Смеси кривые охлаждения

В. Термический анализ. Дифференциальный термический анализ. Для построения диаграмм плавкости применяется метод термического анализа, основанный на измерении температуры охлаждаемой системы. Кривые температура—время называются кривыми охлаждения. Особенно широкое применение этот метод получил после работ Н. С. Курнакова, который разработал конструкцию пирометра с автоматической записью температуры охлаждаемой системы. Если смесь заданного состава расплавить, а затем медленно охлаждать, то при отсутствии фазовых изменений в системе ее температура будет понижаться с постоянной скоростью. При изменении фазового состояния системы, например при выделении твердой фазы из жидкости, переходе одной твердой модификации в другую, на кривых охлаждения появляются изломы или горизонтальные участки. В зависимости от природы системы и ее состава кривые охлаждения имеют различный вид. [c.410]

Рис. 21. Кривые охлаждения и затвердевания систем Компоненты неограниченно смешиваются в жидком состоянии /)—ЧИСТЫЙ компонент или эвтектическая смесь компоненты образуют твердые растворы.

Чтобы построить диаграмму плавкости (частный случай диаграмм состав — свойство), необходимо получить кривые охлаждения сплавов. Для этого берут два чистых вещества и готовят из них ряд смесей -различного процентного состава. Затем расплавляют каждую смесь в отдельности и медленно охлаждают. Через определенные отрезки времени отмечают температуру остывающего расплава. Результаты опыта изображают графически. Точки перелома кривых температура — время проектируют на диаграмму состав —свойство. Полученные точки соединяют (рис. 9). [c.41]

Из рис. У.2 видно, что затвердевающий при Тц расплав имеет состав, отвечающий точке е. Температура Те называется эвтектической, а расплав состава е — эвтектикой. Эвтектические сплавы отличаются самой низкой температурой плавления. Ниже Те сплав представляет собой смесь мелких кристаллов А и В. Кривые охлаждения, подобные кривой 2, характерны для всех расплавов, составы которых лежат левее точки е. Расплав, в точности отвечающий составу этой точки, т. е. эвтектический, кристаллизуется подобно чистому компоненту — кривая 3. При охлаждении расплавов любого состава до Те остающаяся жидкая фаза всегда имеет один и тот же состав, отвечающий точке е, а при нагревании твердых смесей при достижении Те начинается плавление и появляется жидкая фаза также состава е. [c.84]

Точка 4. Оба вещества будут кристаллизоваться одновременно, и длительность эвтектической остановки и тем самым величины горизонтального участка на кривой охлаждения будут максимальными. Смеси, указанные точками 3, 5, 6, 7, 8, ведут так же, как смесь точки 2. [c.231]

Последовательно увеличивая в растворе долю второго вещества, мы дойдем до таких концентраций, когда раствор в момент начала отвердевания будет насыщен одновременно обоими компонентами (кривая 3). При его охлаждении начинает выпадать сразу смесь веществ при постоянной температуре (в точке Ь) поэтому кривая охлаждения будет такая же, как и для чистого вещества. Так как эта температура ниже температуры начала кристаллизации любых других смесей, то смесь данного состава будет самой легкоплавкой. Эта смесь называется эвтектической (от греч. хорошо плавящийся ). Она при своем плавлении образует раствор, насыщенный относительно всех ее компонентов. [c.215]

Если охлаждению подвергают смесь, состоящую из 83% РЬ и 17% 5Ь (кривая охлаждения 3 на рис. 65), то состав образующейся твердой массы (точка Е) представляет собой чистую эвтектику. При других соотношениях металлов к эвтектике будут примешаны ранее выпавшие более крупные кристаллы 5Ь или РЬ. [c.217]

При использовании сосуда Степанова необходимо следить за тем, чтобы при погружении его в кипящую водяную баню вода не вошла в трубку 3. В эту трубку до дна опускают термопару. Когда вещество или смесь полностью расплавится, включают движение диаграммной бумаги потенциометра, опускают пишущее перо на бумагу, вынимают сосуд из кипящей бани и погружают его в холодную воду или охлаждают на воздухе. В промежутках между опытами термопару помещают в кипящую водяную баню на диаграммной бумаге при этом вычерчивается сначала горизонтальная линия, отделяющая кривые охлаждения разных составов, а затем вертикальная прямая, соответствующая температуре кипения воды. Прежде чем опускать термопару в другую ячейку, необходимо осушить ее фильтровальной бумагой. [c.43]

