Тема :Диаграммы состояния двухкомпонентной системы с эвтектикой без твердых растворов и химических соединений

Лекция № 21 ФХС .

Rule of definition of a way кристаллизации двухкомпонентной of system with education of firm solutions.

Above curve tА in tB is single-phase area of the not sated liquid phase. Between curves ликвидуса and солюдуса tА С2 tB biphase area the liquid of a firm solution between a component АВ designated SАВ and is lower than a curve солюдуса tА С2 tB single-phase area of a firm solution SАВ. A way of change of structure of a liquid phase and - in - в2 a firm phase with с2 - d.

 

Для двухкомпонентных конденсированных систем, без учета давления как переменного параметра, правило фаз приобретает следующий вид:

 

F + n = 2 + 1 = 3

В инвариантной точке при F = 0 в равновесии будет находиться три фазы; при минимальном числе фаз n = 1 число степеней свободы равно двум. В качестве независимых переменных принимают температуру и концентрацию одного из компонентов

Диаграммы двухкомпонентных систем с эвтектикой без твердых растворов и химических соединений с расслоением в жидкой фазе с полиморфными превращениями компонентов и образованием твердых растворов.

Рисунок. Диаграмма состояния двухкомпонентной системы с эвтектикой.

 

На рисунке представлен тип диаграммы состояния двухкомпонентной системы А-В с эвтектикой (без бинарных химических соединений и твердых растворов). Рассмотрим путь кристаллизации расплава состава а. Конечными фазами кристаллизации любого бинарного состава в этой системе будут компоненты А и В , а кристаллизация будет заканчиваться при эвтектической температуре, то есть в точке эвтектике. При понижении температуры от точки а дов будет происходить только охлаждение расплава, при достижении температуры ликвидуса tB жидкая фаза (расплав)состава В окажется насыщенным по отношению к компоненту А (в области tА , tе - Е) в равновесии с жидкостью находятся кристаллы А. Состав жидкой фазы будет изменяться при этом по кривой ликвидуса от точки вдо Е (система моновариантна). В точкеЕ одновременно выделяются кристаллы А и В, следовательно жидкость состава Е насыщена по отношению к обоим компонентам.

Кристаллизация закончится в точке эвтектики.

Таким образом, для состава точки а путь изменения состава жидкой фазы при охлаждении можно схематически изобразить следующим образом:

Рассмотрим путь изменения состава твердой фазы при кристаллизации того же расплава. Первые кристаллы компонента А начинают выделяться при температуре от tB до tе , твердая фаза будет состоять только из кристаллов А. при кристаллизации эвтектической жидкости состав твердой фазы начинает обогащаться компонентомВ и фигуративная точка, выражающая суммарный состав твердой фазы, будет смещаться от точки tе направо по линии эвтектической температуры. Жидкость исчезнет в тот момонт, когда соотношение кристаллов А и В в твердой фазе станет равным их соотношению в исходном расплаве, то есть когда фигуративная точка достигнет точки с, лежащей на вертикали adсостава исходного расплава a. При дальнейшем понижении температуры будет происходить только охлаждение твердой смеси кристаллов А и В по линииcd.

Таким образом изменения состава твердой фазы можно схематически изобразить следующим образом: tb → tе→c→d.

Диарамма состояния двухкомпонентных систем позволяет определить не только температуры фазовых превращений и составы соответствующих фаз, но и относительное содержание при любой температуре.

 

Lecture № 21 ФХС.

Theme:Диаграммы of a condition двухкомпонентной of system with эвтектикой without firm solutions and chemical connections

 

For двухкомпонентных of the condensed systems, without the account of pressure as variable parameter, the rule of phases gets the following kind:

 

F + n = 2 + 1 = 3

In an invariant point at F = 0 in balance there will be three phases; at the minimal number of phases n = 1 number of degrees of freedom is equal to two. As independent variable accept temperature and concentration of one of components

The diagrams двухкомпонентных of systems with эвтектикой without firm solutions and chemical connections with a stratification in a liquid phase with polymorphic transformations of components and education of firm solutions.

 

 

Figure. The diagram of a condition двухкомпонентной of system with эвтектикой.

 

In figure the type of the diagram of a condition двухкомпонентной of system А-В with эвтектикой (without binary chemical connections and firm solutions) is submitted. Let's consider a way кристаллизации расплава of structure and. Final phases кристаллизации of any binary structure in this system will be components And and In, and кристаллизация will come to an end at эвтектической to temperature, that is in a point эвтектике. At downturn of temperature from a point and up to in there will be only cooling расплава, at achievement of temperature ликвидуса tB a liquid phase (расплав) of structure In will appear sated in relation to a component And (in area tА, tе - Е) in balance with a liquid there are crystals And. The structure of a liquid phase will change thus on curve ликвидуса from a point in up to Е (system моновариантна). In a point Е the crystals And and In are simultaneously allocated, hence liquid of structure Е is sated in relation to both components.

Кристаллизация will be finished in a point эвтектики.

Thus, for structure of a point and way of change of structure of a liquid phase at cooling it is possible schematically to represent as follows:

Let's consider a way of change of structure of a firm phase at кристаллизации same расплава. The first crystals of a component And begin to be allocated at temperature from tB up to tе, the firm phase will consist only of crystals А. at кристаллизации эвтектической of a liquid structure of a firm phase begins to be enriched by a component In and figurative point expressing total structure of a firm phase, will be displaced from a point tе to the right on a line эвтектической of temperature. The liquid will disappear in that момонт, when the parity(ratio) of crystals And and In in a firm phase becomes equal to their parity(ratio) in initial расплаве, that is when the figurative point will reach(achieve) a point with, laying on a vertical ad of structure initial расплава a. At the further downturn of temperature there will be only cooling of a firm mix of crystals And and In on a line cd.

Thus changes of structure of a firm phase can schematically be represented as follows: tb? tе? c? d.

Диарамма of a condition двухкомпонентных of systems allows to define(determine) not only temperature of phase transformations and structures of the appropriate phases, but also relative contents at any temperature.