Построение диаграмм состояния по кривым охлаждения

Рис. 35.11. Построение диаграммы состояния бинарной системы на основании кривых охлаждения.

Рис. VII.3. Построение диаграммы состояния по кривым охлаждения

Рис. 6.4. Принцип построения диаграмм . состоя Ия а — кривые охлаждении С) - диаграмма состояния

Рис. 39. Пример построения диаграммы состояния двухкомпонентной системы по кривым охлаждения система, образующая одну эвтектику

Сущность динамического метода построения диаграмм состояния состоит в построении методом термического анализа кривых охлаждения (или нагревания) образцов в координатах температура— время. Если фазовое превращение сопровождается тепловым эффектом (а практически все фазовые превращения сопровождаются изменением энтальпии системы), то это будет фиксироваться на указанных кривых в зависимости от характера равновесия (числа степеней свободы системы) в виде точки перегиба, отвечающей [c.282]

Переход жидкой фазы чистого вещества в кристаллическую происходит при постоянной температуре и соответствует горизонтальной площадке на кривой охлаждения. Далее увидим, что характер кривых охлаждения многокомпонентных систем может быть иным. Однако всегда при температуре, соответствующей началу фазового превращения, плавный ход такой кривой нару-щается. Это позволяет использовать кривые охлаждения, полученные для смесей различного состава, для построения диаграммы состояния изучаемой системы выбранных компонентов. Такие диаграммы называют еще диаграммами плавкости. Конкретный вид диаграммы зависит от свойств компонентов и определяется их взаимной растворимостью, а также способностью к образованию химических соединений. Ниже рассмотрим диаграммы плавкости некоторых бинарных двухкомпонентных систем. Во всех случаях будем предполагать, что системы находятся в условиях постоянного давления и выбранные компоненты обладают неограниченной растворимостью в жидком состоянии. [c.156]

Применение динамического метода построения диаграмм состояния для силикатных систем ограничено тем, что скорость достижения равновесия в этих системах часто мала и высоковязкие силикатные расплавы весьма склонны к переохлаждению. В связи с этим метод построения кривых охлаждения для силикатных систем может дать искаженные результаты. В этом отношении метод построения кривых нагревания, когда кривые строятся не при охлаждении расплава, а при нагревании твердой смеси компонентов, дает более достоверные результаты, поскольку при этом исключается влияние обычного в силикатных системах переохлаждения. Однако в общем случае более приемлемым и, как правило, обычно применяемым методом построения диаграмм состояния силикатных систем является статический метод (метод закалки). [c.283]

Продолжая построение диаграммы плавкости по всем кривым охлаждения, получим две кривые нэ к оэ к горизонтальную прямую лм. Три линии пересекаются в эвтектической точке. В этой точке расплав насыщен как кремнием, так и алюминием. Выше кривых нэ, оэ в области / все системы гомогенные, одна жидкая фаза. Термодинамических степеней свободы две. В области II системы гетерогенные,в равновесии находятся кристаллы алюминия и расплав, состав которого определяется по кривой нэ. В области /// все системы гетерогенные. В равновесии находятся кристаллы кремния и расплав, состав которого определяется по кривой 90. Термодинамических степеней свободы у систем в областях И и III — одна. В области IV все системы находятся в твердом состоянии, системы гетерогенные, две твердые фазы — кристаллы алюминия и кремния. Термодинамическая степень свободы — одна. В точке э в равновесии находятся кристаллы алюминия, кристаллы кремния и расплав система гетерогенная, фазы три, число термодинамических степеней свободы ноль. [c.239]

Рис. 40. Пример построения диаграммы состояния двухкомпонентной системы по кривым охлаждения система образует химическое соединение, плавящееся инконгруэнтно (см. 52)

Наиболее распространенными методами экспериментального построения диаграмм состояния являются динамический метод (метод построения кривых охлаждения или нагревания) и статический метод (метод закалки). [c.281]

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]

