Линия ликвидуса и солидуса

Рис. 4. Диаграмма состояния двухкомпонентной системы компоненты А и В не образуют твердые растворы. L — расплав (L+Sa), (L+Sb) — область существования жидкой фазы и твердых А и В соответственно (Sa+Sb) — область существования механической смеси (эвтектики) твердых А и В ТдЕТв и MEN — линии ликвидуса и солидуса соответственно Е — эвтектическая точка С,

Линии ликвидуса и солидуса делят всю диаграмму плавкости на ряд областей I — жидкий расплав (С = 2—1 + 1 = 2), И — жидкий расплав и кристаллы компонента А (С =2—2+1 = 1), П1 — жидкий расплав и кристаллы компонента В (С = 2—2+1 = 1), IV — кристаллы А и В (С = 2—2+1 = 1). При температурах ниже эвтектической система моновариантна, и при сохранении постоянства состава равновесных твердых фаз с изменением температуры изменяются их молярные объемы. Диаграммы состояния аналогичного вида характерны для многих водных растворов солей (диаграммы растворимости), при охлаждении которых кристаллизуются эвтектические смеси, состоящие из воды и солей, называемые криогидратами. [c.405]

Следовательно, линии ликвидуса и солидуса можно назвать соответственно кривыми изменения составов жидких и твердых фаз, находящихся в равновесии. [c.67]

Объясните, почему линии ликвидуса и солидуса соприкасаются в экстремальных точках. [c.87]

Для материалов / -типа концентрационное переохлаждение, связанное с диаграммой состояния В12Тез-8Ь2Тез (рис. 14), не возникает, так как при рабочих составах в области упорядочения в слоях В1, 8Ь линии ликвидуса и солидуса пересекаются, т. е. коэффициент распределения равен единице. Но здесь может возникнуть концентрационное переохлаждение, связанное с избытком теллура в расплаве, который вводят для компенсации избытка висмута и сурьмы в твердой фазе. Например, на диаграмме состояния Bi,Sb-Te в области соединения (В1, 8Ь)гТез (рис. 15) так же, как на рассмотренной выше диаграмме В1-Те, область гомогенности (на рис. 8, 15 заштрихована) сдвинута в сторону больших концентраций В1 и 8Ь, но, в отличие от диаграммы В1-Те, в данном случае вертикаль, соответствующая стехиометрическому составу, не пересекает область гомогенности, а кривая солидуса с правой стороны имеет выпукло-вогнутую форму. Избыток теллура, который надо вводить для того, чтобы получить нужную концентрацию дырок, может вызвать концентрационное переохлаждение. [c.52]

Превращения, происходящие при переходе тройной системы в твердое состояние, протекают подобно превращениям в бинарных расплавах, кристаллизующихся с образованием непрерывного ряда твердых растворов. Так, все тройные расплавы имеют кривые охлаждения, аналогичные кривым бинарных расплавов (две точки перегиба, соответствующие началу и концу кристаллизации), а также аналогичные количественные и качественные изменения равновесных фаз при затвердевании. Разница между кристаллизацией бинарных и тройных расплавов заключается в характере изменения составов жидкости и кристаллов при затвердевании. В первом случае это изменение протекает по линиям ликвидуса и солидуса, лежащим в одной плоскости, а во втором случае — расположенным на поверхностях ликвидуса и солидуса (в пространстве). [c.38]

При изучении равновесия между жидкими и твердыми растворами охлаждение расплавов ведется до появления первых небольших количеств кристаллической фазы. Зная состав ряда жидких растворов и равновесных с ними первых порций выделившихся кристаллов, можно построить линии ликвидуса и солидуса. [c.405]

Линии ликвидуса и солидуса делят диаграмму на несколько полей / — ненасыщенный расплав компонентов А и В (С = 2— I -+ [c.87]

Термический анализ непрерывного ряда твердых растворов устанавливает следующие четыре главных типа диаграмм, различающихся формой линий ликвидуса и солидуса (рис. 111, б) [c.226]

При образовании непрерывных твердых растворов встречаются системы, когда линии ликвидуса и солидуса имеют общую точку касания и проходят через экстремум — минимум или максимум (рис. 97, а, б). Составы, отвечающие экстремальным точкам, имеют на кривой охлаждения нонвариантную обстановку, что, казалось бы, противоречит правилу фаз . На самом деле для этих составов в уравнении правила фаз следует учесть дополнительное условие что сни- [c.197]

Точки составов, располагающиеся при данной температуре между кривыми ликвидуса и солидуса, изображают брутто-со-ставы смесей, распадающихся на твердую и жидкую фазу. Соотношение масс образовавшихся фаз определяется с помощью правила рычага [см. (V. 176)]. Взаимное расположение линий ликвидуса и солидуса можно установить с помощью выражения (V. 168). Так как переход твердого тела в жидкость всегда сопровождается поглощением теплоты, величина Qi 2 имеет положительный знак и из выражения (V. 165) следует условие (V. 169). Поэтому графическое изображение равновесий жидкость — твердое тело при р = onst аналогично таковому для систем жидкость —пар в бинарных двухфазных системах. Если охладить расплав состава (рис. V. 26, а) от Т до Т", то из нбго выпадут первые кристаллы твердого раствора По [c.295]

Постройте линии ликвидуса и солидуса для системы германий—кремний, предполагая образование идеальных растворов в твердом и в жидком состояниях. Температуры плавления германия и кремния равны 937 и 1415 °С, теплоты плавления равны 36,7 и 49,4 кДж/моль соответственно. [c.87]

Таким образом, можно получить диаграмму плавкости (см. рис. 13.3, б) для случая образования компонентами непрерывного ряда твердых растворов. Линии ликвидуса и солидуса разделили диаграмму на три части, или три поля выше линии ликвидуса — однофазное поле жидкого состояния I, ниже линии солидуса — однофазное поле твердого состояния, или твердых растворов а. Среднее поле представляет собой область сосуществования двух фаз — жидкости и кристаллов твердого раствора - -а. Подобные диаграммы называются диаграммами состояния двухкомпонентных систем. Следовательно, диаграммы состояния представляют собой графическое изображение сосуществующих фаз в зависимости от факторов равновесия. Их строение подчиняется правилу фаз. [c.271]

Если металлы, образуя твердые растворы, при ширине области гомогенности до 10 вес.% заметно не изменяют своих свойств, то полупроводники чувствительны к изменению состава в пределах, гораздо, меньших (даже до 10 %), и их диаграммы надо показывать в гораздо больших масштабах. При такой чувствительности свойств (особенно электрофизических) к изменению состава полупроводники почти всегда придется считать твердыми растворами переменного состава, потому что очистка веш,еств до 10 % очень затруднительна. На рис. 52-а. этот важный участок диаграммы изображен в крупном масштабе по оси абсцисс и в уменьшенном — по оси ординат. Видно, чт растворимость сурьмы в твердом германии Х при некоторой температуре Тх и также при 590° С, хотя и мала, но все же не равна нулю, а максимальная растворимость еще несколько больше (Хм). Очень важно отношение содержания примеси в твердой фазе к содержанию той же примеси в жидкой фазе при данной температуре Хз. Это отношение представляет собой коэффициент распределения (гл. 1, 16) или коэффициент сегрегации примеси К- Хз и Х/. находятся по точкам пересечения изотермы, отвечающей данной температуре, с линиями ликвидуса и солидуса. (Равновесный коэффициент К. для сурьмы в германии при температуре кристаллизации последнего можно считать 0,003 [45].) [c.143]

По правилу фаз при затвердевании рассматриваемые расплавы имеют одну степень свободы, и кристаллизация их должна происходить в диапазоне температур и /с (исключение составляют лишь экстремальные точки, рассматриваемые ниже). Соответственно, диаграмма фазового равновесия состоит из линий ликвидуса и солидуса. [c.20]

На рис. 1.6 приведены три основных типа диаграмм фазового равновесия для систем, образующих непрерывный ряд твердых растворов. В диаграмме типа I отсутствуют экстремальные точки на линиях ликвидуса и солидуса здесь с ростом концентрации компонента В температура начала кристаллизации непрерывно повышается. В диаграмме типа II па линиях ликвидуса и солидуса имеется точка максимума М, а в диаграмме типа III — на тех же кривых точка минимума т. [c.20]

Коэффициент а можно определить по диаграмме фазового равновесия, ограничиваясь рассмотрением участков диаграммы Б области малой концентрации примесного компонента (рис. 2.1). Для системы, представленной на рис. 2.1, а, а<1 (так как Ск<См), а для системы, представленной на рис. 2.1,6, а>1 (так как Ск>С ). По мере удаления линий ликвидуса и солидуса друг от друга а больше отличается от единицы, и эффективность разделения (очистки) возрастает. [c.48]

Для бинарных смесей, состоящих из компонентов с ограниченной взаимной растворимостью, линии ликвидуса и солидуса нередко близки к прямым. В этом случае связь между концентрациями Ск и См можно описать уравнением [c.64]

Для смесей, имеющих ограниченную растворимость компонентов в твердом состоянии, линии ликвидуса и солидуса которых близки к прямым, аналогичное решение имеет вид [c.104]

Процесс разделения в аппаратах с подачей питания в торцевую часть, как в аппаратах с питанием в центральную часть, состоит из двух последовательных стадий обычной фракционной кристаллизации исходного расплава в зоне охлаждения и противоточного массообмена. На рис. 6.2, в этот процесс изображен в диаграмме фазового равновесия применительно к разделению бинарной смеси с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии. В зоне охлаждения исходная смесь с концентрацией высокоплавкого компонента С г охлаждается до некоторой температуры, лежащей между линиями ликвидуса и солидуса (отрезок а Ь). При этом образуются кристаллическая фаза Кх с концентрацией Ск1 (точка с) и маточник с концентрацией См1 (точка й). [c.193]

В обш ем случае система уравнений (6.12) —(6.15) решается численными методами с помош,ью ЭВМ, а в ряде простейших случаев может быть решена аналитически. Так, если процесс массообмена в зоне очистки протекает в адиабатических условиях, а линии ликвидуса и солидуса близки к прямым, то в результате решения данной системы уравнений получается зависимость, описывающая распределение концентрации примеси по высоте секции высокоплавкого продукта [c.198]

Рассмотрим случай, когда компоненты неограниченно растворимы друг в друге как в жидком, так и в твердом состоянии. На рис. 96, а представлена диаграмма состояния такой системы. Поскольку при охлаждении образуется лишь одна твердая фаза переменного состава, диаграмма состоит из двух непрерывных линий (ликвидуса и солидуса), отвечающих температурам начала и конца кристаллизации твердого раствора а 0). Ни в одной из точек (за исключением составов, отвечающих чистым компонентам) система не может быть нонвариантной, так как минимальное число степеней свободы С = 2 + 1—2=1 Следовательно, кристаллизация всех промежуточных расплавов будет происходить не при постоянной температуре, а в некотором интервале температур. На кривых охлаждения отмечаются два перегиба, отвечающих началу и концу превращения (рис. 96, б). [c.197]

Кривая ликвидуса указывает на температуру, при которой плавятся последние кристаллы твердой фазы. При подводе теплоты к системе кривая солидуса указывает температуру, при которой впервые появляется жидкость. На рис. IX.5 изображены диаграммы состояния типов I—III Розебома. Тип I соответствует системе без экстремумов, а типы II и III — системам с экстремумами на кривых ликвидуса и солидуса. Как видно из рис. IX.5, линии ликвидуса и солидуса делят диаграмму (В—А, t) на три поля. Выше верхней кривой (ликвидуса) расположено поле жидкой фазы (Ж), [c.118]

Несколько диаграмм с иррациональными открытыми максимумами в области твердых растворов, образующихся при промежуточных концентрациях, т. е. не доходящих до ординат компонентов, были впервые экспериментально найдены Н. С. Курнаковым и его сотрудниками, а потом число их умножилось. Иррациональные максимумы были найдены не только в системах чисто металлических, но и в системах, содержащих серу, селен и другие элементы. В иррациональном максимуме кривые солидуса и ликвидуса имеют общую касательную (рис. XI.8). Иногда иррациональный максимум отклоняется от стехиометрического отношения компонентов пе только в пределах ошибок опыта. Экстраполяцией линий ликвидуса и солидуса в обе стороны от максимума можно найти две точки пересечения, которые укажут ориентировочно состав соединений, на основе которых образованы твердые растворы (см. рис. XI.8). [c.138]

Поэтому линии, изображающие составы равновесных жидкой и твердой фаз на диаграмме состояния (линии ликвидуса и солидуса), претерпевают в этой точке излом. На рис. 91 изображена диаграмма состояния системы, в которой компоненты А я В образуют недиссоциирующее соединение стехиометрического состава АВ. В этом случае диаграмма состояния состоит из двух частей. Левая часть от чистого компонента А до соединения АВ представляет собой диаграмму состояния системы, компонентами которой являются вещество А и соединение АВ. Правая часть представляет собой диаграмму состояния системы, состоящей из соединения АВ и вещества В. В связи с тем, что в точке АВ термодинамические свойства смесей претерпевают скачкообразное изменение, кривые солидуса и ликвидуса пересекаются друг с другом в точке, лежащей на вертикали АВ. Каждая из подсистем содержит две твердые и жидкую фазы. Последняя для подсистемы А — АВ представляет собой жидкую смесь вещества А и химического соединения АВ. Жидкая фаза второй подсистемы является смесью соединения АВ и вещества В. Твердые фазы Р и у, разделяемые вертикалью АВ различны по своей природе [c.256]

Линии ликвидус и солидус могут быть описаны аналитически. Согласно (8.2) запишем [c.187]

Линии АСО и АЕСР на диаграмме характеризуют фазовые превращения в системе. Выше линии АСВ (линии ликвидуса) все сплавы находятся в жидком состоянии, ниже линии АГСР (линия солидуса) — в твердом состоянии. Между линиями ликвидуса и солидуса находятся двухфазные области при охлаж- [c.41]

Рассмотрим путь кристаллизации расплава, состояние которого характеризуется точкой а. При температуре 1 однофазный расплав распадается на две фазы жидкую состава 1 и твердый раствор состава 51. Составы фаз, находящихся в равновесии, определяются точками пересечения соответствующей конноды с линиями ликвидуса (/]) и солидуса ( 1). [c.67]

Хь и твердого раствора Xs- Эта область представляет собой поле между линиями ликвидуса и солидуса на Т—х-диаграм-ме с образованием непрерывного ряда твердых растворов. На основании этих представлений построим для примера диаграммы состояния с простой эвтектикой и с непрерывным рядом твердых растворов. На рис. 158 представлено последовательное изменение взаимного расположения G-кривых в системах при различных температурах. При анализе G-кривых необходимо принимать во внимание ряд моментов. [c.340]

Полная взаимная растворимость компонентов как в жидком, так и в твердом состоянии. Этот случай представлен на рис. 13.13, а. Он гораздо проще, чем предыдущий, так как в трехгранной призме мы имеем две поверхности — ликвидус и солидус, отвечающие началу и концу кристаллизации всякого тройного твердого раствора. На гранях изображены двойные диаграммы непрерывных твердых растворов, образованных компонентами. Линии ликвидус и солидус этих диаграмм являются границами пересечения поверхностей ликвидус и солидус с гранями призмы. На концентрационный треугольник могут быть спроектированы изотермы поверхности ликвидус или солидус, или линии одннако- [c.276]

Рассмотрим ход кристаллизации сплава, состав которого на рис. 142, а отвечает фигуративной точке 2. При охлаждении расплава до температуры Т из него начинают выпадать кристаллы твердого раствора. Чтобы найти составы равновесно сосуществующих при данной температуре фаз, проводится коннода . Абсциссы точек пересечения конноды с линиями ликвидуса и солидуса дают составы жидкой и твердой фаз XL и Хз, равновесно сосуществующих [c.331]

При образовании непрерывных твердых растворов встречаются системы, когда линии ликвидуса и солидуса имеют общую точку касания и проходят через экстремум — минимум или максимум (рис. 143, а, б). Составы, отвечающие экстремальным точкам, имеют на кривой охлаждения нонвариантную остановку, что, казалось бы, противоречит правилу фаз . На самом деле для этих составов в уравнении правила фаз следует учесть дополнительное условие Х1 = Хз, что снижает вариантность системы на единицу. Условно такие системы можно считать однокомпонентными, и тогда С=1+ -Ы—2 = 0. Рассмотренные типы диаграмм состояния являются предельными. Так, диаграмма на рис. 140 представляет идеальный вариант, поскольку абсолютно нерастворимых веществ в природе не существует. С учетом ограниченной растворимости компонентов друг в друге диаграмма состояния эвтектического типа видоизменяется (рис. 144). Отличие ее от рис. 140 состоит в том, что ири охлаждении расплава I из него кристаллизуются не чистые компоненты А и В, а твердые растворы а (твердый раствор В в А) и Р (твердый раствор А в В). Первый выделяется при кристаллизации доэвтектических сплавов, второй — при кристаллизации заэвтек-тических сплавов. Новым фазам (а и р) отвечают геометри- [c.332]

Противоток фаз в зоне охлаждения характерен для кристаллизационных колонн с подачей исходной смеси в центральную часть (см. рис. 6.2, а). Зависимость между потоками кристаллической и жидкой фаз и параметрами охлаждения может быть установлена путем совместного рассмотрения процессов тепло-и массообмена, протекающих в данной зоне. Такая задача была решена, [102] для случая, когда лимитирующей стадией процесса кристаллизации в рассматриваемой зоне является теплообмен. При этом если охлаждение проводится хладоагентом, не меняющим агрегатное состояние (0 =7 onst), то процесс описывается системой дифференциальных уравнений, решаемых численными методами с помощью ЭВМ. Если же охлаждение производится испаряющимся хладоагентом (0с = onst), то систему этих уравнений решают аналитически. При разделении смесей с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии, у которых линии ликвидуса и солидуса близки к прямым, температура кристаллической фазы на выходе из зоны охлаждения определяется из уравнения [c.195]

Исследования химических реакций в неглубоко замороженных многокомпонентных растворах позволили экспериментально продемонстрировать структурную и фазовую неоднородность этих систем (в том числе и при температурах ниже эвтектических), подтвердить существование в них областей с подвижностью молекул, сравнимой с подвижностью в жидких средах, а также предложить кинетические модели, на количественном уровне описывающие протекание соответствующих реакций и объясняющие экстремальные температурные зависимости скоростей химических процессов в таких системах (см. обзорные работы [3, 19-21]. Было установлено, что неглубоко замороженные многокомпонентные растворы не являются полностью твердыми не только в области фазовой диаграммы между линиями ликвидуса и солидуса, но и значительно ниже последней. Как раз в этих неотвержденных зонах, названных в работе [22] незамерзшей жидкой микрофазой (НЖМФ), молекулы обладают достаточно высокой подвижностью. Если реагенты хорошо растворимы, то они концентрируются (в предельном случае - полностью) в НЖМФ. [c.72]

Обратное явление будет наблюдаться, если нагревать вполне затвердевший твердый раствор, фигуративная точка которого М (см. рис. IX.6). Плавление начнется при температуре, отвечающей точке L. Составу первой капли жидкости будет соответствовать точка G на кривой ликвидуса. При дальнейшем повышении температуры твердая фаза будет продолжать плавиться, а состав двух сопряженных фаз — жидкого и твердого раствора — двигаться по направлению otGkDkotLkE. Как только температура жидкости достигнет точки D, твердая фаза полностью перейдет в расплав, причем состав последних кристаллов будет отвечать точке Е. Температурному интервалу перехода твердой фазы в жидкую будет соответствовать отрезок LD. Линии DE, F , GL, соединяющие фигуративные точки сосуществующих фаз, являются копнодами. Так как каждой точке на кривой ликвидуса отвечает соответствующая точка на кривой солидуса, т. е. эти точки являются сопряженными, то можно сказать, что линии ликвидуса и солидуса являются сопряженными линиями. [c.121]

Диаграмма рис. IX.9,а соответствует системе, температура плавления которой проходит через максимум. Кристаллизация и плавление твердого раствора, как и в случае диаграмм типа I, проходят в интервале температур с той лишь разницей, что в точке, отвечающей максимуму, линии ликвидуса и солидуса соприкасаются и система в этой точке условно-нонва-риантна. Вправо и влево от точки максимума каждой точке кривой ликвидуса соответствует сопряженная ей точка на кривой солидуса. Прибавление компонента А к системе, фигуративная точка которой лежит слева от точки М, повышает температуру плавления твердого раствора, и, как видно из диаграммы (рис. IX.9,б), содержание компонента А в твердой фазе будет относительно больше, чем в жидкой. Аналогично, при прибавлении компонента В повышается температура плавления твердого раствора, фигуративная точка которого лежит правее максимума. Твердый раствор в этой области относительно богаче компонентом В, хотя компонент В более низкоплавкий, чем компонент А, Таким образом, и для этого случая применим первый закон Гиббса—Розебома. В точке максимума (М) кривая ликвидуса и солидуса соприкасаются. Равновесие в этой точке условпо-нонвариантно благодаря тому, что соответствующие жидкая и твердая фазы в этой точке системы тождественны по составу. Отметим, что системы с максимумом встречаются редко. [c.121]

Интересно оценить интервал между линиями ликвидус и солидус в идеальной системе. Сравнивая этот интервал с измеренным, для данной системы можно быстро установить, насколько система отличается от вдеальной. [c.188]