ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Примеры расчетов. Трехкомпонентные системы Плоская диаграмма состояния системы с одной тройной эвтектикой из "Правило фаз Издание 2" Изобарно-изотермический потенциал системы, составленной из нескольких фаз, равен сумме изобарно-изотермических потенциалов отдельных фаз. Значение 7 одного моля двухфазной системы определяется по правилу смешения, т. е. оно равно сумме произведений мольных значений Z каждой фазы на мольную долю соответствующей фазы. [c.396] Рассмотрим, например, диаграмму изобарных потенциалов механических смесей компонентов Л и Л. Поскольку вещества Л и 5 не взаимодействуют между собой, мольный изобарный потенциал смесей, определенный по правилу смешения, изменяется по прямой /, соединяющей значения Z индивидуальных веществ Л и 5 при данной температуре (рис. 134). [c.396] Основываясь на этих закономерностях, мы можем проследить зависимость вида диаграммы состояния двойной системы от формы и расположения кривых изобарного потенциала той же системы при различных температурах. [c.397] Рассмотрим простейший случай, когда компоненты А я В в твердом состоянии образуют только индивидуальные кристаллы, а в жидком состоянии смешиваются во всех отношениях. Приняв давление постоянным, проследим за относительными положениями точек, отвечающих значениям 2 индивидуальных кристаллов компонентов Л и б, и за положением кривой зависимости I раствора от состава раствора. И точки,, и кривые изменяют свое положение по мере изменения температуры. Причем это изменение происходит с различной скоростью , именно благодаря неодинаковой скорости изменений величины 2, и имеют место фазовые изменения во всей системе. [c.398] Для упрощения обозначений величйны 2 компонентов Л и Б в твердом состоянии обозначаются As и 5 а в жидком состоянии Л и Л/ (рис. 135). [c.398] При достаточно высокой температуре 1 As Al и В В1, следовательно, устойчивы как жидкие растворы, так и чистые компоненты Л и 5 в расплавленном состоянии. [c.398] По мере постепенного понижения температуры состояние системы изменяется. [c.398] При t2 А = А[ и В Вэто значит, что /г является температурой плавления компонента Л, но /г выше температуры плавления компонента В. [c.398] При температуре 4 таким же способом находятся точки Я и О и затем точки Н и С диаграммы в координатах Т— % состав . [c.399] При температуре Г5 касательной является прямая, соединяющая точки As и Вз. Следовательно, при этой температуре могут находиться в равновесии кристаллы А, кристаллы В и раствор, отвечающий точке касания Е это значит, что температура /5 является эвтектической температурой. [c.399] При еще более низкой температуре и вся кривая значений 2 раствора расположена выше прямой, соединяющей точки Лд и Вд, а потому термодинамически устойчивыми являются лишь системы, составленные из кристаллов А и кристаллов В. Расположения как кривой 2 растворов, так и касательных, проведенных к этой кривой из точек Аз и Вд, показывают, что при температуре te не могут быть устойчивыми ни однородный жидкий раствор, ни системы, составленные из раствора и кристаллов одного из компонентов. [c.399] На рис. 136,а показано, как, пользуясь только что описанным методом, можно построить по кривым значений 2 жидких и твердых растворов диаграммы состояния жидкий раствор — твердый раствор при постоянном давлении и переменной температуре. Значения Ля, Bs, Лх,, те же, что и на рис. 135. Буквами 3 и Ь обозначены соответственно кривые значений 2 твердых и жидких растворов. [c.402] Нри наиболее высокой из приведенных температур I кривая 5 лежит выше кривой Ь, и, следовательно, устойчивыми являются только жидкие растворы. При 2 кривые 3 я Ь пересекаются, и наиболее низким значениям 2 различных обших составов отвечают различные фазовые состояния. Проводя касательную, мы видим, что общие составы, лежащие между точками Си/), при температуре (2 не могут дать однородную систему и распадаются на твердую фазу состава В и жидкую фазу состава С. Составы от чистого компонента В до С образуют при 2 жидкий раствор, а составы от О до чистого компонента Л — твердый раствор. [c.402] При температуре мы встречаем ту же зависимость, но с областью образования двух фаз, лежащей в другом интервале составов. [c.402] Перенося найденные точки на диаграмму в координатах Т— %-ный состав , получаем уже известную нам диаграмму кристаллизации расплава с образованием твердых растворов. Верхняя кривая есть кривая ликвидуса, а нижняя кривая — кривая солидуса. На рис. 136,6 дана такая же диаграмма для системы, образующей азеотропную смесь. [c.402] При рассмотрении рисунка 136 мы видим, что кривые 1 при изменении температуры не только смещаются вверх или вниз, но могут также несколько изменять свою форму. [c.403] Изучение подобных построений проливает свет на термодинамические свойства как стабильных, так и метастабильных систем. [c.403] Плоские треугольные диаграммы состояния трехкомпонентных систем, как уже было отмечено выше, представляют собой сечения объемной диаграммы плоскостью, отвечающей определенной температуре. По такому сечению можно определить, каков состав и каково количество отдельных фаз при том или ином составе системы и при данных температуре и давлении. Совмещая ряд подобных плоских диаграмм, мы получаем треугольную диаграмму, состоящую из ряда изотерм, например, диаграмму рис. 79. По относительному положению изотерм можно судить о форме поверхности начала кристаллизации. Диаграммы типа рис. 79, 80, 81 являются примерами полных плоских диаграмм состояния трехкомпонентных систем. По этим диаграммам можно проследить за ходом изменения состава и количества фаз в процессе понижения температуры. [c.404] При этом надо иметь в виду, что общий состав системы при понижении температуры не меняется, а следовательно, фигуративная точка, описывающая состав всей системы в целом, занимает на диаграмме одно и то же положение при различных температурах. Расчет количества и состава фаз, на которые распадается система при той или иной степени охлаждения, делается, как обычно, по правилу рычага. [c.404] Зуются одновременно две кристаллические фазы, и, наконец, затвердевает тройная эвтектика. Линия, образующая ноду, все время проходит через фигуративную точку общего состава системы. Пока выделяется одна кристаллическая фаза, направление ноды не меняется, так как общий состав выпавших кристаллов остается постоянным т. е. нода проходит через две точки, не меняющие своего положения фигуративную точку всей системы и точку состава выпадающей фазы. [c.405] Вернуться к основной статье