Фазовые превращения двухкомпонентных систем

Трехкомпонентные системы значительно сложнее двухкомпонентных как по своему построению, так и по анализу процессов в них. Более сложны и построения путей кристаллизации, позволяющих проследить последовательность фазовых превращений. Поэтому при рассмотрении ряда трехкомпонентных систем здесь разбираются примеры нахождения путей кристаллизации. [c.122]

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]

При увеличении числа компонентов наглядное представление изменения свойств системы при фазовых превращениях усложняется. Диаграммы состояния двухкомпонентных систем рассмотрены при анализе свойств растворов. [c.161]

Свойства двухкомпонентных твердых систем, находящихся в равновесии с жидкой фазой, изучаются при помощи диаграмм плавкости, выражающих зависимость температуры фазового превращения от состава системы. Диаграммы плавкости строят по кривым охлаждения. Рассмотрим некоторые случаи диаграмм плавкости. [c.182]

На фазовое равновесие двухкомпонентных (бинарных) систем могут оказывать влияние три параметра температура, давление и концентрация. Однако при кристаллизации из растворов основной интерес представляют жидкая и твердая фазы данной системы. Поскольку давление незначительно влияет на равновесие между жидкой и твердой фазами, фазовые превращения могут быть представлены на диаграмме температура — концентрация. [c.351]

Фазовые превращения в двухкомпонентных системах заключаются не только в процессах плавления и кристаллизации или полиморфных превращений, кроме того, происходит взаимное растворение компонентов в жидкой и твердой фазах, образование химических соединений и т. д. [c.152]

Суммируя все сказанное, можно сделать вывод, что правило фаз помогает анализировать кривые охлаждения для систем, предсказывая число фаз, необходимое для сохранения постоянной температуры. Так, например, в бинарных системах период постоянной температуры наблюдается всякий раз, когда в равновесии находятся три фазы. Тщательное рассмотрение наклона кривых температура — время позволяет получить много сведений о типах процессов, которые могут происходить в данной системе. Наиболее крутой наклон кривых говорит о том, что охлаждение системы не сопровождается фазовыми превращениями. Наступление кристаллизации и другие фазовые превращения почти всегда можно установить по возникающим более пологим наклонам кривых. Более пологие наклоны обусловлены тем, что в полное количество тепла, которое должно удалиться при охлаждении, входит изменение энтальпии для этих процессов. В двухкомпонентных системах с постоянным давлением постоянная температура указывает, что Р = 0, т. е. в системе одновременно присутствуют три фазы. Дополнительную информацию можно получить, отделяя и анализируя фазы. Идеальность жидких растворов можно проконтролировать с помощью уравнения Клаузиуса—Клапейрона (если допустить, что образование твердого раствора пренебрежимо мало). [c.189]

Изучение поведения вещества в зависимости от изменения температуры называется термическим анализом. Двухкомпонентные системы из двух твердых веществ могут быть подвергнуты термическому анализу двояким способом. Первый заключается в постепенном нагревании тонкодисперсной смеси компонентов вплоть до полного их расплавления. Отмеченные на кривой нагревания точки перегиба показывают те температуры, при которых в данной системе происходит изменение фазового состояния полиморфные превращения, появление расплава, полное расплавление обоих компонентов и т. д. Второй вариант термического анализа осуществляется путем планомерного охлаждения предварительно полученного расплава, состоящего из двух компонентов, взятых в определенном количественном соотношении. Точки перегиба на кривой охлаждения укажут значения температур, при которых начинается и заканчивается кристаллизация расплава, а также и те температуры, при которых закристаллизовавшаяся масса подвергается полиморфным превращениям. Минералогический состав выделившихся кристаллов определяется при помощи поляризационного микроскопа. [c.261]

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]

Влияние концентрации воды на фазовые превращения мыла в масляной среде, имеющее большое значение для теории ма-зеварения, нельзя представить в виде обычных фазовых диаграмм для двухкомпонентных систем. Трапезников [72] предложил фазовую диаграмму для смесей, позволяющую отразить влияние третьего компонента, в частности воды, на фазовые превращения в системе. [c.59]

Уравнение (IX.139) является распространением уравнения Клапейрона— Клаузиуса на фазовые превращения в двухкомпонентной системе. Оно определяет влияние температуры на общее давление пара над фазой, состав которой остается неизменным. [c.234]

Таким образом, нами рассмотрены основные виды двухфазных равновесий в гетерогенной конденсированной системе. Если рассматривать варианты фазовых равновесий, которые можно термодинамически сконструировать в двухкомпонентной системе, то их в принципе может быть достаточно много, особенно при условии, что один или оба компонента имеют по нескольку полиморфных превращений. Однако такие варианты принципиально нового ничего не дают по сравнению с рассмотренными видами двухфазных равновесий. [c.277]

Как видим, появление дополнительно еще только одной жидкой фазы существенно усложняет общую картину фазового равновесия в двухкомпонентной системе. Очевидно, образование промежуточных твердых фаз в двухкомпонентной системе также должно внести самостоятельный элемент в диаграмму состояния. Как правило, промежуточные твердые фазы формируются на основе определенных химических соединений, которые могут плавиться конгруэнтно либо распадаться в результате перитектического превращения. Обсуждение характера концентрационной зависимости изобарно-изотермического потенциала промежуточных, фаз следует вести в соответствии со строго термодинамически обоснованным понятием фазы. При этом требуется уточнение принадлежности растворов на основе существующих в системе определенных химических соединений к одной или разным фазам. Как известно, природа фаз определяется особенностями межмолекулярного взаимодействия. Последнее в первую очередь обусловлено сортом частиц, их образующих, так как именно природа частиц, образующих данную фазу, обусловливает величину и характер сил обменного взаимодействия, что приводит к формированию вполне определенных химических йязей. Если растворы и фазы различаются родом образующих их частиц (по сортности), то, следовательно, их химические составы (речь идет об истинных составах) качественно различны. Следствием этого является тот факт, что термодинамические характеристики фаз, различающихся родом частиц, описываются разными фундаментальными уравнениями. Это очень важное заключение с необходимостью приводит к выводу о том, что такие растворы даже в пределах одной гомогенной системы должны рассматриваться как самостоятельные фазы. Различие между зависимостями свойств растворов, имеющих качественно иные химические составы, от параметров состояния должно проявляться если не в виде функций, то по крайней мере в значениях постоянных величин, фигурирующих в уравнениях этих функций и отражающих специфику меж-частичного взаимодействия, а следовательно, и химическую природу сравниваемых растворов. В случае растворов или фаз переменного состава данному качественному составу или, иначе говоря, данному набору частиц по сорту отвечает конечный интервал Голичественных составов в данной системе, в пределах которого только и существует строго определенный единственный вид зависимости термодинамических и иных свойств от параметров состояния. Положение о том, что характер зависимости свойств от параметров состояния определяется качественным химическим составом, весьма существенно и названо А. В. Сторонкиным принципом качественного своеобразия определенных химических соединений. Значение этого принципа заключается в том, что его использование позволяет четко определить принадлежность рас- [c.293]

Ход фазовых превращений рассмотрен на примере двухкомпонентной системы метан-жидкие УВ (рис. 1.18) на фазовой диаграмме в координатах давление (Р)-температура (Т). [c.56]

Рис. 195 и 196 иллюстрируют распространение четвертого метода с двух веществ на большее их число на примере характеристик фазового превращения соответственно в одно- и двухкомпонентной системах. Последний чертеж воспроизведен из оригинального исследования [132] с той лишь разницей, что линии продолжены вправо вверх, где они сходятся примерно в одной точке. Рис. 195 отвечает распространению уравнения В. А. Киреева (IV, 22) с двух жидкостей на пять (линия для первого члена ряда расположена несколько в стороне), рис. 196 соответствует аналогичному распространению уравнения (IV, 31). Возможно, точнее было бы считать, что существуют две точки пересечения одна для четных, а другая — для нечетных членов ряда. На рис. 197 приведен пример характеристики химического процесса — кинетики разложения амальгам щелочных металлов. [c.236]

Уравнение (20) является распространением известного уравнения Клапейрона—Клаузиуса на фазовые превращения в двухкомпонентной системе. Оно определяет влияние температуры на общее давление пара над адсорбционной фазой, состав которой остается неизменным. Этому уравнению можно придать вид, удобный для практических расчетов, если учесть, что [c.67]

Необходимо иметь в виду, что объем системы в момент достижения точки г не равен объему системы после завершения кристаллизации, ибо мольные объемы жидкой и твердой эвтектики не одинаковы. Здесь мы встречаемся с совершенно таким же скачком объема, который имеет место при переходе воды или серы из одного фазового состояния в другое ( 43, 44). В диаграммах состояния однокомпонентных систем мы имели возможность откладывать по одной из осей координат мольные объемы, и поэтому скачки объемов могут быть непосредственно отражены, например, интервалы Ь Ь" на рис. 25. Вводя неизбежное упрощение в диаграмму состояния двухкомпонентной системы, мы пожертвовали осью мольных объемов, а потому и в объемной диаграмме рис. 35 мольные объемы никак не отражаются. И, следовательно, системы одинакового общего состава, и находящиеся при одинаковых температуре и давлении, описываются одной и той же точкой, несмотря на разницу их объемов. Такое положение мы имеем, например, в точках d, i. I, t на рис. 37, поскольку в эту диаграмму не входит ось объемов. Чтобы отразить объемные изменения при превращениях двухкомпонентных систем, необходимо ввести какое-либо иное упрощение, сохранив ось объемов и пожертвовав другой осью. Подобные диаграммы оказываются необходимыми лишь в редких случаях. [c.173]

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]

В сплавах Fe—Сг при малом содержании Сг образование ст-фазы возможно только при пластической деформации и очень длительной выдержке при отжиге [68]. В присутствии Si, С или Мп образование этой фазы значительно ускоряется, по сравнению с чистыми сплавами Fe—Сг. (В данном случае под чистыми сплавами имеется в виду область феррита в двухкомпонентной системе Fe—Сг [28, 60, 1051). Как показало исследование процесса фазового превращения а- Fe r — [c.23]

Поскольку каждый состав жидкости или пара участвует как в состоянии фазового равновесия, так и в процессе фазового превращения, он должен описываться одним и тем же числом степеней свободы. Это реализуется лишь для двухкомпонентной системы, где концепция теоретической тарелки может считаться строгой. [c.17]

Эффекты выделения теп.чоты при фазовых переходах рассматривались при изучении процессов конденсации и кипения чистых веществ. Процессы усложнялись при фазовых переходах в двухкомпонентных гетерогенных системах, однако то обстоятельство, что в последних случаях рассматривались фазовые превращения, идущие только на границах фаз, несколько упрощало задачу. [c.360]

При ступенчатом механизме реакции образование гетеро-фазной структуры обычно наблюдается при отверждении многокомпонентных олигомер-олигомерных или олигомер-полимерных систем [419]. Разделение фаз наступает после достижения системой критических условий совместимости компонентов [420]. Диаграммы состояния, обобщающие химические, фазовые и релаксационные превращения многокомпонентных отверждающихся систем также претерпевают существенные изменения по сравнению с простыми олигомерными композициями. На рис. 7.24 схематически изображена диаграмма состояния отверждающейся двухкомпонентной олигомер-олигомерной системы с одним [c.287]