Кривая 3 передает охлаждение смеси с большим содержанием В 60% А и 40% В, и поэтому кристаллизация А начнется при еще более низкой температуре. Вид кривой не отличается от рассмотренной для сплава с 75% А. Вообще охлаждение расплавов всех составов, содержащих больше 45% А, характеризуется кривыми, подобными кривым 2 или 3. Лишь для состава, точно отвечающего 45% А, т. е. точке Е, кривая охлаждения 4 имеет такой же вид, как для чистого вещества. Эта эвтектическая смесь имеет самую низкую температуру плавления. Соединив на диаграмме состояния точки, отвечающие площадкам и изломам на кривых охлаждения, получим линию Т1Е, которая называется линией ликвидуса. При температурах выше этой линии существует только однородная жидкость (область I). Линия ликвидуса Т Е показывает зависимость температуры плавления сплавов от состава и отвечает равновесию между кристаллами А и жидкостью. Горизонтальная прямая ТеТе называется линией солидуса. При температурах ниже этой линии существуют лишь твердые фазы (А и В) и отсутствует жидкость (область IV). Область II, ограниченная кривой Т Е, осью ординат и прямой ТеТе, отвечает двухфазным смесям кристаллы А+ +жидкость. Любой точке Я этой области, например, при температуре Тп соответствует равновесный расплав строго определенного состава — в данном случае содержащий 55% А. Это показывает перпендикуляр, опущенный на ось составов из точки пересечения горизонтали ТвЯЗ с линией ликвидуса. Отношение между массой твердой фазы /Птв и массой оставшейся жидкости т в двухфазной области передается правилом рычага [c.90]

Если смесь состоит из двух компонентов, то на кривой охлаждения появятся новые по своему характеру участки. Когда при охлаждении такой системы будет достигнута температура, при которой раствор становится насыщенным относительно одного компонента, то этот компонент начинает выпадать в твердом виде, причем выделяющаяся скрытая теплота несколько замедляет охлаждение поэтому кривая в этом месте дает излом (см. рис. 103, кривые 1—9, кроме 8). Дальше кривая идет не горизонтально, а постоянно понижаясь, так как по мере выпадения одного компонента, раствор обогащается другим компонентом, т. е. состав жидкой фазы непрерывно изменяется, а это понижает температуру ее кристаллизации. Наконец, наступает такой момент, когда [c.228]

Аналогичным путем получим кривую охлаждения 2 раствора. Участок р-р соответствует равномерному охлаждению раствора. Точка О на кривой отвечает появлению первых кристаллов растворителя. При дальнейшем охлаждении температура раствора, однако, не сохраняется постоянной, и вместо площадки на графике будет иметься наклонная (одна степень, свободы) кривая р-р+Лк . Когда вся жидкость закристаллизуется (точка О ) получится смесь кристаллов растворителя и растворенного вещества и дальнейшее охлаждение этой смеси будет описываться кривой Лк+Вк - Таким образом, на кривой охлаждения для раствора имеются две точки излома О и О", отвечающие началу и концу кристаллизации раствора (теоретически кривая будет и.меть из-за образования эвтектики более сложный вид). [c.152]

Диаграммы состояния двойных систем с твердыми фазами экспериментально получают при постоянном (атмосферном) давлении методом термического анализа, поэтому их часто называют также диаграммами плавкости. Сущность этого метода состоит в том, что охлаждают расплавленную смесь двух веществ, измеряя через равные промежутки времени температуру. Далее в координатах время — температура строят кривую охлаждения. Процессы, сопровождающиеся выделением теплоты (кристаллизация, химические реакции, полиморфные превращения и т. д.), отражаются На кривой охлаждения горизонтальными участками с постоянной температурой или участками с замедленной скоростью охлаждения. Некоторые типы кривых охлаждения изображены на рис. 43. Характерные точки на кривых —температура плавления (кристаллизации) ti—температура начала кристаллизации — температура конца кристаллизации, tg — температура кристаллизации эвтектики. [c.168]

