Фазовые диаграммы многокомпонентных систем

Бакалавриат 2023/2024

Статус: Курс по выбору (Физика)

Направление: 03.03.02. Физика

Кто читает: Базовая кафедра физики конденсированных сред Института физики твердого тела РАН

Где читается: Факультет физики

Когда читается: 4-й курс, 3 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Антонов Владимир Евгеньевич

Язык: русский

Кредиты: 5

Контактные часы: 40

Полная версия программы учебной дисциплины Задать вопрос

Аннотация

Диаграммы фазовых равновесий широко используются в науках о материалах, геофизике, физике высоких давлений и многих других дисциплинах, являясь основой для изучения и понимания изменений фазового состава гетерогенных систем при изменении температуры и давления. Курс лекций посвящен диаграммам систем, в которых фазовое равновесие достигается за счет диффузионного перераспределения компонентов – атомов или молекул. Такие системы (например, система железо-углерод) предоставляют возможность наиболее глубокого и систематического анализа фазовых диаграмм, для которых обязан выполняться ряд правил геометрической термодинамики (правило фаз Гиббса, правило соприкосновения фазовых пространств Палатника-Ландау, теорема Райнза, правило тройных стыков граничных линий и др.). В рамках курса дается вывод этих правил и на большом количестве конкретных примеров подробно рассматриваются возможные типы фазовых равновесий в одно-, двух- и трехкомпонентных системах, и подходы к их анализу, обеспечивающие наиболее полное извлечение информации, содержащейся в диаграмме. Курс предназначен для подготовки специалистов, способных понимать и использовать фазовые диаграммы для решения различных материаловедческих задач, совершенствования существующих и создания новых материалов

Цель освоения дисциплины

использованию законов физики металлов, химии и термодинамики для анализа фазовых равновесий в гетерогенных системах
определению путей кристаллизации расплавов металлов и других веществ
расчету изменений фазового состава различных систем при термобарической обработке

Планируемые результаты обучения

Владеть навыками поиска данных в открытых источниках (в том числе, в информационных базах данных) и применению их при решении практических задач при создании новых функциональных материалов.
Владеть расчетными методами решения задач при создании новых функциональных материалов.
Знать фундаментальные разделы физики, необходимые для решения научно-исследовательских задач в области изучения и целенаправленного формирования соединений с оптимальными служебными характеристиками.
Знать фундаментальные разделы физики, необходимые для решения научно-исследовательских задач в области изучения и целенаправленного формирования фазового состава многокомпонентных сплавов
Уметь использовать знания современных проблем физики и новейших достижений физики (в том числе, теорем и правил геометрической термодинамики) в своей научно-исследовательской деятельности.

Содержание учебной дисциплины

Основные понятия и подходы, используемые при изучении фазовых равновесий
Диаграммы однокомпонентных систем
Диаграммы двухкомпонентных систем
Диаграммы трехкомпонентных систем
Диаграммы четырехкомпонентных систем

Элементы контроля

Экзамен
Устный экзамен в формате ответа по билетам.
Контрольная работа
4 контрольные работы в формате решения задач по билетам:  Контрольная работа No 1: Однокомпонентные системы, 7 билетов по 2 задачи.  Контрольная работа No 2: Двухкомпонентные системы, 15 билетов по 2 задачи.  Контрольная работа No 3: Трехкомпонентные системы без твердых растворов, 5 билетов по 1 задаче.  Контрольная работа No 4: Трех- и четырехкомпонентные системы с растворимостью компонентов в твердом состоянии, 6 билетов по 1 задаче.

Промежуточная аттестация

2023/2024 учебный год 3 модуль
0.7 * Контрольная работа + 0.3 * Экзамен

Список литературы

Авторы

Поварова Любовь Ивановна
Антонов Владимир Евгеньевич

Программа дисциплины