ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Простейшая объемная диаграмма состояния из "Правило фаз Издание 2" На рис. 77 изображена простейшая объемная диаграмма состояния трехкомпонентной системы при постоянном давлении. Каждая из ее боковых сторон представляет собой плоскую диаграмму состояния двухкомпонентной системы. Точки, расположенные внутри диаграммы, соответствуют трехкомпонентным системам при различных температурах. [c.261] Сечение объемной диаграммы плоскостями, соответствующими определенным температурам, дают плоские треугольные диаграммы, изображающие соотношения между фазами при постоянном давлении и постоянной тем-J пературе. Так, сечение диа- граммы горизонтальной плоскостью соответствующей температуре T i дает треугольник AB , изображенный отдельно на рис. 78,а. [c.262] Единственным произвольным изменением в этом случае является изменение состава расплава по линии ху, которое, как это показано выше, допускает свободный выбор только одной процентной концентрации. [c.265] По мере понижения температуры секущая горизонтальная поверхность начинает пересекаться с поверхностями Арог и roq. Ниже приводится ряд подобных сечений, образующих последовательную серию плоских диаграмм. [c.265] Диаграмма на рис. 78,в представляет собой сечение объемной диаграммы рис. 77 плоскостью, проходящей через точку р (температура 74). Так же, как и на диаграмме рис. 78,6. в точках т система представляет собой одну фазу, а в точках п распадается на две фазы — кристаллы одного из компонентов и расплав. Особенностью рассматриваемой диаграммы по сравнению с предыдущими является наличие расплава состава р. Этот расплав находится в равновесии и с кристаллами вещества А и с кристаллами вещества В. Точка р представляет собой эвтектическую точку диаграммы двухкомпонентной системы из веществ А и В. Если система состоит только из этих двух веществ, то после того, как состав расплава достиг точки р, затвердевание расплава до конца протекает в точке р. [c.266] Если же в расплаве присутствует некоторое количество третьего компонента С, то выделение кристаллов А или В, в зависимости от исходного состава системы тоже приводит к образованию расплава, который может быть в равновесии и с кристаллами А и с кристаллами В, но этот расплав представляет собой тройную систему. Примером подобного расплава может служить расплав, обозначенный точкой к на диаграмме рис. 78,г (температура Тъ). [c.266] Эта диаграмма представляет собой сечение объемной диаграммы плоскостью, соответствующей еще более низкой температуре Т5. Так же, как и на диаграммах рис. 78,6 и 78,в в точках т система представляет собой одну фазу, в точках п распадается на две фазы — кристаллы одного из компонентов и расплав. Линии, на которых лежат точки и представляют собой граничные линии областей распада системы на две фазы. В точке ( система распадается на кристаллы В и расплав состава к. В точке д мы имеем кристаллы А и расплав того же состава к. Таким образом, расплав состава к является расплавом равновесным и с кристаллами А и с кристаллами В. [c.266] При сечении объемной диаграммы рис. 77 горизонтальной плоскостью, проходящей через точку k, область равновесного сосуществования кристаллов А, кристаллов В и тройного расплава представляет собой треугольник ABk. [c.267] Следует подчеркнуть, что линии АВ, Ak и Bk, образующие контур треугольника, соответствуют системам двухфазным, как это показано выше. Только внутри треугольника ABk система распадается на три фазы кристаллы А, кристаллы В и расплав состава А. [c.267] Действительно, всякая точка, лежащая внутри контура ABk, например, точка ss описывает тройную систему состава S, доведенную до температуры Tz. Процесс приближения к точке s по мере охлаждения может быть изображен перпендикуляром, опущенным из точки s на основание треугольной диаграммы (рис. 77). Точка s представляет собой пересечение этого перпендикуляра с поверхностью Арог. В точке s