- •Физическая химия силикатов
- •Методические указания для практических занятий
- •Физическая химия силикатов
- •050720 – Химическая технология неорганических веществ
- •Предисловие
- •1. Однокомпонентные системы
- •1.1. Правило фаз и его применение
- •1.1.1 Основные понятия и определения
- •1.1.3 Контрольные вопросы
- •2. Двухкомпонентные системы
- •2.1 Двухкомпонентные системы, методы построения.
- •2.2 Определение путей кристаллизации на диаграммах состояния двухкомпонентных систем (определение последовательности кристаллизационных процессов)
- •2.3 Графические способы расчета. Правило рычага и его применение дня расчетов по диаграммам состояния
- •2.4 Аналитические способы расчета
- •2.5 Контрольные вопросы
- •3. Трехкомпонентные системы
- •3.1 Определение фазового состава и количественного содержания фаз на диаграммах состояния трехкомпонентных систем
- •3.2 Процессы кристаллизации в трехкомпонентных системах
- •3.3 Определение количественного состава фаз
- •4. ЗадАния к срс
- •Литература
2.5 Контрольные вопросы
Что такое двухкомпонентная система?
Как изображаются составы химических соединений на диаграммах двухкомпонентных систем?
Как определяется путь кристаллизации двухкомпонентных систем?
Как определяются составы твердых растворов и жидкой фазы в двухкомпонентных системах?
Как определяется фазовый состав материала и состав остаточной жидкой фазы по ходу кристаллизации двухкомпонентных систем?
Как определяется количественное соотношение фаз по ходу кристаллизации двухкомпонентных систем?
Как определяется температура начала и полного плавления материала с помощью диаграмм состояния двухкомпонентных смесей?
3. Трехкомпонентные системы
Решение практических задач по трехкомпонентным диаграммам состояния: определение фазового состава и количественного содержания фаз в системах силикатных и других тугоплавких материалов (3ч)
По окончании модуля студент должен знать трехкомпонентные системы, методы их построения, уметь решать задачи по трехкомпонентным диаграммам сотояния.
3.1 Определение фазового состава и количественного содержания фаз на диаграммах состояния трехкомпонентных систем
Равновесный фазовый состав трехкомпонентных систем в зависимости от температуры и концентраций изображают на пространственных диаграммах.
В качестве основания этой диаграммы чаще всего выбирается равносторонний концентрационный треугольник, в котором концентрации компонентов изображаются в одинаковом масштабе. Составы точек чистых компонентов располагаются в вершинах треугольника, концентрации двойных составов — на соответствующих сторонах треугольника, а тройных составов − внутри треугольника. Все точки внутри треугольника изображают любые соотношения трех компонентов. Стороны треугольника делятся на 100 частей для отсчетов любых концентраций смесей.
Температуры полного плавления смесей указываются точками вершин перпендикуляров, восстановленных в определенном масштабе к концентрационному треугольнику в соответствующих составах смесей. С боков пространственная диаграмма ограничивается тремя плоскими двухкомпонентным диаграммами, а сверху − пространственным ликвидусом, выше которого располагается только однофазное пространство жидкости.
Ввиду сложности пользования подобными пространственными диаграммами вместо них обычно применяют проекционные диаграммы. Последние получают проектированием при помощи перпендикуляров на плоскость треугольника концентраций нонвариантных точек, пограничных линий, сечений пространственного ликвидуса изотермическими плоскостями, параллельными плоскости треугольника концентраций.
Для определения состава смеси в какой-либо точке внутри треугольника концентраций необходимо провести через данную точку две прямые, параллельные каким-либо двум сторонам треугольника. Тогда на третьей стороне треугольника отсекутся три отрезка, соответствующие процентному содержанию компонентов смеси в данной изображенной точке.
Пример 21. В равностороннем треугольнике концентраций дана точка D (рисунок 9).
Определить процентный состав смеси, изображаемой точкой D
Решение. Проводим через точку D две линии fk параллельные АС и lg параллельные СВ. Тогда на стороне АВ получаем три отрезка. Отрезок Af соответствует процентному содержанию компонента В, отрезок Bg — процентному содержанию компонента А, а отрезок fg — содержанию компонента С.
Таким образом, принимая сторону АВ за 100%, состав смеси в точке D будет содержать 52,5% А, 22,5% В и 25% С.
Рисунок. 9. Равносторонний треугольник концентраций
Пример 22. Состав заданной смеси соответствует 51% В, 24% А и 25% С: Определить изображающую точку этой смеси в треугольнике, которая отвечает заданному составу (см. рисунок 9).
Решение. На стороне треугольника АВ или на любой другой из сторон треугольника от точки А откладываем отрезок An, соответствующий 51% В, отточки В – отрезок Вр, соответствующий 24% А. Из полученных точек n и р
проводим прямые, параллельные двум другим сторонам треугольника, т. е. АС и ВС. Точка пересечения О и будет являться искомой точкой, отвечающей заданному составу.