Прежде всего рассмотрим диаграмму конденсированного состояния тройной системы А—В—С, образованной компонентами А, В, С, которые в расплавленном состоянии обладают полной взаимной растворимостью, т. е. могут образовать тройной жидкий раствор, в каком бы количественном отнощении их ни смещивали в твердом же состоянии они совсршенно-нерастворимы один в другом, так что их затвердевщий сплав представляет механическую смесь. В общем случае затвердевание такой расплавленной смеси происходит следующим путем охлаждение " жидкости, замедление, связанное с выделением одного из компонентов, более сильное замедление, связанное с выделением двух компонентов, и наконец, остановка, связанная с одновременной кристаллизацией всех трех компонентов, после чего следует охлаждение целиком затвердевшего сплава. Кривая охлаждения в этом случае будет состоять из пяти кусков 1) наклонный кусок — охлаждение жидкости, 2) более пологий ход кривой — кристаллизация одного компонента, 3) еще более пологий ход кривой — кристаллизация двух компонентов, 4) горизонтальный, т. е. параллельный оси времени, прямолинейный кусок — кристаллизация трех компонентов, 5) опять понижающийся кусок кривой — охлаждение затвердевшего сплава. Применяя правило фаз и прини.мая во-внимание, что давление остается постоянным, приходим к выводу, что процесс кристаллизации трех компонентов нонвариантный (собственно, условно нонвариантный), поэтому он должен происходить при постоянной температуре и постоянном составе жидкости вплоть до полного затвердевания, каков бы ни был состав исходного расплава. Это так называемый процесс эвтектической кристаллизации кристаллизующаяся же при этом жидкость называется тройной жидкой эвтектикой. [c.73]

Разрезу диаграммы по линии II соответствует кривая охлаждения, приведенная на рис. 8.10. Здесь участок кривой II отвечает кристаллизации компонента А из расплава, точка а при Т соответствует началу кристаллизации, весь участок аЬ характеризует движение фигуративной точки вдоль линии ликвидуса и возрастающее количество выпавших кристаллов А. Точка Ь при Т. соответствует эвтектике (см. рис. 8.2), где начинается кристаллизация эвтектического расплава по всему объему (участок III). С точки зрения правила фаз число степеней свободы системы на участке III, т. е. в эвтектической точке, равно С = /(- -1—Ф = 2+1 — 3 = 0, что соответствует равновесию трех фаз (расплав, кристаллы А и В). Отсюда постоянство температуры на участке Ьс. После затвердевания эвтектики (участок IV) смесь кристаллов начинает монотонно охлаждаться (С = 2 + 1 — -2=1). [c.92]

Чтобы построить диаграмму плавкости, берут два чистых вещества и готовят из них смеси различного состава. Каждую смесь расплавляют и затем медленно. охлаждают, отмечая через определенные промежутки времени - температуру остывающего сплава. Таким образом получают кривую охлаж-Р и с. 78. Кривые охлажде- дения. На рис. 78 приведены кривые охлаждения чистого вещества 1 и спла-I - чистого вещества 2 - смеси ва Переход ЧИСТОГО вещества из двух веществ ЖИДКОГО В твердое состояние сопро-152 [c.152]

Особые трудности возникают в том случае, если из расплава выделяются смешанные кристаллы. Несмотря на то, что начало затвердевания в большинстве случаев нетрудно определить по кривой охлаждения, конец затвердевания, соответственно начало плавления, часто можно получить только по кривой нагревания гомогенных смешанных кристаллов [42]. Для их получения надо приготовить гомогенную смесь соответствующего состава при этом равномерное перемешивание расплавленного и быстро охлажденного продукта достигается лучше всего в эвакуированной стеклянной или кварцевой трубке в течение нескольких суток (а иногда даже недель) при температурах чуть ниже кривой солидуса [43, 44]. [c.205]

