Phase Diagrams of Multicomponent Systems

2022/2023

Academic Year

RUS

Instruction in Russian

3

ECTS credits

Delivered at:

Joint Department of Condensed Matter Physics with the Institute of Solid State Physics (RAS)

Course type:

Elective course

When:

4 year, 3 module

Instructor

Antonov, Vladimir

Программа дисциплины

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

• 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.
• Экзамен
  Устный экзамен в формате ответа по билетам.

Промежуточная аттестация

• 2022/2023 учебный год 3 модуль
  0.7 * Контрольная работа + 0.3 * Экзамен

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Диаграммы состояний четверных систем, Захаров, А. М., 1964
• Диаграммы состояния двойных и тройных систем : учебное пособие, Захаров, А. М., 1978
• Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. - Курс теоретической физики. Статистическая физика - Издательство "Физматлит" - 2001 - ISBN: 978-5-9221-0054-0 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/2230

Рекомендуемая дополнительная литература

• Теоретическая физика. Т. 5: Статистическая физика: Ч. 1, Ландау, Л. Д., 2013