Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Fazovye_ravnovesia_14_02_2013.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
4.19 Mб
Скачать

3.3.2.8. Диаграмма состояния двухкомпонентной конденсированной системы с одним химическим соединением, плавящимся с разложением (инконгруэнтно)

К омпоненты системы, плавящиеся соответственно при температурах ТА и ТВ, также образуют одно химическое соединение S, которое плавится инконгруэнтно (с разложением). Это соединение существует в определенном температурном диапазоне.

Рис. 35. Диаграмма состояния двухкомпонентной конденсированной системы с образованием химического соединения постоянного состава, плавящегося с разложением.

В случае, показанном на рис. 35, химическое соединение присутствует только при температуре ниже 350°С, обозначенной ТР, при которой происходит образование/разложение химического соединения по обратимой реакции . Эта реакция протекает слева направо при охлаждении и в обратном направлении при нагревании. Точка Р, показывающая состав жидкой фазы, способной при указанной температуре реагировать с компонентом В, образуя химическое соединение по обратной реакции, называется перитектической или реакционной точкой. Поскольку при этой температуре в равновесии находятся три фазы и число степеней свободы равно нулю, процесс протекает при постоянной температуре и постоянном составе всех фаз до тех пор, пока число фаз не уменьшится.

При нагревании системы исчезает химическое соединение, а при охлаждении происходит его образование в результате взаимодействия перитектической жидкости с выделившимися ранее кристаллами компонента В. В зависимости от исходного состава системы, по окончании этого процесса остаются одна или две фазы. Если исходный состав системы совпадает с составом химического соединения (в данном случае при содержании компонента В, равном 70 %), то количество перитектической жидкости и компонента В было эквивалентным и поэтому в результате их взаимодействия обе эти фазы исчезают, и остается только одна - кристаллы хи­мического соединения. При содержании компонента В выше 70 % перитектическая жидкость реагирует при ТР уже с избытком твердого компонента В, при этой температуре исчезает только жидкость, и заканчивается кристаллизация системы. В поле диаграммы, расположенном ниже этой температуры, остаются две твердые фазы: образовавшееся химическое соединение и остатки (реликты) компонента В. Наконец, если содержание компонента В в исходной системе менее 70 %, то при взаимодействии с избытком жидкой фазы исчезают кристаллы компонента В и поэтому при температуре ниже ТР остаются в равновесии две фазы: жидкость, насыщенная химическим соединением, и его кристаллы. Кристаллизация такой системы заканчивается при более низкой, эвтектической температуре, при которой протекает процесс . Ниже этой температуры остаются две твердые фазы А и S.

Продолжительность температурных остановок на кривых охлаждения систем различного состава и составы определяющих ее фаз характеризуются построенными на изотермах диаграммы треугольниками Таммана.

3.3.2.9. Диаграмма состояния двухкомпонентной конденсированной системы с образованием химического соединения с переменным составом (бертоллида)

Д иаграммы состояния систем, компоненты которых образуют химические соединения переменного состава (бертоллиды) показаны на рис. 37 и 38. Переменный состав химического соединения на диаграмме состояния обозначен областью «δ» и может рассматриваться как твердый раствор, у которого «хозяином» кристаллической решетки является химическое соединение S (показано пунктиром: на рис. 36– точка 2, на рис. 38 – точка 3), в кристаллическую решетку которого внедрены избытки компонентов. Таким образом, бертоллиды, т.е. соединения нестехиометрического состава, можно рассматривать как различного типа твердые растворы.

Рис. 36. Диаграмма состояния двухкомпонентной конденсированной системы с образованием химического соединения переменного состава, плавящегося без разложения.

На изотермах диаграммы протекают эвтектические процессы, связанные с совместной кристаллизацией бертоллида и одного из компонентов. На изотерме m-n реализуется равновесие ; на изотерме h-p в точке эвтектики Е2 происходит кристаллизация по уравнению: .

К онгруэнтно плавящийся бертоллид обладает индивидуальной температурой плавления TS. Положение точки плавления бертоллида соответствует составу химического соединения, являющегося хозяином кристаллической решетки. Соответственно на кривой охлаждения (точка 2) присутствует температурная остановка при температуре TS. Изменение состава твердой фазы приводит к нелинейному ходу зависимости температуры от времени.

Рис. 37. Диаграмма состояния двухкомпонентной конденсированной системы с образованием химического соединения переменного состава, плавящегося с разложением.

Немонотонный характер кривой охлаждения точки 2 связан с увеличением доли компонентов А и В (участок 2-2'), снижением доли компонента В (участок 2'-2'') и уменьшением количества обоих компонентов (участок 2''-2k) в бертоллиде как твердом растворе.

На диаграмме (рис. 37) имеются две изотермы, на которых в безвариантном равновесии находятся три фазы, между которыми протекают фазовые реакции. Одна из них связана с кристаллизацией эвтектики , на другой изотерме протекает перитектическая реакция обра­зования химического соединения (при охлаждении) или его разложения (при нагревании): . По диаграмме можно определить, какие фазы находятся в равновесии в каждом ее поле.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]