Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Правила определения путей кристаллизации и путей плавления в двухкомпонентной системе с эвтектикой




Тема: Диаграммы двухкомпонентных систем с эвтетикой без твердых растворов и химических соединений.

Лекция № 21.

Вопросы

1. Что относится к элементам строения двухкомпонентных систем?

2. Что такое эвтектика и перитектика?

3. Каковы правила работы с диаграммами состояния двухкомпонентных систем различных типов.

1. Диаграммы двухкомпонентных систем с эвтетикой.

2. Правила определения путей кристаллизации и путей плавления в

двухкомпонентной системе с эвтектикой.

3. Диаграммы двухкомпонентных систем с эвтетикой без твердых растворов

и химических соединений.

 

Положение на диаграмме состояния вертикалей составов индивидуальных химических соединений по отношению к кривым ликвидуса и изотермам определяют характер поведения этих со­единений при нагревании или вообще при изменении температуры.

Если вертикаль состава (например, А2В2d на рис.22) соединения (А2В2) доходит до кривой ликвидуса, которая в точке их пересечения имеет максимум (точка d), то это соединение плавится без разложения (конгруэнтно).

Точка (d) температурного максимума на кривой ликвидуса на­зывается дистектикой.

Если вертикаль состава (например, А3В3т) соединения (А3В3) не доходит до кривой ликвидуса, а ограничена изотермой (tn), пересекающей кривую лик­видуса, которая имеет в точке пересечения п перегиб, то это соединение пла­вится с разложением (инконгруэнтно).

Если вертикаль состава (pq на рис. 22) соединения (A1B1) ограничена изо­термами (tp и tq), лежащими ниже изотермы этектической температуры, то это соединение устойчиво только в интервале температур, соответствующих этим изотермам, т. е. при изменении температуры вне этого интервала оно разлагается в твердом состоянии.

На рис. 23 представлен тип диаграммы состояния двухкомпо­нентной системы А—В с эвтектикой (без бинарных химических соединений и твердых растворов). Рассмотрим путь кристаллиза­ции расплава состава а. Прежде всего определим, что конечными фазами кристаллизации любого бинарного состава в этой системе будут компоненты А и В, а кристаллизация всех подобных составов будет заканчиваться при эв­тектической температуре te в точке эвтектики.

 

 

 

Рис. 23. Диаграмма состояния двухкомпо­нентной системы с эвтектикой (без бинар­ных химических соединений и твердых растворов)

 

 

При пони­жении температуры от точ­ки а до в будет происходить только охлаждение распла­ва. При достижении темпе­ратуры ликвидуса tb жидкая фаза (расплав) состава в окажется насыщенной по от­ношению к компоненту А (в области tаteE в равновесии с жидкостью находятся крис­таллы А, что указывается на диаграмме соответствую­щим обозначением: А+ ж) и последний при дальнейшем охлаждении будет кристал­лизоваться из расплава. Со­став жидкой фазы будет из­меняться при этом по кривой ликвидуса от точки в к точке Е (система моновариантна). При достижении эвтектической температуры te жидкость, отвечающая эвтектическому составу Е, кристаллизуется с одновременным выделением кристаллов А и В, поскольку точка Е принадлежит одновременно обеим кривым лик­видуса (tAE и tBE) и, следовательно, жидкость состава Е насыще­на по отношению к обоим компонентам. При этом пока не исчезнет вся жидкая фаза, температура te и состав (Е) жидкой фазы будут оставаться постоянными, поскольку система при этих параметрах инвариантна (температура при отводе от системы теплоты будет поддерживаться постоянной за счет выделения теплоты кристалли­зации). Кристаллизация закончится в точке эвтектики Е.

Таким образом, для состава, выражаемого точкой а, путь из­менения состава жидкой фазы при охлаждении можно схематиче­ски изобразить следующим образом: а→в→Е.

Теперь рассмотрим путь изменения состава твердой фазы при кристаллизации того же расплава. Первые кристаллы компонента А начинают выделяться при температуре tв. От этой температуры и до температуры te твердая фаза будет состоять только из кри­сталлов А (100% А, считая на твердую фазу). При кристаллизации эвтектической жидкости состав твердой фазы, начинает обога­щаться компонентом В и фигуративная точка, выражающая сум­марный состав твердой фазы,, будет смещаться от точки te направо по линии эвтектической температуры. Жидкость исчезнет в тот момент, когда соотношение кристаллов А и В в твердой фазе станет равным их соотношению в исходном расплаве, т. е. когда указанная фигуративная точка достигнет точки с, лежащей на вертикали ad состава исходного расплава а. При дальнейшем понижении температуры будет происходить только охлаждение твердой смеси кристаллов А и В по линии cd.

Таким образом, путь изменения состава твердой фазы можно схематически изобразить следующим образом: tb→te→c→d.

Рассматривая полностью закристаллизованный состав под микроскопом, можно обнаружить, что характер образующихся кристаллов различен. Выделяющийся первоначально из расплава компонент, например компонент А (для исходной точки состава а), кристаллизуется, как правило, в виде крупных достаточно хорошо оформленных кристаллов, поскольку их рост происходит при вы­сокой температуре в достаточной степени свободно, без помех при большом содержании жидкой фазы. При кристаллизации эвтектического состава, которая происходит уже в более стесненных условиях (меньшее содержание жидкой фазы, наличие ранее выпавших кристаллов компонента А), образуется уже мелкокри­сталлическая смесь кристаллов А и В. Этим эвтектическая смесь отличается от крупных кристаллов компонента, первоначально выделяющегося при более высоких температурах.

Если взять другой состав расплава, например, а2, то путь кри­сталлизации определяется аналогично уже рассмотренному, только в качестве первоначальной твердой фазы будет кристаллизоваться компонент В, а состав жидкой фазы будет изменяться от точки tb2, по кривой ликвидуса tвЕ. Этот расплав также окончательно за­твердевает при эвтектической температуре te с одновременным вы­делением кристаллов А и В.

Если исходным является не расплав, а смесь твердых компо­нентов, отвечающая по составу, например, точке d (см. рис. 23), путь фазовых изменений (путь плавления) при нагревании графи­чески будет обратным по сравнению с путем кристаллизации. На участке dc будет происходить только повышение температуры твердой смеси; в точке с при эвтектической температуре te начи­нается плавление смеси с образованием жидкости эвтектического состава Е после того как кристаллы компонента В полностью перейдут в расплав, в смеси останется избыток компонента А и будет происходить плавление его кристаллов, при этом состав жидкости будет изменяться от точки Е к точке в по кривой ликви­дуса Ев в точке в исчезнут последние кристаллы компонента А и образуется однофазный расплав, в дальнейшем будет происхо­дить только повышение его температуры по линии ва.

Если исходный расплав точно отвечает эвтектическому (напри­мер, расплав состава а1 или твердая смесь состава d1), то при достижении эвтектической температуры он будет сразу весь кри­сталлизоваться, выделяя эвтектическую смесь кристаллов А и В (если охлаждать расплав), или плавиться, образуя жидкость эвтектического состава (если нагревать смесь твердых компонен­тов). Все это будет происходить при постоянной температуре. Точно так же при постоянной температуре будет происходить плавление и кристаллизация чистых компонентов А и В (соответ­ственно при температурах tа и tв).




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-12-07; Просмотров: 1713; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.011 сек.