Исходные данные для построения диаграмм состояния получают различными методами. Из них наиболее часто используются динамический метод кривых нагревания и охлаждения и статический метод закалки. С помощью этих методов экспериментально определяются температуры фазовых превращений в изучаемой системе и составы и типы фаз при разных температурах. [c.48]

Наряду с кривыми нагревания для построения диаграмм состояния часто используют кривые охлаждения. Для этого нагревают вещество до достаточно высокой температуры, дают ему самопроизвольно охладиться и регистрируют температуру через определенные промежутки времени. [c.27]

На рис. 6.4 показан принцип построения диаграммы по кривым охлаждения. Точки перегибов температурной остановки соответствуют точкам на диаграмме состояния и имеют те же обозначения. [c.92]

Экспериментальные данные для построения диаграмм состояния получают либо методом визуального наблюдения за изменением состояния системы в процессе изменения ее температуры, либо методом кривых охлаждения. По визуальному методу [1агре-тую до нолнон однородностп систему медленно охлаждают и наблюдают температуру, при которой появляются очаги повой фазы (кристаллики, капельки). [c.168]

Кривые охлаждения чистых металлов и их сплавов используются для построения диаграмм состояния. Диаграмма состояния показывает изменение фазового состояния сплава в зависимости от температуры и соотношения компонентов, составляющих сплав. [c.51]

Для построения диаграммы состояний откладываются по оси абсцисс составы сплавов, обычно в молекулярных процентах, а по оси ординат — температуры, соответствующие точкам перегиба на кривой охлаждения для данного сплава. Соединив полученные точки кривой и проведя горизонтальную прямую, соответствующую температуре кристаллизации для эвтектики, получаем диаграмму состояний. Ясно, что, если прибор дает показания в милливольтах или в его показания должны быть внесены поправки, перед построением диаграммы состояний производится соответствующий. пересчет температур кристаллизации по градуировочной кривой (см. ниже). [c.61]

Пример построения диаграммы состояния двухкомпонентного сплава приведен на рис. 27. В левой части рисунка нанесены кривые охлаждения чистых компонентов Л и и сплавов (/, II, [c.51]

На рис. 30 дано построение диаграммы состояния с химическим соединением, плавящимся инконгруэнтно, причем приведена только часть кривых охлаждения. Остальные кривые охлаждения повторяют кривые на рис. 29. [c.82]

Диаграммы состояния различных систем строят на основании опытных данных. Наиболее распространенный метод для построения диаграмм плавкости — метод термического анализа, и основе которого лежит наблюдение за скоростью охлаждения расплавленных чистых веществ и сплавов различного состава. Изломы на кривых охлаждения свидетельствуют об изменении числа фаз в системе. [c.103]

Термический анализ. Диаграммы состояния строят с помощью кривых охлаждения. Как известно, кривая, которая показывает изменение температуры чистого вещества, например металла, в зависимости от времени, имеет площадку при температуре затвердевания (рис. 66, стр. 146). Хотя металл теряет тепло и в процессе затвердевания (путем излучения и конвекции), температура остается постоянной благодаря выделению теплоты кристаллизации (теплота плавления). Как только исчезает жидкая фаза, охлаждение продолжается с обычной скоростью. Для построения диаграммы состояния сначала определяют кривые охлаждения нескольких смесей двух металлов, например смесей, содержащих 10, 20, 30% и т. д. одного металла в другом. [c.586]

Состояние любого сплава при интересующих нас условиях определяется, как известно, диаграммами состояния, или диаграммами фазового равновесия. Диаграмма состояния строится чаще всего опытным путем по кривым охлаждения температура— время для сплава ряда концентраций, а также для чистых компонентов, образующих сплав. Важным условием построения диаграммы состояния является требование термодинамического равновесия системы, хотя применительно к реальным металлическим сплавам это условие далеко не всегда технически выполнимо. [c.19]

В соответствии с принципами непрерывности и соотистствия появление новых фаз в системе отражается на кривых oxji i и ния участками с замедленной скоростью охлаждения (за счет выделяющейся теплоты кристалл зацми) или температурными остановками. Для построения диаграммы состояния переносят все точки изломов и температурные остановки с кривых охлаждения па координатную сетку температура — состав, а затем соединяют полученные точки. [c.91]

В системе характеризуется так называемой тройной точкой диаграммы состояния, показывающей, в каком фазовом состоянии находится вещество в зависимости отРнТ. Для построения диаграммы состояния вещества используют прямоугольную систему координат, откладывая по оси абсцисс абсолютную температуру, а по оси ординат давление. Определенные значения Т н Р являются координатами точки, местоположение которой на диаграмме показывает фазовое состояние вещества при данных условиях. Как видно из схематической диаграммы состояния воды, приведенной на рис. 39, вся ее площадь разделена на три зоны, отвечающие трем фазовым состояниям. Зоны отделены друг от друга тремя линиями, точки на которых соответствуют существованию воды в двух состояниях, в двух фазах, находящихся между собой в равновесии лед пар (кривая ОА), ледТ 7 " жидкость (кривая ОВ), жидкость пар (кривая ОС). При осторожном охлаждении чистой воды ниже 0° С можно получить переохлажденную воду, которой соответствует кривая ОБ, являющаяся продолжением кривой ОС за точку О — точку замерзания воды. Однако такая система неустойчива и легко разрущается, превращаясь в обычный лед. В отличие от воды для большинства веществ переход твердой фазы в жидкую сопровождается увеличением объема, поэтому для них рост давления будет смещать этот переход в сторону более высоких температур. Тогда равновесие твердая фаза жидкость должно характеризоваться кривой ОЕ, наклон которой противоположен наклону кривой ОВ. Кривая равновесия жидкость — газ (ОС) в области высоких температур ограничена критической точкой, выше которой вещество переходит в газовое состояние независимо от давления. Для воды критическая температура равна 374° С. При нормальном внешнем давлении (760 мм рт. ст. или 1,013-10 Н/м) жидкая и парообразная фазы воды находятся между собой в равновесии при 100° С, так как при этом давление пара над жидкостью сравнивается с внешним давлением и вода закипает. [c.92]

Хотя рассмотренные приближения (9.4) и (9.5) практически не реализуются, они дают качественно верные результаты. Обычно в реальных условиях для построения диаграмм состояния твердое тело - жидкость пользуются методами термрртеского анализа, основанного на определении температур фазовых превращений при анализе кривых охлаждения (или нагревания) тех или иных физико-химрртеских систем. [c.211]

Для построения диаграмм состояния Д. с., к-рые обычно изучаются при постоянном (атмосферном) давлении, пользуются двумя взаимно перпендикулярными осями. На оси абсцисс откладывают состав X системы, чаще Bi oro выражаемый в весовых, атомных или мольных процентах на оси ординат — томп-ры нротекаюгцих в системе фазовых превращений (начала и конца кристаллизации, полиморфных превращений и др.), найденные посредством термического анализа, в частности записи кривых нагревания и охлаждения ряда смесей компонентов изучаемой системы, взятых в различных отнон1еииях. Соединив нанесенные точки линиями, получают диаграмму состояния Д. с. при постоянном давлении. Если же система изучается ири переменном давлении, то ио-следне.е откладывают на третьей оси, перпендикулярной к осям состава и темп-ры, и полученную трехмерную фигуру проектируют на плоскость. [c.513]

Т. а. применяется в физико-химич. анализе при построении диаграмм состояния конденсированных систем. В этом случае под Т. а. понимают совокупность экспериментальных методов определения температуры, при к-рой в равновесной системе (при задании давления и состава) изменяется число фаз. В боль-и1ипстве случаев исиользуются как основные две группы методов а) визуальные и б) методы кривых нагревания и охлаждения . [c.45]

