це раздела жидкой фазой и остальной ее частью (диффузионная стадия).

Процесс перехода твердого вещества в жидкое при контакте с другим жидким веществом в определенном приближении феноменологически описывается простым уравнением, впервые предложенным Н. А. Щукаревым:

-|?-=/Ср(Сж-С)5,(9)

где /Ср — константа скорости растворения;

Сж — концентрация насыщенного жидкого раствора; С- текущая концентрация жидкого раствора; 5 — площадь контакта твердого н жидкого вещества. Полагая, что количество перешедшего в жидкий раствор твердого вещества Ч=СУЖ (1» — объем жидкой фазы), получим следующее уравнение для 'Определения концентрации жидкой фазы за время т;

С = С[1-ехр(-/СР1|-]г].(10)

В последующих работах были даны расчеты процесса диффузии атомов твердого металла из жидкого слоя, прилежащего к границе раздела фаз. Количественная оценка этого процесса весьма затруднена из-за отсутствия надежных данных о диффузии в жидких расплавах.

Отвод атомов растворенного металла из приграничной области жидкой фазы в остальной ее объем может происходить не только в результате диффузии, но и путем переноса их жидкостью при ее движении (конвекцией). Конвекция может быть вынужденной (механической) или естественной, в результате температурных и концентрационных флуктуации, вызванных, в частности, ликвацией сплава. Обычно конвективное движение в жидкой фазе ускоряет выравнивание состава и достижение равновесной ее концентрации Сж, определяемой диаграммой состояния и температурой взаимодействия.

Конвективный перенос может происходить в жидкой фазе вне приграничной ее области с твердым металлом.

Экспериментальные данные, полученные при изучении характера растворения многих пар твердых и жидких металлов, показали, что этот процесс определяется преимущественно диффузионной стадией [34]. Это подтверждает гипотезу о большой скорости перехода атомов металлов через межфаз-иую границу иа первом этапе их взаимодействия.

Рассмотрение процессов, происходящих в контакте твердого и жидкого металлов с учетом их химического сродства, степени равновесности системы иа разных этапах перехода ее к стабильному равновесию и особенностей фазовых переходов первого рода позволяет по-другому трактовать кинетическую стадию процесса на границе твердой и жидкой фаз.

О химическом сродстве и характере взаимодействия при контакте двух металлов можно судить по типу их диаграммы состояния, которая является по существу геометрическим местом точек, определяющим состав фаз, находящихся в равновесии при разных температурах.

На рис. 23 представлены типы двойных диаграмм состояния по степени возрастания в них химической связи между атомами (ионами) компонентов А и В. Атомы компонентов А и В по диаграмме состояния типа а не образуют растворов ни в жидком, ни в твердом состояниях. По мере возрастания химической связи между атомами компонентов А н В по сравнению с химической связью между одноименными атомами компонентов А или В, на диаграммах состояния А-—В появляются сначала жидкие растворы в ограниченной (б*, в), а затем п во всей области концентрации (г—д), а затем ограниченные , ) неограниченные твердые растворы (и, к) и, наконец, химические соединения ( , )

Состав фаз системы А—В, находящихся в равновесии при температуре Т\, определяется точками пересечения коноды, проведенной на уровне 7"i с кривыми солндуса иликвид\са диаграммы состояния. Все остальные твердые и жидкне сплавы системы А—В, включая А и В, будучи введены в физический контакт, представляют термодинамически неравновесную систему, в которой при заданной температуре в месте их контакта возникают процессы, стимулирующие возвращение ее к равновесному состоянию- Этот переход согласно термодинамическим представлениям происходит через метастабильиое и лабильное равновесие.

Как известно, различные системы по степени стабильности состояний при изменении их параметров можно разделить на пять групп: 1) постоянно устойчивые (безразлично равновесные); 2) стабильно равновесные (стабильные); 3) метаста-бильно равновесные (метастабнльные); 4) нестабильные (неравновесные); 5) предельно нестабильные (предельно неравновесные — лабильные).

РИС. 2я. Ряд дооЗних ,нагр им состояния го степени поэр стация в них химической связи между атомами (ионами) А и В