Рис. 1.1. Изменение энергий
отталкивания (7), при- Рис 1.2. Диаграмма состоя-тяжеиия (2) и
взаимодействия атомов (3)
в зависи- вия металла при разных тем-мости от расстояния г
между вими пературах и
давлениях
состояний. Фазой называется однородная часть
системы, имеющая поверхность раздела, при переходе через которую
скачкообразно изменяются свойства.
На рис. 1.2 представлена
диаграмма фазового состояния металла. При условиях, отвечающих областям
ниже линии АОВ, внутри линии СОВ и между линией АОС и
вертикальной осью металл устойчив соответственно в газообразном Г,
жидком Ж и твердом кристаллическом К состоянии.
Двухфазные равновесия описываются линиями АО (кристалл — газ),
ОС (кристалл — жидкость), ОБ (жидкость — газ). В точке
О реализуется трехфазное равновесие кристалл — жидкость —
газ.
Равновесное существование
каждого из трех состояний обусловлено минимальным значением его
свободной энергии. В точках фазовых переходов свободные энергии
соответствующих фаз равны. Например, при температуре Ьх
и давлении Рг 11к =
£/ж.
Газообразный металл состоит из
отдельных электрически нейтральных атомов, взаимодействие которых
проявляется только при достаточном сближении их в процессе
хаотического теплового движения. Среднее расстояние между атомами зависит
от давления и обычно значительно превышает размеры самих атомов.
Неионизированный металлический газ, как и любой другой, не проводит
электрического тока.
Жидкий металл по своему атомному
строению совершенно не похож на газообразный. Исследованиями
установлено, что по ряду признаков жидкое состояние металла ближе к
твердому, кристаллическому, чем к газообразному, хотя в расположении
атомов жидкого металла нет той регулярности, которая является основным
признаком кристаллического тела. В зависимости от степени нагрева
выше температуры плавления расположение атомов в жидком металле все
больше и больше отличается от расположения их в металле, находящемся в
кристаллическом состоянии. Атомы в жидком металле перемещаются в
объеме. Скорость их движения определяется температурой.
Поскольку при плавлении металла
энергия межатомного взаимодействия ослабляется незначительно, в
жидком металле постоянно проявляется стремление атомов к созданию
группировок. В последних размещение атомов подобно их расположению в
кристаллах. Такие группировки непрерывно создаются и непрерывно
распадаются в различных участках объема. Чем выше температура и
больше кинетиче-
