четыре разделенные области. Линия Т0ЭF
разделяет жидкое состояние, лежащее сверху, от двухфазного состояния,
когда присутствуют одновременно жидкая и твердая фазы. Ниже линии Т0Э
лежит область двухфазных состояний (жидкий раствор и твердая фаза) в том
случае, когда имеется преобладание компоненты В по сравнению с
эвтектическим составом, а ниже линии 3F лежат двухфазные состояния при
преобладании компоненты А в системе. Горизонтальная линия T3G отделяет
двухфазные состояния от твердых состояний, которые располагаются ниже
этой линии.
В качестве примера хорошо изученных сплавов можно указать сплав свинца с
сурьмой. Их температуры плавления равны соответственно 605 и 903 К.
Эвтектический состав соответствует 86% свинца и 14% сурьмы, а температура
плавления эвтектики равна 513 К.
Твердые растворы. Они делятся на твердые растворы замещения, внедрения и
вычитания. В твердых растворах замещения часть атомов в кристаллической
решетке одной из компонент замещается атомами другой компоненты. В
твердых растворах внедрения атомы одной из компонент внедряются между
узлами кристаллической
132
А (0%) /1(100%)
5(100%) 5(0%)
133
Ах(0%) /1,(100%)
Д2(100%) А2(0%)
132. Диаграмма состояний бинарного сплава
133. Диаграмма состояний твердого раствора
§ 49. Полимеры 345
решетки второй компоненты. В- твердых растворах вычитания происходит не
только внедрение или замещение атомов одной компоненты атомами другой, но
и сохраняется решетка другой компоненты, однако с пустыми местами в части
узлов.
Диаграмма состояния твердых растворов (рис. 133) в простейшем случае
аналогична диаграмме состояния жидких растворов (см. рис. 95). Отличие
состоит лишь в том, что вместо газообразной фазы (см. рис. 95) на рис.
133 имеется жидкая фаза, а вместо жидкой фазы (см. рис. 95) на рис. 133
находится твердая фаза. Все, что в § 38 было сказано в связи с рис. 95,
можно повторить, заменив лишь газ на жидкость, жидкость - на твердое
тело, а кипение - на плавление. Нет необходимости все это повторять, а
рекомендуется разобрать процессы образования твердых растворов на
диаграмме рис. 133 в порядке упражнения.
Так же как и в случае жидких растворов, в твердых растворах имеются более
сложные ситуации, подобные, например, изображенной на рис. 96. Их разбор
не добавляет принципиальных моментов, но является довольно утомительным.
Поэтому все такие возможные ситуации, так же как и в случае жидких
растворов, мы не будем рассматривать.
§ 49 Полимеры
Описываются общие свойства макромолекул и кристаллические структуры
полимеров Излагаются общие сведения о форме макромолекулярных кристаллов
и их дефектах.
Введение. В повседневной жизни человека твердые тела, рассмотренные в
данной главе, составляют лишь часть твердых тел, с которыми он имеет
дело. Например, растительные и животные ткани (древесина, кожа, шерсть,
лен, хлопок и т. д.), целлюлоза, стекловолокно, каучук, промышленные
пластмассы и громадное число других повседневно используемых материалов
не относятся непосредственно к классу тех твердых тел, которые были
рассмотрены. К ним не относятся также белки и нуклеиновые кислоты,
играющие определяющую роль в формировании и функционировании живых
организмов. Все они образуют большой и важный класс веществ, называемых
полимерами. Исследование полимеров долгое время было и продолжает
оставаться предметом изучения физической химии, практическую деятельность
в области которой осуществляют преимущественно химйки, поскольку главной
практической задачей в ней является получение новых полимерных материалов
с заданными свойствами, осуществляемое химическими методами. Фронт
исследований неизменно расширяется, а роль полимерных материалов в
деятельности человека растет быстрыми темпами. Увеличивается число
физиков, занимающихся исследованием полимеров, появились монографии,
написанные физиками, и физика полимеров становится предметом изучения не
только на химических факультетах университетов, но и на физических.
Поэтому в настоящее время представляется необходимым уделить этому
некоторое внимание в курсе общей физики.
Макромолекулы. У традиционных для физики веществ молекулы состоят из
