Вопрос 26. Диаграмма состояния двухкомпонентной системы с химическим соединением, плавящимся без разложения (конгруэнтно).

Эту диаграмму можно рассматривать как совокупность двух простейших двухкомпонентных диаграмм состояния с эвтектиками: одну — диаграмму системы А—АВ, в которой компонентами являются соединения А и АВ со своей частной эвтектикой Е₁, и вторую — систему АВ—В с компонентами АВ и В и эвтектикой Е₁.

Диаграмма состояния дает возможность даже без построения пути кристаллизации сразу же определить конечные для данного состава фазы кристаллизации. Для определения конечных фаз кристаллизации необходимоиз точки состава исходного расплава опустить вертикаль состава на ось концентраций. Конечными фазами кристаллизации являются те кристаллические фазы (соединения), между точками составов которых (на оси концентраций) попадает указанная вертикаль состава. Плавление без разложения означает, что при плавлении кристаллического соединения определенного состава образуется только жидкость (расплав) того же состава. Признакомконгруентного плавленияна диаграмме является тот факт, что вертикаль состава (АВ—t_AB) соединения АВ доходит до кривой ликвидуса, которая в точке их пересечения имеет максимум (точкаt_AB). Точка температурного максимума на кривой ликвидуса называетсядистектикой.

ИНКОНГРУЭНТРО (С разложением):

В данном случае в системе также образуется соединение АВ, однако его плавление инконгруэнтно, то есть при плавлении образуется жидкость ( в данном случае составаn) и кристаллы( в данном случае В), отличающиеся по составу от исходного соединения.Признаком инконгруентно плавящегося соединенияявляется то, что вертикаль состава (например, АВ—q) соединения (АВ) не доходит до кривой ликвидуса, а ограничена изотермой (q-t_n), пересекающей кривую ликвидуса, которая имеет в точке пересеченияnперегиб. Характерной точкой этой диаграммы является инвариантная точкап перитектикиа соответствующая ей температура — перитектической температурой. Подобные точки, так же как и точки эвтектики, выражаютинвариантное состояние системы(в точкеnв равновесии находятся три фазы: жидкая — состава этой точки — и две твердые — кристаллы соединений АВ и В).

В отличие от эвтектической точка перитектики является точкой химической реакции и в зависимости от исходного состава кристаллизация в этой точке перитектики может закончиться (жидкая фаза исчезнет) или продолжится дальше (исчезнет одна твердая фаза) до точки эвтектики. Различие между точками эвтектики и перитектики заключается также в том, что первые всегда лежат ниже температур кристаллизации (или плавления) чистых компонентов, а вторые между указанными температурами.

При соответствующих этой точке составе жидкости и перитектической температуре tn при охлаждении или нагревании системы при постоянной температуре t_nпроисходит химическая реакция, схему которой можно изобразить следующим образом:

t↓

Жидкость n+B↔AВ

t↑

т. е. при охлаждении расплава последний реагирует с ранее выпавшими кристаллами В с образованием соединения АВ (реакция идет слева направо), а при нагревании твердого вещества соединение АВ разлагается на жидкость состава nи кристаллы В (реакция идет справа налево). В результате первой реакции кристаллы В полностью или частично исчезают (такое полное или частичное ра-створение ранее выделившейся твердой фазы называетсярезорбцией).

Диаграмма состояния двухкомпонентной системы с ликвацией, полиморфными превращениями и химическими соединениями, разлагающимися или образующимися при изменении температуры в твердом состоянии

Приведена диаграмма состояния двухкомпонентной системы с ликвацией (область b₁b₃b₅), полиморфными превращениями (соединение АВ существует в трех полиморфных формах: АВ, А'В' и А"В") и соединениями (A₁B₁и А₂В₂), разлагающимися или образующимися при изменении температуры в твердом состоянии.

В некоторых силикатных системах при определенных температурах и составах расплавов наблюдается явление расслоения расплава на два слоя несмешивающихся жидкостей с различным составом, структурой и свойствами. Это и называется ликвацией. Признаком этого явления является то, что на кривой ликвидуса появляется характерный «горб», характеризующий область концентраций, в которой сосуществуют две несмешивающиеся жидкости. В данном случае областьb₁b₃b₅. Точки ветвейb₃b₁иb₃b₅выражают составы двух жидких фаз, находящихся в равновесии при данной температуре, а сама кривая называется бинодальной.В области ликвации до начала кристаллизации расплава двухкомпонентная система моноварианта, а после начала кристаллизации — инвариантна