مفهوم فاز

فاز یک بخش کاملا یکنواخت یا همگن از یک سامانه شامل ماده(خالص یا ناخالص )است که کلیه خواص شدتی در تمام بخشهای آن سامانه یکسان باشد. ومعمولاتوسط مرزی (حقیقی یا مجازی)از بخشهای دیگر جدا می شود. در تعیین فاز باید محدوده مشخصی از سامانه مشخص شودیعنی اینکه تا کجای جهان سامانه است ودر نتیجه بقیه جهان محیط ان می باشد و مرز سامانهاعم از حقیقی  یا مجازی  نیز بایدمشخص شود.

یکی از ویژگی های فلزات، قابلیت آلیاز شدن با فلزات دیگر است. این عمل معمولا در حالت مذاب صورت می گیرد و به این ترتیب محلول یک یا چند جامد در جامد دیگر بدست می آید که به آن ها محلول جامد یا آلیاژ گفته می شود. آلیاژها چون همگن هستند تک فاز هستند پس هر قسمتی از آن خواص یکسانی با بقیه دارد.

اگر خواص ماکروسکوپی شدتی در تمام سیستم ثابت باشد سیستم همگن خواهد بود اگر سیستمی همگن نباشد آن سیستم شامل قسمتهایی همگن خواهد بودکه هر قسمت همگن از سیستم را یک فاز گویند. به عنوان مثال اگر سیستم شامل بلور AgBrدر تعادل با محلول ابی AgBr باشد سیستم دو فاز دارد یک فاز می تواند شامل چند قسمت منفصل باشد مثلا در سیستمی متشکل از چندین بلور AgBr در تعادل با محلول ان تمامی بلورها یک فاز هستند.

 لازم است به این نکته توجه شود که تعداد فازهای یک سامانه با توجه به تعداد حالت های فیزیکی جامد یا مایع و یا گاز درون آن سامانه معلوم نمی شود بلکه قانون آن چنین است .

الف- تمام اجزاء گازی با هم یک فاز به شمار می ایند.

ب- تمام جامداتی که در یک حلال مثل آب حل میشوند یک فاز محلول را می سازند .

ج- تمام جامداتی که به صورت جامد در ظرف وجود دارند هر ماده جداگانه یک فاز و مجموع آنها چند فاز می باشد.

د- اگر دو مایع یا یک گازی به طور کامل در حلال حل شوند همگی همگن شده و یک فاز به حساب می آیند.

  به عنوان مثال سیستمی شامل اب و کربن تتراکلرید که تقریبا امتزاج ناپذیرند دو فاز دارد. یک سیستم متشکل از جامدات الماس و گرافیت دو فاز دارد.

مطابق این مباحث چون آلیاژها را محلول همگن میدانیم تک فاز خواهد بود.

الیاژها خود دو دسته هستند .

الف – الیاژهای همگن  که آنها را الیاژهای استخلافی هم می گویند.

در این نوع آلیاژها که بیشتر بین عناصر واسطه که از نظر شعاع اتمی هم اندازه هستند بوجود می آید مقادیر قابل ملاحظه از یک عنصر می تواند با عنصر دیگر جانشین شده بدون اینکه تغییری در ساختار بلوری ایجاد شود.مثل آلیاژطلا و مس یا  مس و نقره

در الیاژهای استخلافی تفاوت شعاع اتمی عناصر نباید از 15% بیشتر باشد.

ب- آلیاژهای غیر همگن یا بینابینی یا درون حفره ای

در این آلیاژها به علت تفاوت شعاع اتمی آنها قابلیت جانشینی با اتم دیگر را ندارند مثل آلیاژ قلع وسرب یا ملغمه جیوه که برای پر کردن دندان استفاده می شود . در این قبیل موارد شعاع اتمی اتم حل شونده در آلیاژ باید حدود 60% کمتر از عنصر اصلی آلیاژ باشد . مثلا استیل یا فولاد یک آلیاز بینابینی است .

هرگاه آلیاژجامدی را زیر میکروسکوپ قرار دهیم نمی توانیم بین بلورهای فلزی سازنده ی آلیاژ تمایزی ببینیم. در اغلب سیستم های آلیاژی ،حلالیت جامد بوسیله ی جانشینی اتمهای عنصر حل شدنی به جای اتمهای حلال یا توسط قرار گیری اتم های عنصر حل شده در مکانهای بینابینی انجام می پذیرد.

عواملی که میزان حلالیت جامد یک فلز را درفلز دیگردر آلیاژهای استخلافی مشخص می کنند عبارتند از :۱-ساختمان بلوری مشابه ۲-اندازه شعاع اتمی مشابه ۳ – ظرفیت مشابه ۴- داشتن میل ترکیب شیمیایی