Диаграмма плавкости бинарной системы с ограниченными твердыми растворами.

Диаграмма состояния системы - диаграмма, указывающая, в каких фазовых состояниях находится система в зависимости от условий: температура, давление и состав.

Диаграммы плавкости – частный вид диаграмм состояния.

Для данных систем характерны полная взаимная растворимость компонентов в жидком состоянии и ограниченная - в твердом. Если твердые растворы образуют эвтектику, то точка нонвариантного равновесия Е лежит ниже t плавления чистых компонентов,если же перитектику,то нонвариантная точка P лежит между t плавления чистых компонентов.

Пример. Cu-Ag,Pb-Sn; Hg-Cd.

Рассмотрим первый случай.

Система А-В с ограничен.тв.р-рами- с эвтектикой. В системе имеется 2 твердых раствора: α - р-р компонентов В в А и β- р-р компонента А в В.

Max растворимость В в А при t эвтектики t_Е отвечает точке G, а при комнат.t – точке M.

Линия GM характеризует уменьшение растворимости В в А по мере понижения t от эвтектич-й до комнат-й.Линия FN-снижение растворимости А в В при понижении t от t_Е до комнат-й.

Кривые охлаждения 4 сплавов:1,2,3,4.

На кривой охлаждения сплава 1 имееются 2 перегиба,отвечающих началу и концу выделения кристаллов тв.р-ра α.

На кривой охлаждения сплава 2 дополнительно наблюдается слабо выраженный перегиб при t”₂,отвечающий частичному распаду в тв.состоянии кристаллов α с выделением кристаллов тв.р-ра β. Кривая охлаждения сплава 3: при t₃ из жид.фазы выделяются кристаллы тв.р-ра α,жид.фаза при понижении от t₃ до t_Е меняет свой состав по линии t₃Е,т.е.обогащается компонентом В.Как только жид.фаза достигнет состава Е,начинается кристаллизация эвтектики-мех.смеси 2 тв.фаз-тв.р-ра α состава G и тв.р-ра β состава F,на кривой охлаждения наблюдается площадка.

Сплав 4 точно отвечает эвтектич.составу,кривая охлаждения его подобна кривой охлаждения чистого компонента.

Система А-В с ограничен.тв.р-рами- с перитектикой (т.Р).

Перитектическое превращение-результат химического взаимодействия ранее выпавшей тв.фазы с жид.фазой определенного (перитектического) состава.

В результате этого взаимодействия образуется новая тв.фаза.Кривые охлаждения 4 сплавов-1,2,3,4. Кривые охлаждения 1 и 2 полностью похожи на эвтектические.

Кривая охлаждения 3:в интервале t от t до t₃ идет охлаждение жид.фазы,и t изменяется монотонно.При t₃ из жид.фазы выпадают кристаллы тв.р-ра α, на кривой охлаждения-перегиб.В интервале t₃-t_P жид.фаза меняет свой состав по линии t₃Е,а тв.фаза по линии LG.Как только жид.фаза достигнет состава P(перитектического),получает развитие перитектическая реакция.В результате этой реакции исчезает жид.фаза и ниже t_P наблюдается смесь 2 тв.фаз-тв.р-ров α и β.На кривой охлаждения наблюдается площадка,т.к. имеет место нонвариантное превращение:С=К-Ф+1=2-3+1=0.

Для сплава 4 при t_P в результате перитектической реакции исчезает тв.р-ра α.В интервале t_P –t’₄ из жид.фазы выпадают кристаллы тв.р-ра β. От t’₄ до t”₄ происходит охлпждение тв.фазы β, а при t”₄ тв.р-р β частично распадается-с выделением кристаллов тв.р-ра α.

 

62. Диаграмма плавкости бинарной системы с образованием химических соединений.

Диаграмма состояния системы - диаграмма, указывающая, в каких фазовых состояниях находится система в зависимости от условий: температура, давление и состав.

Диаграммы плавкости – частный вид диаграмм состояния.

Устойчивое, плавящееся без разложения хим.соединение А_mВ_n проявляется на диаграмме в виде max. Чем круче мах,тем устойчивее хим.соединение.

Систему А-В можно представить как бы состоящей из 2 простейших эвтектических диаграмм,где роль одного из компонентов играет устойчивое хим.соединение А_mВ_n.

Кривые охлаждения четырех сплавов.

 

Хим.соединение А_mВ_n разлагается ниже t пл. Имеются 2 точки нонвариантного равновесия-Р и Е.Пунктиром показан “скрытый” мах- так выглядела бы диаграмма, если бы хим.соединение А_mВ_n плавилось без разложения.

Кривые охлаждения 3 сплавов-1,2,3.

Кривая охлаждения сплава1:первоначально при t₁ выпадают кристаллы компонента А,жид.фаза меняет свой состав в интервале t₁-t_P по линии t₁Р; при достижении жид.фазой состава Р получает развитие перитектическая реакция,в результате чего жид.фаза исчезает.

Для сплава2 при t_P по перитектической реакции исчезают кристаллы компонента А,далее в интервале t_P-t_Е из жид.фазы выпадают кристаллы А_mВ_n,а при достижении жид.фазы состава Е происходит кристаллизация эвтектики А_mВ_n +В.На кривой охлаждения сплава 2 наблюдается 2 площадли- при t_P и t_Е .

На кривой охлаждения сплава3 наблюдаются перегиб при t₃ – начало выделения кристаллов компонента В и площадка при t_Е - кристаллизация эвтектики В+ А_mВ_n.