Синтактическое и мотектическое равновесие.

При температуре t_m в сплавах участка n - о наблюдается равновесие Ж_т =Ж_n + _о называемое монотектическим. Монотектическое рав­новесие - это равновесие жидкости Ж_m (состава точки m) с другой жидкостью Ж_n (состава точки n) и кристаллами граничного ₀-раствора (состава точки о).

По своему характеру монотектическое равновесие напоминает эвтектическое равновесие Ж_е = _а+ b, при температуре t_е нижней горизонтали ab, но отличается от него продуктами распада исходной жидкости Ж_т при смещении равновесия вправо. Эвтектическая реак­ция Ж_е = _а + b заканчивается исчезновением жидкости Ж_е т.е. образованием эвтектики + , а монотектическая реакция Ж_т = Ж_n+ _о - соответственно исчезновением исходной жидкости Ж_m с обра­зованием другой жидкости Ж_nи кристаллов _о -раствора.

Горизонталь n₀ также называют монотектической, а точку т на этой горизонтали - монотектическоп точкой.

О фазовых превращениях в различных сплавах при кристаллизации можно судить по их кривым охлаждения (рис. 44, б). Так, в сплаве х протекают следующие превращения: Ж_1-n —► Ж_2-m (расслоение), Ж_т —►Ж_П + _о (монотектическая реакция или то же расслоение, сопровождаемое кристаллизацией _о -раствора), Ж_е —► 0-b (кристализация _о -раствора),

Ж_е —► _а + b (эвтектическая кристаллизация) На кривой охлаждения этот сплав имеет три критические точки.

Несмотря на разные превращения при кристаллизации, все сплавы в твердом состоянии содержат две основные структурные состав­ляющие: кристаллы граничного -раствора (первичные, образовав­шиеся по или после монотектической реакции) и эвтектику + . Взаимное расположение этих составляющих в структуре сплавов зависит от свойств компонентов и условий кристаллизации, в част­ности, от характера расслоения (два слоя или эмульсия) и ликвации по плотности кристаллов -раствора (в интервале температур между моно- и эвтектической горизонталями).

Диаграммы состояния систем с синтектическим равновесием.

Синтектическое равновесие - это равновесие двух жидких раство­ров разного состава с кристаллами третьей фазы (обычно соединения А_тВ_n) или Ж_а + Ж_b —► А_тВ_n (рис. 45, а).

Как и на предыдущей диаграмме состояния (см. рис. 44, а), ограни­ченная растворимость компонентов А и В в жидком состоянии изо­бражается ветвями kaи kb бинодальной кривой akb. Пунктиром am'b показан скрытый максимум т` соединения А_тВ_n На основе компо­нентов А и В образуются граничные - и -растворы обычно небольшой протяженности.

А_тВ_n по реакции, обратной синтектической: A_mB_n —► Ж_а + Ж_b Кри­тическая точка к на бинодали akb не обязательно совпадает с составом соединения А_тВ_n.

В сплаве S₁ отвечающем по составу соединению А_тВ_n, фазовые превращения при кристаллизации протекают в две стадии: Ж_2-b —► Ж_1-a (расслоение) и Ж_а + Жb — А_тВ_n (синтетическая реак­ция). Особенность этого единственного сплава заключается в том, что жидкие фазы Ж_а и Ж_b (их доли при температуре t_s измеряются отно­шениями отрезков sb/ab и sa/ab) полностью, без какого-либо остаткарасходуются на образование соединения А_тВ_n. Поэтому на кривой охлаждения сплав s_t имеет две критические точки (рис. 45, б), а в структуре - только кристаллы соединения А_тВ_n

В остальных сплавах участка а - b соотношение между долями жидких фаз Ж_а и Ж_b при температуре t_s отличается от аналогичного соотношения в сплаве s₁ (sb/as), поэтому по окончании синтектической реакции остается одна из жидких фаз - Ж_а в сплавах участка а - s и Ж_b в сплавах участка s- b.

Рис.46

Если соединение А_тВ_n по составу отвечает одной из концевых точек горизонтали ab (рис. 46), то такую горизонталь нельзя назвать синтектической. Нетрудно видеть, что горизонталь ab отвечает темпе­ратуре t_a кристаллизации конгруэнтно плавящегося соединения А_тВ_n из жидкости Ж_а, т.е. Ж_а ->А_тВ_n, во всех сплавах участка а - b(см. также рис. 25). Присутствующая же в сплавах третья фаза (вторая жидкость Ж_b) в этом превращении участия не принимает.

Данную диаграмму состояния можно рассматривать как переход­ную от диаграммы состояния системы с конгруэнтно плавящимся сое­динением, участвующим в монотектическом равновесии, к предыдущей диаграмме состояния системы с соединением, участвующим в син-тектическом равновесии. Такой переход возможен, например, при изменении внешнего давления.