Типы диаграмм кристаллизации двухкомпонентных систем

Перейдем теперь к двухкомпонентным системам, для состояния которых необходимо указание уже трех переменных например, давления, температуры и концентрации. Взаимосвязь трех переменных величин изображается с помощью трехмерной фигуры. Рассмотрим пример такой фигуры для бинарной системы, компоненты которой в жидком состоянии образуют гомогенные растворы во всей области концентрации, а в твердом состоянии вообще не растворяются один в другом (рис. 117). На рисунке изображены области трех агрегатных состояний парообразного, жидкого и твердого. Точки I, 2 я Г, Т соответствуют температурам кипения чистых компонентов при различных давлениях, а расположенные ниже точки 5, 6 и 5, 6 — температурам плавления. На диаграмме можно различить ряд поверхностей. Так, выпуклая поверхность 132 1 2 3 выражает зависимость температуры кипения жидких растворов от состава пара. Под ней находится вогнутая поверхность М2 Г, 4, 2, выражающая зависимость температуры кипения от состава жидкого раствора. Сечения такого типа диаграмм, относящиеся к постоянному давлению (р = = I атм), мы рассматривали в гл. VII (см. рис. 109). Поверхность 576 5 7 6 — диаграмма плавкости, т. е. зависимость температуры начала кристаллизации расплава от его состава и давления. Точнее говоря, при температурах и составах, соответствующих точкам на поверхности 575 7, жидкий расплав может находиться в равновесии с твердым первым компонентом, а соответственно на поверхности 76 7 6 — с твердым вторым компонентом. [c.319]

На рис. 44 представлен тип диаграммы состояния двухкомпонентной системы А—В с эвтектикой (без бинарных химических соединений и твердых растворов). Рассмотрим путь кристаллизации расплава состава а. Прежде всего определим, что конечными фазами кристаллизации любого бинарного состава в этой системе будут компоненты А и В, а кристаллизация всех подобных составов будет заканчиваться при эвтектической температуре 4 в точке эвтектики. При понижении температуры от точки а до будет происходить только охлаждение расплава. При достижении температуры ликвидуса tb жидкая фаза (расплав) состава Ь окажется насыщенной по отношению к компоненту А (в области IKteE в равновесии с жидкостью находятся кристаллы А, что указывается на диаграмме соответствующим обозначением А + ж) и последний при дальнейшем охлаждении будет кристаллизоваться из расплава. Состав жидкой фазы будет изменяться при этом по кривой ликвидуса от точки Ь к точке Е (система моновариантна). При достижении эвтектической температуры 4 жидкость, отвечающая эвтектическому составу Е, кристаллизуется с одновременным выделением кристаллов А и В, поскольку точка Е принадлежит одновременно обеим кривым ликвидуса txE и t E) и, следовательно, жидкость состава Е насыщена по отношению к обоим компонентам. При этом пока не исчезнет вся жидкая фаза, температура 4 и состав (Е) жидкой фазы будут оставаться постоянными, поскольку система при этих параметрах инвариантна (температура при отводе от системы теплоты будет поддерживаться постоянной за счет выделения теплоты кристаллизации). Кристаллизация закончится в точке эвтектики Е. [c.223]

На основании температур начала кристаллизации двухкомпонентной системы 1) постройте диаграмму фазового состояния (диаграмму плавкости) системы А —В 2) обозначьте точками / — жидкий расплав, содержащий а % вещества А при температуре Тй II — расплав, содержащий а % вещества А, находящийся в равновесии с кристаллами химического соединения III — систему, состоящую из твердого вещества А, находящегося в равновесии с расплавом, содержащим Ь % вещества А IV — равновесие фаз одинакового состава V — равновесие трех фаз 3) определите состав устойчивого химического соединения 4) определите качественный и количественный составы эвтек-тик 5) вычертите все типы кривых охлаждения, возможные для данной системы, укажите, каким составам на диаграмме плавкости эти кривые соответствуют 6) в каком фазовом состоянии находятся системы, содержащие с, е % вещества А при температуре Т Что произойдет с этими системами, если их охладить до температуры Т 7) определите число фаз и число условных термодинамических степеней свободы системы при эвтектической температуре и молярной доле компонента А 95 и 5 % 8) при какой температуре начнет отвердевать расплав, содержащий с % вещества А При какой температуре он отвердеет полностью Каков состав первых кристаллов 9) при какой температуре начнет плавиться система, содержащая й % вещества А При какой температуре она расплавится полностью Каков состав первых капель расплава 10) вычислите теплоты плавления веществ А и В 11) какой компонент и сколько его выкристаллизуется из системы, если 2 кг расплава, содержащего а % вещества А, охладить от Тх до Г, [c.247]

