1.4. Нонвариантное состояние двух компонентных систем

Горизонтальные площадки на кривых охлаждения бинарных систем появляются в случае достижения системой нонвариантного состояния: одновременного существования в системе трех фаз. Процессы в бинарных системах, приводящие к этому состоянию, являются частные случаи однокомпонентных систем в составе бинарных:

• кристаллизация химического соединения, плавящегося конгруентно, когда исходный состав системы совпадает с составом химического соединения;

• кристаллизация расплава одного из компонентов, когда система содержит 100 %, одного из них.

Для бинарных составов:

• кристаллизация расплава эвтектического состава;

• образование химического соединения, плавящегося инконгруентно, при температуре точки перитектики;

• ликвация в системе при температуре начала (окончания) процесса расслоения жидкости;

• полиморфные превращения кристаллических фаз;

• образование (разложение) химического соединения, разлагающегося в твердой фазе.

Раздел 2. Индивидуальное задание

2.1. Диаграмма равновесия

Диаграмма равновесия позволяет определять последовательность фазовых превращений в системе при ее нагреве или охлаждении, фазовые равновесия при любых параметрах системы, рассчитывать количественное соотношение равновесных фаз при заданных условиях равновесия.

По диаграммам равновесия двухкомпонентных систем можно определять не только качественно фазовые равновесия, но и рассчитывать количественное соотношение равновесных фаз. Для этого используется правило рычага: если одна фаза в системе распадается на две, то количество образовавшихся фаз обратно пропорционально отрезкам, заключенным между точкой исходного состава и точками составов образовавшихся фаз.

Диаграммы состояния представляют собой графическое изображение возможных равновесных состояний в данной системе при различных условиях. Изменения, происходящие в системе, следует рассматривать как последовательность отдельных равновесных состояний, которые достигаются в системе при малом изменении ее параметров.

2.2. Исходные данные для решения поставленных задач

Диаграмма Na₂O – SiO₂ (рисунок 3) имеет в своем составе следующие химические соединения:

• Ортосиликат натрия 2Na₂O – SiO₂: Na₂[SiO₄]. Доля оксида натрия в составе соединения составляет 68,1 %.

• Метасиликат натрия Na₂O – SiO₂: Na₂[SiO₄]. Доля оксида натрия в составе соединения составляет 50.8 %.

• Дисиликат натрия Na₂O – 2SiO₂. Доля оксида натрия в составе соединения составляет 34,0 %.

Эвтектика с минимальной температурой плавления 793°С по мере увеличения доли кремнезема в исходном составе увеличивается. Составы, содержащие от 20 до 50 % оксида натрия, полностыо переходят в расплав в интервале температур 790...1200 °С.

Силикаты натрия растворимы в воде и используются для производства натриевого растворимого стекла состава Na₂O·nSiO₂: где n-силикатный модуль стекла, изменяющийся от единицы до 4. Растворимость силикатов натрия увеличивается со снижением силикатного модуля.

Для варианта №3 необходимо было рассмотреть участок с концентрацией: 70, 75, 80, 85, 90, 100.

Рисунок 3. Диаграмма Na₂O – SiO₂