Методы 1) визуальное определение температур исчезновения последнего кристалла в капилляре (смесь предварительно сплавлена в пробирке и истерта) 2) то же в капилляре, оттянутом на конце пробирки, в которой производится сплавление смеси (принимаемые температуры относятся к скорости нагрева, равной нулю) 3) визуальное определение температуры исчезновения кристаллов в пробирке (макрометод) 4) кривые охлаждения. При всех методах образец помещен в масляную баню с регулируемым нагревом. Вес. /о. [c.525]

Получение кривых охлаждения. Диаграммы состояния строят по экспериментальным кривым охлаждения или нагревания, показывающим изменение во времени температуры расплавленных чистых веществ и смесей различного состава. Для получения кривых охлаждения чистое вещество или смесь нагревают несколько выше температуры плавления и затем охлаждают, записывая изменение температуры через определенные промежутки времени. Полученные данные наносят на график, где на оси абсцисс откладывают время, а на оси ординат — температуру. Изломы на кривых охлаждения свидетельствуют об изменении числа фаз в системе. На кривых охлаждения У и 5 (рис. 19, б) индивидуальных веществ участки та и кЬ характеризуют охлаждение жидкой фазы, участки аа и ЬЬ — кристаллизацию, участки ап п Ы — твердую- фазу. Кривая 2, полученная для смесей различных составов, дает точки для построения линий ликвидуса и солидуса и эвтектической точки. Кривая 2 (см. рис. 19, б) построена для охлаждения смеси, исходный состав которой отвечает точке / (см. рис. 19, а). Для получения кривой охлаждения смесь или чистое вещество помещают в тигель из огнеупорного материала или в пробирку в зависимости от температуры плавления и расплавляют в муфельной печи или в бане с соответствующим теплоносителем (вода, масло). Тигель с расплавом переносят в термостат (тигель большего размера), чтобы охлаждение было не слишком быстрым, И погружают в расплав термопару. При исследовании легкоплавких систем термопару заменяют термометром, а тигель — более широкой пробиркой, играющей роль воздушной бани. Во избежание переохлаждения следует перемешивать жидкий состав до появления первых кристаллов. Если перемешивать расплав во время кристаллизации, то термометр может оказаться в воздушном мешке, что приведет к неверным [c.85]

Пробирки закройте пробками со вставленными в них термометрами на 100°С и проволочными мешалками. Подготовленные пробирки поставьте в штатив. Поочередно пробирки опускайте в водяную баню (стакан на 500 мл), нагретую на 15—20° выше температуры плавления нафталина (80°С). Когда содержимое пробирки расплавится и перегреется, пробирку извлечь из бани, вытереть насухо и установить ее в более широкую пробирку (воздушная баня). Каждые 30 с отмечать температуру, непрерывно перемешивая смесь до появления первых кристаллов. При появлении первых кристаллов перемешивание прекратить, продолжая отмечать температуру. Для индивидуальных веществ и смесей эвтектического состава наблюдение прекратить после температурной остановки, сделав еще после этого 3—4 отсчета. На кривых охлаждения смесей наблюдаются температурные задержки при выпадении первых кристаллов и кристаллизации всей системы. В случае смеси опыт прекращают после того, как установится плавное понижение температуры вслед за кристаллизацией эвтектики, сделав еще 3—4 контрольных отсчета после полной кристаллизации эвтектики. Если эвтектическая температура близка к комнатной, то для получения более четких результатов пробирки рекомендуется опускать в холодную воду или тающий лед. Опытные данные заносить в таблицу по форме [c.87]

Каждую смесь расплавляют и затем медленно охлаждают, отмечая через определенные промежутки времени температуру остывающего сплава. Таким образом получают кривую охлаждения. На рис. 79 приведены кривые охлаждения чистого вещества (1) и сплава (2). Переход чистого вещества из жидкого в твердое состояние сопровождается выделением теплоты кристаллизации, поэтому, пока вся жидкость не закристаллизуется, температура остается постоянной. Далее охлаждение твердого вещества идет равномерно. [c.136]