однородный расплав предельно охлажден. Дальнейшее понижение температуры связано с неизбежным выделением кристаллов А, причем состав расплава смещается по линии As до точки s (рис. 77). Начиная с этой точки, из охлаждаемого расплава выделяются кристаллы А и кристаллы В, и состав расплава, обогащаясь веществом С, перемещается по линии ор (рис. 77). Точка k является точкой пересечения кривой ор с горизонтальной плоскостью, соответствующей температуре Гб. [c.267] Таким образом, любая тройная смесь, общий состав которой изображается точкой, лежащей внутри треугольника ABk, образует при температуре Г5 трехфазную систему из кристаллов А, кристаллов В и расплава состава k. [c.267] Чем ближе точка v к стороне АВ, тем меньше тройного расплава в равновесной системе. [c.268] Определяя число степеней свободы в различных точках диаграммы рис. 77, 78,а, 78,6, 78,в, 78,г и перечисляя переменные, которые могут принимать произвольные значения, мы давали для каждой точки лишь по одному примеру, выбирая наиболее наглядные случаи. Однако необходимо иметь в виду, что все переменные равноправны. Так, установив, например, что число степеней свободы в точке v объемной диаграммы равно 1, можно задаться не температурой, как это сделано выше, а процентным содержанием одного из компонентов в расплаве. Тогда остальные концентрации оказываются строго определенными, так как состав расплава изменяется по линии ро (рис. 77). Состав расплава определяет единственно возможное значение температуры, а от последней зависят плотности кристаллов А и В. [c.268] Переходя к сечениям объемной диаграммы рис. 77 плоскостями, соответствующими еще более низким температурам, например, температуре Те, получаем плоскую треугольную диаграмму вида, изображенного на рис. 78,д. Внутри контура к к к , например, в точке пг система состоит из одной жидкой фазы. На границах этого контура — тоже одна жидкая фаза. Внутри треугольников Ак к , Вк к и Ск к , а также на их сторонах Ак, Ак ... и так далее — две фазы. Внутри треугольников АВк, ВСк и САк — три фазы, например, в первом из них расплав состава к, кристаллы А и кристаллы В. [c.269] Число степеней свободы в различных точках диаграммы рис. 78,д и отношения между количествами различных фаз находятся так же, как и на предыдущих диаграммах. [c.269] Когда температура понижена до Гу, т. е. настолько, что секущая плоскость (рис. 77) проходит через точку о, получается плоская треугольная диаграмма, изображенная на рис. 78,е. Эта диаграмма распадается на три треугольника — АВо, ВСо и АСо. [c.269] Точка о является тройной эвтектической точкой. Из расплава этого состава выделяются одновременно кристаллы всех трех веществ, и в том же количественном соотношении, в каком эти вещества находятся в жидком расплаве. Поэтому состав расплава не меняется в процессе его кристаллизации, и кристаллизация расплава протекает при постоянной температуре. [c.269] Рассмотрим какую-либо точку внутри одного из треугольников, например, точку g в треугольнике АВо. Когда температура охлаждаемой системы делается равной Гу, система состава g распадается на три фазы кристаллы А, кристаллы В и расплав состава о. Соотношение между количествами отдельных фаз находится по правилу рычага, как это было показано для точки V рис. 78,г. [c.269] НИИ А и в и, наконец, при кристаллизации тройной эвтектической смеси), кристаллы В (образовавшиеся при совместном выделении А и В, а затем при кристаллизации тройной эвтектической смеси) и кристаллы С (образовавшиеся при кристаллизации тройной эвтектической смеси). [c.270] По окончании кристаллизации в каждом треугольнике — три твердые фазы кристаллы А, В и С. Микроскопическое исследование затвердевшей смеси состава g показывает, что в треугольнике АВО находятся, во-первых, более крупные кристаллы А и В, выделившиеся при температурах выше Tj, и тонкая смесь кристаллов А, В и С, образовавшаяся при затвердевании эвтектики. [c.270] Вернуться к основной статье