Verfahrenstechnik und Technische Chemie
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Alt 24.01.2010, 20:02   #1   Druckbare Version zeigen
ElmarFudd Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 1
Phasendiagramme

Es seien 75cm^3 Nb und 45cm^3 W miteinander vermischt und geschmolzen. Bestimme
a)die Liquidustemperatur, die Solidustemperatur und den Erstarrungsbereich der Legierung.
b)die vorhandene(n) Phase(n), ihre Zusammensetzung(en) und ihre(n) Anteil(e) bei 2800°C

Nb: Gitterkonstante a=0.3294nm; M=92,91g/mol,
W: Gitterkonstante a=0,31652nm; M=183,85g/mol;


Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.

Leider habe ich nur ein Phasendiagramm auf Papier und keins für eine Nb-W-Legierung im Internet gefunden. Aber mir geht es auch weniger um die genaue Lösung, als eher um das Vorgehen.

Zunächst habe ich mir überlegt, dass ich die Knonzentration der Legion nicht einfach über das Volumen errechnen kann, sondern die Teilchenzahl zu Rate ziehen muss.
Vielleicht nicht die beste Lösung, aber die erste, die mir eingefallen ist.

{V_{E_{Nb}}=0,0357\cdot (10^{-9}m)^3 }
{V_{E_{W}}=0,0317\cdot (10^{-9}m)^3}

Nb und W besitzen krz-Struktur, also jeweils 2 Atome
{ \Rightarrow n_{Nb}=\frac{V_{Nb}}{V_{E_{Nb}}}\cdot 2=4,202\cdot 10^{25} } Teilchen
{ \Rightarrow n_{W}=\frac{V_W}{V_{W_{E}}}\cdot 2=2,839\cdot 10^{25} } Teilchen

Teilchen

Jetzt teile ich lediglich n_W durch n_Nb und erhalte die Wolframkonzentration der Legierung und erhalte

x_0 =67% für Wolfram

Ich gehe im Weiteren davon aus, dass die Konzentration stimmt, um mit einem Wert weiter arbeiten zu können.

Für Liquidus- und Solidustemperatur zeiche ich einfach eine Senkrechte bei der Konzentration 67%.
Schnittpunkt mit Soliduslinie --> Solidustemperatur=ca2750°C
Schnittpunkt mit Liquiduslinie --> Liquidustemperatur=ca 2950°C
Was ggenau ist jetzt der Erstarrungsbereich?
Ist das der Bereich zwischen 2750°C und 2950°C?

Nun zu Aufgabe b)
Ich zeichne jetzt die Konode bei 2800°C ein und erhalte einen Schnittpunkt mit der Senkrechten bei 67% und jeweils einen Schnittpunkt in der Solidus- und in der Liquiduslinie.

Der Schnittpunkt an der Liquiduslinie ist, laut Vorlesungsscript und diverser Bücher, die Konzentration der a-Mischkristalle
x_K=50%
Somit ist der Schnittpunkt an der Soliduslinie die Konzentration der Restschmelze
x_S=70%
Jeweils auf die Wolframkonzentration bezogen.
Die Anteile der jeweiligen Phasen bestimme ich über das Hebelgesetz

{m_S =\frac{x_{0} -x_{K}}{x_{S} -x_{K}}\cdot 100=\frac{67-50}{70-50}\cdot 100=85}%
{m_K =\frac{x_{S} -x_{0}}{x_{S} -x_{K}}\cdot 100=\frac{70-67}{70-50}\cdot 100=15}%

?
Ich habe also nur 50°C über der Soliduslinie nur -Mischkristalle und 85% Schmelze?
Logischer erscheint mir eher das Gegenteil.

Habe ich irgendwo etwas verwechselt?
Oder
Im Vorlesungsscript und in meinen Büchern fällt die Solidus- und Liquiduslinie qualitativ ab mit steigender B-Konzentration.
Das mir vorliegende Nb-W-Diagramm zeigt einen stetigen Antieg mit steigender B-Konzentration.
Liegt vielleicht hier der Hund begraben?
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