Покажем это на примере диаграммы состояния первого типа для случая кристаллизации чистого компонента А из расплава А—В. В нижней части рис. VII.21 показана часть диаграммы двухкомпонентной системы, а в верхней —кривые зависимости энергии Гиббса моля расплава при различных температурах. [c.189]

МОНОТЁКТИКА (от греч. / vos — один и хг у,хо< — расплавленный), монотектическое превращение— реакция распада в двухкомпонентных системах жидкой фазы на твердую и жидкую иного состава. В ходе монотектической реакции из жидкой фазы при отводе тепла образуется твердая фаза Ид и жидкая фаза (рис.). Если давление постоянно, эта обратимая реакция протекает изотермически и осуществляется в сплавах, составы к-рых на диаграмме состояния лежат в пределах монотектической горизонтали аЬ. При охлаждении расплавов, составы которых определяются отрезком тЪ, мояо-тектической реакции предшествует распад однородной жидкости на жидкости Ж и Ж". Их состав описывается бинодальной кривой ткЬ. При монотектической температуре, соответствующей изотерме аЪ, в равновесии находятся жидкости состава точек т ж Ь (Ж и Ж ) и твердая фаза состава точки а (а ). В процессе кристаллизации из жидкого расплава состава точки т выделяются дендритообразные кристаллы твердой фазы а. При медленной (равновесно ) кристаллизации сплавов, составы к-рых лежат в интервале отрезка тЪ, происходит разделение жидкого расплава на два несмешивающихся слоя составов точек тя Ь, в каждом из к-рых дальнейшее затвердевание происходит обособленно. Ниже монотектической т-ры из жидкости Ж" происходит выделение фазы а с последующей кристаллизацией жидкости по эвтектическому (как изображено на рис.) или др. типу. В трехкомпонентной системе при постоянном давлении монотектическое равновесие устанавливается между дву- [c.15]

Систематические исследования взаимодействия между металлами— элементами, мало различающимися своими химическими свойствами, стали проводиться со времени введения в практику методов физико-химического анализа, в основе которых лежит исследование изменения свойств системы с изменением ее состава. Основополагающие теоретические и экспериментальные работы в этой области принадлежат Н. С. Курна-кову он же ввел сам термин физико-химический анализ . Наиболее простым объектом изучения являются двухкомпонентные системы, состоящие из двух различных металлов. Добавляя к одному металлу переменные количества другого металла, т. е. изменяя количественный состав системы, изучают изменение какого-либо физического свойства, например электропроводности, твердости, температуры плавления или кристаллизации, плотности, вязкости. На основании полученных данных строят диаграмму состав — свойство и по виду диаграммы делают заключение о типе взаимодействия между металлами. [c.117]

Двухкомпонентные эвтектические системы. В качестве примеров равновесия типа эвтектики на рис. 1 представлена фазовая диаграмма для системы метаксилол —параксилол [55] п на рис. 2 для системы н-гексан — бензол [81]. Если смесь равных Количеств мета- и нараксилола охладить до —14° (рис. 1), то выделяются кристаллы чистого параксилола. По мере снижения температуры кристаллизуются дополнительные количества нараксилола содержание этого компонента в остающемся маточном растворе прогрессивно снижается. По мере снижения температуры фактический состав маточного раствора будет изменяться но кривой температуры начала кристаллизации до точки, близкой к эвтектической —57°. Если температуру донолнительно снизить до эвтектической, то выкристаллизуются оба компонента и при ус.товии отвода достаточ-, ного количества тепла вся система затвердеет. Поэтому для выделения парат ксилола температуру не следует доводить до эвтектической точки. Вследствие необходимости выдерживать определенный перепад температур в промышленных кристаллизаторах температура охлаждения основной массы смешанных ксилолов должна на 1—3° превышать эвтектическую, т. е. лен ать в пределах [c.54]