Введение. Предлагаемая смесь может быть изоморфной, не-изоморфной или ограниченно растворяться в твердом виде. Рассмотрим диаграмму плавкости с точки зрения правила фаз и проследим изменения, происходящие с жидкостями различного состава при их охлаждении. Параллельно будем строить кривые охлаждения с примерным учетом материального баланса по различным стадиям, причем примем, что во всех рассматриваемых случаях берется одинаковое количество веществ. [c.123]

При охлаждении расплава, содержащего 95 А1 и 5% N1 (фигуративная точка 2), плавное понижение температуры наблюдается до 903 К (эвтектическая температура). При этой температуре кристаллизуется из расплава эвтектика, представляющая собой смесь мелких кристаллов алюминия и химического соединения NiAb. Пока вся эвтектика не закристаллизуется, на кривой охлаждения 2 будет температурная остановка (С =2 —3 + 1 =0), а затем температура начнет понижаться (С =2—2+1 =1). При кристаллизации расплава эвтектического состава длительность температурной остановки наибольшая. Длина горизонтального участка на кривой охлаждения определяется количеством кристаллизующейся эвтектики. [c.411]

Хроматографическую колонку с исследуемым адсорбентом помещают в сосуд Дьюара с жидким азотом, продолжая проиускат[ через нее газовую смесь. При охлаждении колонки в результате адсорбции азота и изменения состава газовой смеси г[сро потенциометра начинает отклоняться от нулевой линии. Смещение пера потенциометра происходит до тех пор, пока сорбент полностью не будет насыщен азотом при данной концентрации азота в газовой смеси. Равиовесие считается установленным, когда иеро самописца снова отмечает нулевую линию. Затем сосуд е жидким азотом удаляют, и происходи полная десорбция азота с иоверхности адсорбента ири комнатной температуре. При этом самописеи, вычерчивает кривую десорбции (см. рис. 14). [c.50]

В. Д. Родзаевская, исследуя кривые охлаждения и микроструктуру сплавов синтетического церезина (температура пл. 112°) и синтетического парафина (температура пл. 42°), показала, что их взаимная растворимость ограничена парафин растворяется в церезине до определенного предела (70%). Сплавы, содержащие менее 70% парафина, образуют при застывании твердые растворы сплавы, содержащие более 70% парафина, застывают в механическую смесь [23]. [c.94]

Температура, при которой оба вещества в системе кристаллизуются одновременно из раствора, называется эвтектической, а состав смеси эвтектическим. На кривой охлаждения раствора такого состава (кривая 111 на рис. 14, а) не имеется излома, а только горизонтальный участок при температуре ts- Кривая IV отвечает кривой охла ждения смеси, содержащей избыток вещества В по сравнению с эвтектическим составом. При температуре tp выделяются кристаллы компонента В, а при температуре ts — оба компонента. Сравнение кривых охлаждения показывает, что эвтектическая смесь имеет самую низкую температуру кристаллизации смесей из компонентов А и В. На рис. 14, а ниже эвтектической темчшратуры Е обозначена двухфазная область существования кристаллов А и В. Система обладает одной степенью свободы, отрезки на кривых ниже температуры ijg изображают охлаждение твердой смеси. [c.62]

Таким образом, для систем 1-го типа охлаждение расплава любого состава (кривая II или IV) сопровождается выделением кристаллов одного из компонентов, избыточного по сравнению с эвтектическим составом кристаллизация его идет до достижения эвтектического состава при температуре ts, когда выделение кристаллов обоих компопентов происходит при постоянных составе жидкой фазы и температуре. Результаты анализа кривых охлаждения объединяют в диаграмму плавкости, перенося с них точки появления новых фаз, отвечающие остановке или изменению скорости охлаждения, па днагра,мму температура — состав (см. рис. 14, б). На оси ординат откладывают температуру, а на оси абсцисс— состав смеси. Точки М и на рис. 14, б соответствуют температурам кристаллизации чистых компопентов А и В. Допустим, взята смесь из 80% А и 20% В (кривая И на рис. 14, а). Эта смесь при охлаждении не изменяется до температуры начала кристаллизации t , когда расплав становится, насыщенным ло веществу А. Состав жидкой фазы изменяется по кривой МЕ кристаллизации вещества А, пока не будет достигнута точка Е. При температуре ts начинается совместная кристаллизация оставщегося вещества А и всего взятого вещества В с образованием эвтектической смеси — мельчайших кристаллов А и В при постоянной температуре. Аналогично вдоль кривой NE идет кристаллизация компонента В. Когда система полностью закристаллизуется, температура вновь снижается. Область выше линии MEN отвечает однофазному жидкому расплаву с двумя степенями свободы. Кривые МЕ и NE отвечают смесям с одной степенью свободы (С = 2—2 + 1) и называются линиями ликвидуса. Вдоль этих линий и под ними в плоть до э втекпической температуры ts в системе существуют две фазы — кристаллическая А или В и расплав, состав которого определяется температурой. Отсутствие степеной свободы изображается графически эвтектической точкой Е пересечения кри- [c.62]

