بخشی از مقاله
چکیده
این مقاله به معرفی یک نرمافزار آموزشی-پژوهشی که جهت رسم دیاگرامهاي فازي دوتایی توسعه یافته است، می پردازد. به کمک این نرمافزار میتوان اثر پارامترهاي مختلف ترمودینامیکی را بر شکل نهایی دیاگرام فازي دوتایی مشاهده نمود. براي رسم این دیاگرام ها، از مینیمم کردن انرژيهاي آزاد انحلال مربوط به هر فاز و به دست آوردن منطقه پایداري هر فاز در دماهاي مختلف و سپس نمایش آن در دیاگرام نهایی استفاده شده است.
در این نرمافزار، به طور خاص براي محلولهاي باقاعده و به طور عام براي هر نوع محلول که روابط انرژي آزاد انحلال آن معلوم باشد، میتوان اقدام به رسم دیاگرام فازي نمود. به خصوص براي سیستم هاي نانو که مؤلفههاي انرژي آزاد سطح باید لحاظ شود، این نرم افزار میتواند مفید باشد. این نرمافزار به زبان C# نوشته شده است و داراي رابط کاربري گرافیکی است که باعث سهولت در استفاده کاربران از نرمافزار میشود. از امکانات نرمافزار میتوان به رسم دیاگرام فازي دوتایی بر اساس درصد وزنی و اتمی، رسم کانتور اکتیویته بر روي دیاگرام فازي دوتایی، رسم منحنی انرژي آزاد هر فاز و اکتیویته هر جز، برحسب ترکیب شیمیایی در دماي ثابت و رسم منحنی انرژي آزاد هر فاز و اکتیویته هر جز، برحسب دما در ترکیب شیمیایی ثابت، اشاره کرد.
مقدمه
در این مقاله به معرفی یک نرم افزار آموزشی-پژوهشی پرداخته میشود، که با دریافت اطلاعات ترمودینامیکی مورد نیاز براي رسم دیاگرام فازي در سیستم دوتایی مورد نظر، آن را ترسیم میکند. ابتدا به توضیح مفاهیم اولیه مربوط به دیاگرام فازي پرداخته میشود. فاز، بخشی از سیستم است که توسط سطحی احاطه شده باشد به طوري که بتوان آن را به صورت مکانیکی از بقیه قسمتها جدا کرد.
به کمک دیاگرام هاي فازي میتوان فاز یا فازهاي تعادلی در دما و ترکیب مشخص را به دست آورد. 1]و[2 این دیاگرام ها در حالت تعادل به دست میآیند و با وجود اینکه در عمل، حالت تعادل به ندرت اتفاق میافتد اما از این دیاگرامها اطلاعات مفیدي استخراج میشود، که میتوان در حالت غیرتعادلی - که معمول است - نیز، به صورت تقریبی، به کار برد. علاوه بر مشخص کردن فاز - هاي - تعادلی، اطلاعات دیگري نیز میتوان از نمودارهاي فازي استخراج کرد. مانند موارد زیر:
• نقطه ذوب اجزاء
• نقطه شروع و پایان انجماد در هر ترکیب - خط لیکوئیدوس - شروع انجماد - و سالیدوس - پایان انجماد - -
• مقدار و ترکیب فازها در حالت تعادل چند فاز
• دماهاي تبدیل آلوتروپیک - تغییر ساختار کریستالی -
اگر دیاگرام فازي دو جزء داشته باشد، دیاگرام فازي دوتایی و اگر سه جزء داشته باشد، دیاگرام فازي سهتایی نامیده میشود. در این مقاله به بررسی دیاگرامهاي فازي دوتایی پرداخته شده است. این دیاگرامها در فشار ثابت رسم میشوند و محور افقی ترکیب شیمیایی و محور عمودي دما را نشان میدهد. [2] در دما و فشار ثابت، حالت تعادلی سیستم، حالتی است که داراي کمترین مقدار انرژي آزاد گیبس باشد. بنابراین میتوان با رسم منحنی انرژي آزاد برحسب ترکیب در هر دمایی، فازهاي در تعادل را مشخص نمود.به عنوان مثال اگر در یک دماي مشخص و در تمام محدوده ترکیب، محلول مذاب پایدار باشد، انرژي آزاد محلول مذاب در تمام محدوده ترکیب، کمتر از انرژي آزاد محلول جامد آن است. [3]
