Основы термического анализа Кривые охлаждения
Основой термического анализа является построение кривых охлаждения. Кривые охлаждения – графические зависимости температуры охлаждающейся смеси от времени охлаждения. Для построения диаграммы плавкости требуется, как минимум, пять кривых охлаждения. Каждая кривая охлаждения будет соответствовать определенному составу охлаждаемой смеси и иметь свой вид.
1. Вначале охлаждается расплав гомогенной однокомпонентной однофазной системы. При достижении Тпл.А из расплава начинают выпадать кристаллы компонента А, система становиться однокомпонентной, двухфазной и инвариантной. На кривой охлаждения наблюдается температурная остановка. Так как тепло, выделяющееся при кристаллизации, компенсирует теплопотерю при охлаждении. Температурная остановка будет продолжаться настолько долго, пока в системе будет существовать две фазы. Остановка закончится тогда, когда из системы исчезнет последняя капля расплава, и она станет однокомпонентной, однофазной, моновариантной.
2. Вначале охлаждается расплав. Система двухкомпонентная, однофазная, дивариантная. При достижении определенной температуры из расплава начинают выпадать кристаллы компонента А . Система становится двухкомпонентной, двухфазной, моновариантной. Тепло, выделяющееся из фазы, частично компенсирует теплопотерю и наблюдается перегиб. Температура продолжает понижаться. Кристаллов компонента А становится все больше, а расплава – все меньше. При достижении эвтектической температуры из расплава начинают выпадать кристаллы компонента В . Система становится двухкомпонентной, трехфазной и инвариантной. На кривой охлаждения наблюдается температурная остановка, которая продолжается до тех пор, пока из системы не исчезнет расплав. Система становится двухкомпонентной, двухфазной, моновариантной. Температура начинает снижаться. Подобных кривых может быть очень много, так как существует бесконечно большое число составов, описывающих соотношения системы между чистым компонентом и эвтектической смесью.
3. Вначале охлаждается расплав. Система двухкомпонентная, однофазная, дивариантная. При достижении эвтектической температуры из расплава начинают выпадать кристаллы А и В . Система становится двухкомпонентной, трехфазной и инвариантной. На кривой охлаждения наблюдается температурная остановка, так как тепло, выделяющееся при перекристаллизации двух видов кристаллов, компенсирует теплопотерю в результате охлаждения. Температурная остановка будет продолжаться до тех пор, пока из системы не исчезнет третья фаза – расплав. Система станет двухкомпонентной, двухфазной и моновариантной. Температура начнет снижаться.
4. Вначале охлаждается расплав. Система двухкомпонентная, однофазная, дивариантная. При достижении определенной температуры из расплава начинают выпадать кристаллы компонента В . Система становится двухкомпонентной, двухфазной, моновариантной. На кривой охлаждения наблюдается излом, так как тепло, выделяющееся при перекристаллизации, лишь частично компенсирует теплопотерю при охлаждении. Температура продолжает понижаться. . Кристаллов компонента В становится все больше, а расплава – все меньше. При достижении эвтектической температуры из расплава начинают выпадать кристаллы компонента А . Система становится двухкомпонентной, трехфазной и инвариантной. На кривой охлаждения наблюдается температурная остановка, которая продолжается до тех пор, пока из системы не исчезнет расплав. Система становится двухкомпонентной, двухфазной, моновариантной. Температура начинает снижаться.
5. Вначале охлаждается расплав гомогенной однокомпонентной однофазной системы. При достижении Тпл.В из расплава начинают выпадать кристаллы компонента В, система становиться однокомпонентной, двухфазной и инвариантной. На кривой охлаждения наблюдается температурная остановка до тех пор, пока не останется ни капли расплава, и система станет однокомпонентной, однофазной, моновариантной. Температура вновь начинает уменьшаться.
Данные типы кривых охлаждения будут выполняться только в идеальных условиях, когда скорость охлаждения четко фиксируется путем постоянной разницы температур между охлаждающейся смесью и окружающей средой.
Лекция №11
План лекции:
1. Диаграммы плавкости с образованием устойчивых химических соединений.
2. Диаграмма плавкости с образованием неустойчивого химического соединения.
3. Диаграммы плавкости двухкомпонентных систем с образованием твердых растворов.