Закрыть пробирш пробками, в отверстия которых вставить термометры со шкалой на 150—200° С и латунные мешалки. Пробирки поочередно опускать в водяную баню, нагретую на 10—15° выше температуры плавления нафталина (80° С). Когда содержимое пробирки расплавится и несколько перегреется, пробирку вытереть насухо и перенести в более широкую пробирку. Для построения кривой охлаждения через каждые 30 с по секундомеру отмечать температуру непрерывно помешивая смесь. Работать удобнее вдвоем одному следить за температурой, другому отсчитывать время по секундомеру и записывать. [c.64]

А и 50% В, твердая фаза выделяется при температуре Гк. Затем охлаждение замедляется из-за выделения теплоты кристаллизации. Однако площадка на кривой охлаждения не наблюдается, поскольку состав жидкости меняется по мере охлаждения. Подчеркнем, что выделяющаяся твердая фаза представляет собой раствор. Его состав определяется пересечением горизонтальной прямой на уровне Гк с линией солидуса, т. е. точкой /. Таким образом, твердая фаза состоит из 90% В и 10% А, т. е. первая порция твердой фазы сильно обогащена более тугоплавким компонентом В. Жидкий раствор в точке I и твердый раствор в точке f называются сопряженными, а линия lf, соединяющая эти точки, называется коннодой. По мере охлаждения состав жидкости меняется по отрезку линии ликвиду са Л], а твердого раствора — по отрезку линии солидуса з. При достижении температуры Тз вся смесь переходит в твердое со-стояние [c.93]

Состав 4 — эвтектический, как отмечалось выше, кристаллизуется при постоянной температуре Те. Эвтектическая точка Е отвечает равновесию трех фаз — одной жидкой н двух твердых (Ф = 3), которое изображается уравнением Расплав (состава 4) Лт-1-Вт. Для эвтектического расплава характерна кривая охлаждения такая же, как для чистого вещества. Вследствие одновременной кристаллизации А и В эвтектическая смесь состоит, как уже отмечалось, из мелких, тесно перемешанных кристалликов обоих компонентов. Эта смесь имеет самую низкую температуру плавления из всех сплавов данной системы. Прн любых других составах эвтектическая составляющая первая начинает выплавляться из любого твердого сплава при его пагреванин яо Те. [c.168]

На рис. VI.2, а приведены кривые охланодения, соответствующие разным исходным расплавам системы В—А / и У — кривые охлаждения чистых компонентов В и А, III — эвтектики, II — смесей с концентрацией компонента А меньшей, чем для эвтектики (доэвтектическая смесь), и IV — с концентрацией А большей, чем в эвтектике (заэвтектическая смесь). [c.91]

А)-. Точка6 кривой2 (рис. 15, левая часть) на диаграмме состав — температура ляжет правее и ниже от точки плавления чистого компонента А, так как здесь мы имеем разбавленный раствор В ъ А. Точка в кривой 3 ляжет еще правее и ниже, так как этот раствор имеет еще большую концентрацию В в Л. Если проектировать остановку кривой 4 на диаграмму состав — температура, то, в связи с тем что эта система представляег эвтектическую смесь (насыщенный раствор В в Л и Л в В), на диаграмме состав — температура получим наиболее низкую точку плавления Е). Точки с такой же температурой получим и при проектировании других остановок кривых охлаждения 2, 3. [c.49]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология