Диаграммы состояния двухкомпонентных систем при постоянной температуре

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]

Метод измерения э. д. с. концентрационных цепей применяется также для построения (или проверки правильности уже разработанных другими методами) диаграмм состояния двухкомпонентных систем металлов, а также для определения степени упорядоченности промежуточных фаз переменного состава и твердых растворов в этих системах. Для однофазных сплавов потенциалы твердых электродов уменьшаются по мере роста в сплаве концентрации менее благородного металла для двухфазных областей потенциалы электродов остаются постоянными [141]. Если в области температур, в которой измеряют э. д. с. концентрационных цепей, в электроде сплава или электроде сравнения происходит фазовое превращение, то величина температурных коэффициентов э. д. с. при температуре выше и ниже точки превращения будет различна [ 179]. Метод измерений э. д. с. концентрационных цепей принадлежит к числу наиболее точных методов исследования превращений порядок — беспорядок в сплавах металлов и имеет то преимущество, что позволяет определить даже небольшое число атомов, неправильно размещенных в кристаллической решетке упорядоченной фазы при стехиометрическом составе [150]. [c.51]

В отличие от этого в двухкомпонентных системах, содержащих две конденсированные фазы (две жидкости, жидкость и твердая фаза или две твердые фазы), в условиях равновесия при постоянных давлении и температуре составы взаимно насыщенных контактирующих фаз строго определены и отвечают диаграммам состояния соответствующих систем. Влияние давления на условия равновесия систем, включающих только конденсированные фазы, и на свойства поверхностей раздела в таких системах становится ощутимо лишь при высоких давлениях и не будет приниматься во внимание. [c.82]

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]

Здесь также следовало бы заняться изучением диаграммы состояния, включающей р и Т. Однако такая диаграмма весьма сложна, потому что, рассматривая три переменных, определяющих состояние системы, а именно р, Т и состав смеси компонентов, мы должны прибегнуть к координатам трехмерного пространства, плоскостное изображение было бы уже недостаточным. Впрочем, изучение подобных систем упрощается благодаря тому обстоятельству, что практически наиболее важны как раз такие двухкомпонентные системы сплавы и растворы), состав которых очень мало зависит от давления. В таких случаях давление считают постоянным и изучают зависимость состояния системы от температуры и состава смеси. Пусть в диаграмме на фиг. 40, а по оси ординат отложены температуры. В точке А имеется 100 /о вещества А, например алюминий, в точке В чистое вещество В, например кремний. По мере того как мы идем от Л кВ, количество А в смеси падает, количество В возрастает в точке С, например, имеется 90 /о А1 и 10 /о Si и т. п. [c.157]

Физико-химический анализ — это учение о зависимости свойств сложных систем от их состава. Для двухкомпонентных систем обычно строят диаграмму плавкости (кристаллизации), на которой по оси ординат откладывают температуру, а по оси абсцисс состав в весовых или атомных процентах. В этих случаях берут два вещества и готовят смеси разного состава. Смеси расплавляют и изучают ход кривых кристаллизации расплава во времени, т. е. выполняют термографический анализ. По кривым строят диаграмму плавкости, характеризующую индивидуальность получаемых образцов твердых фаз постоянного или переменного состава. Изучение электропроводности, плотности, твердости и пр. в зависимости от состава фаз, использование металлографических, рентгенографических и других методов исследования позволяет углубить знание о числе фаз в системе и об их строении. Фазовая характеристика твердых фаз совершенно необходима, так как, по Курнакову, носителем свойств соединения в твердом состоянии является не молекула, а фаза. [c.34]

Это позволяет применить для выражения состава плоскую диаграмму, например треугольную диаграмму Гиббса — Розебома или плоскую систему прямоугольных координат. В таких случаях величину свойства — температуру или давление можно откладывать по ординате — перпендикуляру к плоскости треугольника. Так как по ординате можно наносить значения только одного свойства, мы вынуждены делать дополнительные упрощения — при построении диаграммы выбирать некоторое постоянное давление или постоянную температуру. Обычно в качестве постоянной величины принимается давление, подобно тому, как это было принято при построении плоскостных диаграмм двухкомпонентных систем. Однако при наличии трех компонентов диаграмма, выражающая зависимость состава и температуры, оказывается уже диаграммой не плоской, а объемной. На рис. 71 изображена простейшая объемная диаграмма трехкомпонентной системы, компоненты которой не образуют химических соединений, неограниченно растворяются друг в друге в жидком состоянии и не растворяются в твердом состоянии. Каждая из граней такой концентрационной призмы представляет собой плоскую диаграмму состояния двухкомпонентной системы. Любая точка внутри призмы соответствует трехкомпонентным растворам при различных температурах. [c.202]

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]

АВ, заканчивают кристаллизоваться в эвтектике Ей а лежащие вправо — в эвтектике Е2- Пути кристаллизации при этом аналогичны разобранным для двухкомпонентной диаграммы состояния с эвтектикой. Поскольку соединение АВ является индивидуальным химическим соединением, состав, точно отвечающий этому соединению, полностью закристаллизуется (или расплавится) при постоянной температуре /ав-На рис. 46 приведена диаграмма состояния двухкомпонентной системы с химическим соединением АВ, плавящимся с разложением. Характерной точкой этой диаграммы является инвариантная точка п перитектики. [c.225]

Практически этот метод осуществляется следующим образом (рис. 77). Для построения, например, диаграммы состояния двухкомпонентной системы А—В термическому анализу подвергаются чистые компоненты А и В и смеси с различным их содержанием (например, составы 1, 2, 3 и т. д.). Для получения кривых охлаждения исследуемые образцы нагревают в печи до полного расплавления, выдерживают при этой температуре для гомогенизации расплава и затем охлаждают, фиксируя температуру образцов. На кривых (А и В) охлаждения чистых компонентов при температурах Та и Тв появятся горизонтальные площадки, т. е. зафиксируется остановка в падении температуры, соответствующая температуре кристаллизации соответствующего компонента, которая для индивидуальных химических соединений происходит при постоянной температуре (постоянная температура образца при охлаждении [c.282]

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]

Из рис. 58 и 59 видно, что приведенные диаграммы состояния двухкомпонентных систем с образованием азеотропной смеси можно рассматривать как состоящие из двух диаграмм состояния, представленных на рис. 57. В качестве компонентов в них выступают соответственно А и азеотроп-ная смесь (А+В), азеотропная смесь (А + В) и В. Обозначения в первой половине диаграммы соответствуют обозначениям на рис. 57, во второй половине используются те же обозначения, но со штрихом ( ) Характеристика физического и фазового состояний дана в табл. 24. Особенность ее заключается в том, что поведение азеотропной смеси при кипении сходно с поведением индивидуальной жидкости. В точке с (а ) она нонвариантна и характеризуется постоянной температурой кипения без изменения состава. Переход от однофазной идкой системы к однофазной парообразной системе осуществляется в этой точке после испарения всей жидкости. [c.168]

При применении правила фаз двухкомпонентной (двойной) системы в него входят три переменные величины давление, температура и концентрация обоих компонентов. Если концентрацию выразим в весовых (или мольных) процентах, то получим уравнение с тремя переменными (давление, температура и состав в /Ь), Процесс кристаллизации сплава металлов других соединений изучается при постоянном давлении. Поэтому зависимость концентрации бинарного раствора от температуры в процессе кристаллизации обычно выражают диаграммой состояния, построенной в координатах температура — концентрация на плоскость на основании данных, полученных методом термического анализа. Диаграмма состояния еще называется фазовой диаграммой или диаграммой плавкости. Методика экспериментального определения диаграммы плавкости изложена в предыдущем параграфе. Остановимся подробнее на рассмотрении диаграммы состояния двойной системы. [c.153]

Диаграмма на рис. XIII, 2 построена при условии, что давление постоянно. Такой способ построения диаграмм состояния наиболее употребителен, так как на практше с изменениями температуры приходится иметь дело чаще, чем с изменениями давления. Кроме того, небольшие изменения давления практически не оказывают влияния на диаграммы состояния конденсированных систем. Однако иногда встречается необходимость проследить за фазовыми превращениями, протекающими при постоянной температуре под влиянием изменения давления. В этом случае плоская диаграмма фаз двухкомпонентной системы получается в результате сечения объемной диаграммы (см. рис. ХИ1,1) плоскостью, перпендикулярной оси температур. Простейший случай подобного сечения изображен ва рис. ХШ. 5. [c.361]

Для многокомпонентных систем помимо температуры и давления в качестве параметров состояния фигурируют также соответствующие концентрации. При этом картина хотя и усложняется, но принципиально не меняется. Как и в случае однокомпонентной системы, в более сложных системах можно перейти от пространственной диаграммы, характеризующей зависимость изобарно-изотермического потенциала от каких-либо двух параметров состояния (приняв остальные постоянными), к плоской диаграмме состояния в координатах Т—х, р—х и р—Т (дг—концентрация одного нз компонентов). Принципиальная схема построения и перехода к диаграмме Т—х для двухкомпонентной двухфазной системы при постоянном давлении аналогична вышеописанной для однокомпонентной системы. [c.257]

Простейшие из многокомпонентных систем — двухкомпонентные системы — характеризуются тремя независимыми параметрами — температурой, давлением и концентрацией одного из компонентов. В большинстве практических случаев такие процессы, как кристаллизация или плавление, осуществляются при постоянном давлении (как правило, при р = 0,1 МПа). Это уменьшает число независимых параметров до двух, что позволяет упростить построение диаграмм состояния, изображая их на плоскости. Дополнительное условие р = onst уменьшает число степеней свободы на единицу, и поэтому правило фа з в этих случаях принимает вид f = К — Ф -1-1. [c.115]

Двухкомпонентные системы. Совместное влияние Г и Р на состав двухкомпонентных смесей представлено на пространственных диаграммах (рис. 5.2,а, 5.2,6). Необходимо заметить, что та же самая информация представлена на этих диаграммах в более удобной форме в виде изобарических (или в отдельных случаях изотермических) сечений или в виде проекций на основание (рис. 5.2,6). Двухфазные зоны заштрихованы. На рис. 5.3 показаны три общих типа двухфазных систем при постоянном давлении, демонстрирующие впияние температуры и общего состава смеси на состояние фаз системы. Области однофазных систем различного состава ограничены отрезками Ха—Хь, Хс—Xd, Хе—X/ изотермы а/ (рис. 5.3,в). В других областях существуют двухфазные смеси с различным соотношением количеств фаз состава хь и Хс или Xd и Хе. В двухфазных областях состав фаз фиксирован, но их относительные количества меняются в соответствии с общим составом смеси и не влияют на условия равновесия. [c.252]

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]