ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Диаграммы конденсированного состояния двойных систем с твердыми фазами из "Краткое введение в физико - химический анализ" В этом разделе будут рассмотрены диаграммы конденсированного состояния двойных систем -с твердыми фаза.ми. Указанные диаграммы часто называют диаграммами плавкости, но это не совсем правильно, так как на многих из них отражаются некоторые особенности вполне затвердевшего состояния. [c.40] Рассмотрим исключительно изобарные диаграммы, т. е. диаграммы, изображающие связь между температурой и концентрацией при постоянном давлении . [c.40] Изучаемые в этом разделе диаграммы, которые часто для сокращения называют просто диаграммами состояния двойных систем и даже просто диаграммами систем, имеют характерные особенности, основанные на термодинамических данных, и потому наиболее достоверны . Многие из них имеют первостепенное значение для техники, например диаграмма состояния системы железо — углерод, являющаяся теоретической основой технологии и металлургии железа и его сплавов, (чугун, сталь). [c.40] Аналогично получают кривые охлаждения. Остановки И замедления охлаждения соответствуют выделению теплоты кристаллизация индивидуального вещества отмечается остановкой, а кристаллизация раствора — замедлением. [c.41] На рис. 16 дана кривая (/) охлаждения индивидуального-вещества. [c.41] Пока расплавленное вещество охлаждается, температура его падает (часть кривой АВ) кристаллизация вещества происходит при постоянной температуре (часть ВС—прямая-,, параллельная оси времени) наконец, когда вещество 01 0нча-тельно затвердело, опять происходит только охлаждение уже-твердого вещества (часть СО). [c.41] Аналогичный вид имеют кривые охлаждения твердого вещества с полиморфным превращением в точке превращения происходит остановка. [c.42] На кривой охлаждения расплавленного вещества с полиморфным преаращением имеются два участка, параллельных оси температур (две остановки — плавление и полиморфное превращение). [c.42] Затвердевание жидкости, из которой выделяются компоненты Лий, не образующие твердых растворов, происходит следующим образом сначала выделяется один компонент, например А. Температура начала его выделения ниже точки плавления чистого компонента А, потому что, как хорошо известно, при этих условиях примесь одного венгества понижает температуру начала затвердевания другого. На кривой охлаждения (рис. 16,//) этому соответствует кусок кривой ВС В соответствует началу затвердевания). По мере продолжающегося охлаждения и выделения все больших количеств А температура жидкости понижается, а так как указанное выделение сопровождается выделением теплоты, то падение температуры замедляется это так называемое замедление (кусок кривой ВС). Читатель, приложив правило фаз, легко заметит, что этот процесс не нонвариантный, а моновариант-ный (два компонента, две фазы, давление постоянно). Наконец начинается совместная кристаллизация обоих компонентов. Эта так называемая эвтектическая кристаллизация (см. стр. 43, 44) является процессом нонвариантным (два компонента, три фазы, давление постоянно) она приводит к полному затвердеванию жидкости (точка О). Далее происходит охлаждение затвердевшего сплава (кусок кривой ВЕ). [c.42] Если кристаллизация расплава сразу начинается выделением обоих компонентов, то она происходит при постоянной температуре (см. стр. 43 низ, 44 верх), и кривая охлаждения в этом случае сходна с кривой охлаждения индивидуального вещества. [c.42] С целью получения диаграммы состояния сначала строят кривые нагревания (или охлаждения) для всех исследова-ных смесей А н В, а затем и самую диаграмму состояния системы А—В, для чего на диаграмму состав — температура наносят все отмеченные на кривых нагревания (о клаждения остановки и изломы и соединяют соответствующим образом полученные точки. [c.42] Еще в 1904 г. академиком Н. С, Курнаковым был изобретен и сконструирован прибор для автоматической записи кривых нагревания и охлаждения саморегистрирующий пирометр. В настоящее время этот прибор — неотъемлемая принадлежность всех лабораторий, изучающих сплавы, стекла, системы, образованные солями или минералами, так как термический анализ является основой изучения такого рода веществ. [c.42] Другой, более простой и более быстрый способ термического анализа — так называемый визуально-политермический метод — состоит в том, что расплав определенного состава охлаждают и определяют, при какой температуре в нем начинается кристаллизация. Как при первом, так и при втором способе возможно переохлаждение поэтому принимают меры, на которых мы не будем останавливаться, для устранения переохлаждения. [c.43] На рис. 17 приведена диаграмма состояния для системы, в которой компоненты смешиваются во всех отношениях в жидком состоянии и не дают ни твердых растворов, ни химических соединений. [c.43] Как известно, чистые вещества, если они хорошо кристаллизуются, т. е. не застывают в стекла, затвердевают при постоянной температуре (температура затвердевания), а растворы или расплавленные смеси-—в некотором интервале температур. [c.43] На рис. 17 две линии В Е и А Е показывают зависимость температур начала затвердевания от состава расплава (раствора) линия В Е соответствует случаю, когда затвердевание начинается выделением компонента В, а линия А Е,— когда затвердевание начинается выделением компонента А. Выделение одного компонента из расплава смеси двух компонентов происходит при понижающейся температуре при этом концентрация другого компонента в жидкости повышается. Когда температура становится равной величине, изображенной отрезком ВВ =АА (для всех исходных расплавов одной и той же), происходит одновременная кристаллизация обоих компонентов, причем температура и состав жидкости остаются постоянными . [c.43] На р ис. 16 (кривая II) изображена кривая охлаждения для этого случая часть АВ соответствует охлаждению жидкости, ВС — кристаллизации одного из компонентов, С ) — совместной кристаллизации обоих ком-лонентов. [c.43] При микроскопическом исследовании сплавов не эвтектического состава видно, что они состоят из более или менее больших зерен избыточного компонента, проме жутки между которыми обычно заполнены закристаллизованной эвтектикой. [c.44] Вернемся к диаграмме рис. 17. [c.44] Вернуться к основной статье