واکنش پری تکتیک
در واکنش پری تکتیک (Peritectic Reaction)، یک مذاب و یک جامد برای تشکیل یک فاز جدید در دمای ثابت در هنگام سرد کردن واکنش انجام می دهند. واکنش به طور کلی به صورت زیر است:
جامد تشکیل شده معمولا یک فاز واسطه است، اما در بعضی از موارد می تواند یک محلول جامد انتهایی باشد. این شکل نشان می دهد که {{ترکیب واسطه}}، AmBn با ترکیب (30B-70A) است. هنگامی که این ترکیب تا دمای پری تکتیک گرم شود (نقطه G)، به دو فاز مذاب و جامد A تجزیه می شود. بنابراین مثالی از یک آلیاژ واسطه با نقطه ذوب نامتجانس است. واکنش پری تکتیک درست عکس واکنش یوتکتیک است که در آن یک فاز تشکیل دو فاز جدید در هنگام سرد کردن را می دهد. خط لیکوئیدوس، TADETB و خط سالیدوس، TATPGJTETB است. خط واکنش پری تکتیک، TPD است. ملاحظه می شود که فقط بخشی از این خط (طول TPG) بر خط سالیدوس منطبق است. حال سرد کردن تعادلی چند آلیاژ مورد بررسی قرار داده می شود. آلیاژ 1 با ترکیب 10B-90A تا T1 به صورت مذاب است. در این دما، انجماد با تشکیل بلور های فلز خالص A آغاز می شود. با کاهش دما، مقدار مذاب کاهش می یابد و ترکیب به سمت پایین در امتداد خط لیکوئیدوس حرکت می کند. شرایط درست بالای دمای پری تکتیک (TP) به صورت زیر است: |
![]() |
شرایطی که درست در زیر دمای پری تکتیک وجود دارد به صورت زیر است:
در اولین نگاه به نظر می رسد که در خط افقی مذاب ناپدید شده و به جای آن ترکیب A m Bn تشکیل شده است. اما بررسی ترکیب شیمیایی نشان می دهد که این کار امکان پذیر نیست ، زیرا مذاب شامل 60 درصد A است در حالی که A m Bn شامل 70 درصد A است. بنابراین مذاب به تنهایی برای تشکیل این ترکیب، از A غنی نیست. مذاب باید با مقدار صحیح جامد A واکنش انجام دهد. واکنش زیر در دمای پری تکتیک برای رسیدن ترکیب مذاب به ترکیب A m Bn انجام می شود.
این واکنش در اطراف سطح هر دانه جامد A که در تماس با مذاب است رخ می دهد. هنگامی که به ترکیب صحیح رسیده شود لایه AmBn منجمد می شود، که هر دانه A را احاطه می کند. سپس سرعت واکنش تا اندازه ای کند می شود، زیرا برای ادامه واکنش، نفوذ اتم از طریق دیواره AmBn پری تکتیک صورت می گیرد. هنگامی که نفوذ کامل شد، تمام مذاب مصرف می شود. چون %8A برای این واکنش لازم است، %67A باقی خواهد ماند و ساختار میکروسکوپی نهایی متشکل از دانه های A اولیه که به وسیله ترکیب AmBn احاطه شده اند، خواهد بود. داستان برای هر آلیاژی در سمت چپ نقطه G بدین شکل است، با این تفاوت که مقدار A اضافی باقی مانده بعد از واکنش پری تکتیک متفاوت خواهد بود. هر چه ترکیب آلیاژ به ترکیب AmBn نزدیکتر باشد، A اولیه کمتری در ساختار میکروسکپی وجود خواهد داشت. در آلیاژ 2 (35B-65A) در T2، A خالص منجمد می شود و با ادامه انجماد، مذاب از B غنی تر می شود. در نقطه H، ترکیب مذاب (40B-60A) است. با استفاده از قانون اهرم دیده می شود که آلیاژ شامل %87.5 مذاب و %12.5 جامد A است. چون خط GD بخشی از خط سالیدوس نیست، پس از این واکنش باید مقداری مذاب باقی بماند. بنابراین در واکنش باید جامد A با مقداری از مذاب برای تشکیل AmBn ناپدید شود. مجددا همان واکنش اتفاق می افتد. |
|
مقدار مذابی که در واکنش بالا شرکت می کند، می تواند با استفاده از قانون اهرم در زیر دمای واکنش تعیین شود:
چون قبل از واکنش 87.5% مذاب و بعد از واکنش 50% مذاب وجود دارد. بدیهی است که 37.5% مذاب با 12.5% جامد A برای تشکیل 50% ترکیب AmBn در دمای پری تکتیک واکنش انجام داده است. با ادامه سرد کردن، بلور های AmBn از مذاب جدا می شود و مذاب از B غنی تر می شود و ترکیب آن به تدریج به سمت پایین در روی خط لیکوئیدوس حرکت می کند تا به نقطه E برسد. در این نقطه فقط 10% مذاب باقی مانده است. چون مذاب دارای ترکیب یوتکتیک است به مخلوط یوتکتیک (AmBn+B) منجمد می شود. ساختار میکروسکوپی این آلیاژ در دمای محیط متشکل از AmBn 90% اولیه احاطه شده به وسیله 10% مخلوط یوتکتیک (AmBn+B) است.
منابع و پیوندها
گردآوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن
احمد رزاقیان ، خواص فیزیکی مواد ، انتشارات دانشگاه بین المللی امام خمینی ، 1390.
برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است