fasgräns

Fasgräns är den gräns mellan två eller fler faser i ett termodynamiskt system där faserna kan existera samtidigt i jämvikt. Den uppträder längs fasdiagramets gränser och avgör vilka faser som är stabila vid en given temperatur, tryck och sammansättning. Ett klassiskt exempel är is–vatten-gränsen vid 0 °C och 1 atmosfär, där is och vatten kan samexistera. En annan välkänd gräns är vatten–ånga-gränsen vid kokpunkt.

Vid en fasgräns är den kemiska potentialen lika i de coexisterande faserna: μ_i^α = μ_i^β för varje komponent i systemet. Detta jämviktsvillkor kompletteras ofta av fasdiagrammets geometri, och i första ordningens övergångar följer ändringar i entalpi och volym. Lutningen på en fasgräns i ett tryck–temperatur-diagram följs av Clapeyron-ekvationen: dP/dT = ΔS/ΔV. I flerkomponentsystem gäller Gibbs fasregel: F = C − P + 2, där F är frihetsgraderna, C komponenter och P faser.

Fasgränser är centrala inom materialvetenskap och kemi eftersom de bestämmer vilka faser som finns och därmed materialets egenskaper som löslighet, hållfasthet och seghet. De används för att styra processer som härdning, kristallisation och avkylning. Experimentella metoder för att kartlägga fasgränser inkluderar differential scanning calorimetri, mikroskopi och olika termodynamiska bedömningar.