Таким путем с использованием контактного аппарата Кофлера для определения температур кристаллизации построены диаграммы состояния систем эйкозанол—гексакозанол, гексадеканол— октадеканол, азобензол — стильбен, нафталин — р-нафтол, стильбен—толан. Исследование образцов переменного состава при построении диаграмм состояния систем, подобных перечисленным, дает возможность получить более надежные результаты по сравнению с данными традиционно используемого для этой цели термического анализа. Недостаточная чувствительность последнего при изучении органических систем связана с большой склонностью органических веществ к переохлаждению и малыми тепловыми эффектами при фазовых превращениях [128]. Нередки случаи, когда кристаллизацию органической эвтектики, соответствующей даже средней части диаграммы, удается вызвать лишь введением зародышей и интенсивным перемешиванием сильно переохлажденного расплава в областях, прилегающих к ординатам чистых компонентов, часто в условиях регистрации кривых охлаждения эвтектика вовсе не кристаллизуется. [c.129]

Для построения диаграмм состояния наиболее широко используется метод термического анализа, основанный на измерении скорости падения температуры охлаждаемого расплава. Так как образование кристаллов сопровождается выделением теплоты, то в момент начала кристаллизации происходит уменьшение скорости охлаждения. По соответствующим точкам излома на кривых зависимости температуры от времени для различных составов определяют положение линии ликвидуса (для этой цели в случае прозрачных расплавов удобно использовать и визуальные наблюдения). При затвердевании расплава чистого вещества и образовании эвтектики температура остается постоянной, и на кривой Т t) появляется ступенька (см. рис. 112J. [c.265]

Продолжая построение диаграммы по всем кривым охлаждения, получим две кривые и горизонтальную прямую. Три линии пересекаются в одной, так называемой эвтектической точке. Выше кривых в зоне / все системы находятся в жидком состоянии. В зоне II сосуществуют кристаллы А1 и расплав, состав которого при каждой температуре определяется по кривой нж. В зоне III сосуществуют кристаллы Si и расплав, состав которого определяется по кривой ож. В зоне IV втсе системы находятся в твердом состоянии. [c.196]

Р п с. 29. Пример построения диаграммы состояния двухком-понентной системы по кривым охлаждения. Простейший случай с одной эвтектикой [9] [c.81]

На рис. 29 дан пример построения диаграммы состояния двухкомионентной системы по кривым охлаждения. Каждая из кривых охлаждения в левой части рисунка получена для системы определенного состава. В процессе кристаллизации чистого вещества А, чистого вещества В и раствора состава эв- [c.81]

При температуре Т <Тр относительное расположение кривых концентрированной зависимости изобарно-изотермического потенциала таково (рис. 55,6), что к ним возможно провести две общие касательные а —Са и аг—а . Это обусловлено смещением промежуточной кривой<у > вниз в связи со стабилизацией а-фазы при охлаждении. Очевидно, положение общей касательной а й2 ограничивает интервал концентраций, в пределах которого стабильна смесь фаз а и Ь при данной температуре. Положение касательной аз—04 ограничивает при Т2 интервал устойчивости двухфазного равновесия а р. Путем проектирования общей касательной Аз—Й4 к температуре Га на диаграмме Т—х получим положение конноды а—определяющей составы равновесных фаз аир при данной температуре. Изменяя температуру в пределах между Гр и Тт.,А, можно описанным путем воспроизвести кривые ликвидуса и солидуса, ограничивающие интервал устойчивости двухфазного равновесия и соответствующие участки кривых сольвуса, ограничивающие положение области двухфазного равновесия ач р. Следует отметить, что при температуре Га в интервале концентраций между точками аа и аз кривая концентрационной зависимости изобарно-изотермического потенциала а-фазы для каждого состава определяет наинизшее возможное значение этой функции, что и обусловливает стабильное однофазное состояние в этом концентрационном пределе при данной те.мпе- ратуре. Ниже температуры плавления компонента А кривая д(а) — хв) окажется всюду ниже кривой /(хв), что в конечном итоге обусловит возможность определения области единственного стабильного в этом температурном интервале двухфазного равновесия а+ р. В результате описанных построений на плоскости Т—X воспроизводится диаграмма состояния перитектического типа (рис. 55,а), которая наряду с эвтектической является важнейшей типовой диаграммой, ибо иллюстрирует один из главных типов сочетаний трехфазного равновесия с соответствующими двухфазными. [c.289]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология