Диаграммы плавкости бинарных систем с образованием химического соединения, плавящегося инконгруэнтно
Часто химическое соединение, образованное компонентами А и В, распадается до того, как будет достигнута его точка плавления. Плавление, при котором состав кристаллической фазы не совпадает с составом расплава, называется инконгруэнтным. В этом случае химическое соединение может существовать только в соприкосновении с расплавом, содержащим избыток одного из компонентов. На кривой ликвидуса вместо максимума появляется точка перегиба. Диаграммы состояния подобного типа называют диаграммами состояния со скрытым максимумом.
Рассмотрим диаграмму состояния системы с инконгруэнтной точкой плавления (рис. 10.8). Линия dD отвечает составу образовавшегося химического соединения D. Участок пунктирной кривой сdl практически неосуществим, так как при температуре выше tc химическое соединение неустойчиво и распадается на две фазы: расплав состава xc (xc < xd) и кристаллы В. Точка с не является точкой плавления: в ней состав расплава (xc) отличен от состава твёрдой фазы (xd). Поэтому ее называют точкой превращения или перитектической точкой. В точке с система условно инвариантна
,
так как в ней сосуществуют три фазы (расплав, кристаллы D и В).
Из всех расплавов, точки составов которых располагаются на кривой от точки е (эвтектики) до точки с (перитектической), кристаллизуется химическое соединение D. Если состав системы xi, то процесс выделения кристаллов В по линии bc будет завершаться при tс с образованием химического соединения D и исчезновением кристаллов B. Дальнейшее
Рис. 10.8. Диаграмма плавкости бинарной системы с образованием
химического соединения D, плавящегося конгруэнтно
охлаждение системы состава xi до температуры te приводит к кристаллизации тонкой эвтектической смеси из А и D наряду с образовавшимися ранее крупными кристаллами D. Если же охлаждается расплав состава xj, то образование D при tс будет сопровождаться уменьшением числа образовавшихся при t > tс кристаллов B за счёт перехода некоторой их части в расплав. При охлаждении системы состава xj ниже tс из расплава наряду с кристаллами В будут выделяться кристаллы D.
Примерами систем с одним инконгруэнтно плавящимся соединением являются системы K – Na, Au – Sb и C6H5I – SbCl3.
Относительные количества кристаллизующихся веществ при рассмотрении различных диаграмм плавкости вычисляются по правилу рычага. Диаграмма равновесия позволяет определять не только число фаз и степеней свободы в некоторой фигуративной точке, но и состав системы, т. е. относительные количества фаз, сосуществующих в гетерогенной системе при равновесии. Так, например, система, представленная точкой h на рис. 10.9 и имеющая валовый состав xh, состоит из двух равновесных фаз: расплава состава xr и кристаллов чистого компонента A. Согласно правилу рычага массы (химические количества) расплава nж и твёрдой фазы nтв относятся как длины противоположных плеч рычага:
.
Для случая, представленного на рис. 10.9, масса расплава больше массы кристаллов компонента А.
Рис. 10.9. Применение правила рычага к диаграммам
состояния двухкомпонентных систем.
Дата добавления: 2015-08-20; просмотров: 2454;