4. Линии ликвидуса и солидуса и принцип непрерывности

Любое чистое вещество кристаллизуется или плавится при постоянной температуре, так как при равновесии двух фаз (жидкой и твердой) число степеней свободы С=0.

Равновесие одной твердой фазы и двухкомпонентного расплава возможно в интервале температур (С=1). Для таких систем различают температуры начала и конца кристаллизации или начала и конца плавления.

Линия, выражающая зависимость температур начала равно весной кристаллизации одной твердой фазы из жидкости (или температур окончательного расплавления твердых фаз) от состава расплава, называется линией ликвидуса. Выше линии ликвидуса — линии насыщения жидкости одной твердой фазой — на диаграмме состояния устойчивы только жидкие фазы (верхняя линия и поле, расположенное выше нее, на рис. 1 ,а и 2).

В соответствии с принципом непрерывности линия ликвидуса плавная, без точек излома, если в системе только одна твердая фаза

(см. рис. 1 ,а). При наличии нескольких твердых фаз в системе (см. рис. 2) на линии ликвидуса появляются точки излома, разделяющие ее на ряд ветвей и свидетельствующие об изменении числа и природы фаз.

Если в системе присутствует лишь одна жидкая фаза, то число ветвей ликвидуса совпадает с числом твердых фаз, насыщающих данную жидкость. Например, вещества А и В дают одну жидкую фазу (расплав) и две твердых — кристаллы А и В. Линия ликвидуса на диаграмме состояния такой системы (рис. 3) имеет две ветви СЕ и ЕН с точкой излома "Е".

Выше линии ликвидуса располагается поле I, где устойчив расплав. Ветвь ликвидуса СЕ — линия насыщения жидкости кристаллами А, а ветвь ЕН — линия насыщения расплава кристалла-ми В. Поэтому ниже линии СЕН размещается поле гетерогенности II и III. В каждом из них существуют две фазы — жидкая и твердая.

Жидкость состава точки "Е" насыщена двумя твердыми фазами А и В. Поле существования этих двух твердых фаз и располагается ниже горизонтали ДЕF (механическая смесь).

Рис. 3. Диаграмма состояния системы, компоненты которой образуют одну жидкую и две твердые фазы

В системе (см. рис. 2) возможно равновесие расплава с одной из 3-х твердых фаз - раствором или кристаллами химического соединения М. Поэтому на этой диаграмме три ветви ликвидуса , разделенные несколькими точками излома Е и ,

Линия, выражающая зависимость температур конца равновесной кристаллизации или начала расплавления твердых фаз от их состава, называется линией солидуса.

Ниже линии солидуса на диаграмме состояния устойчивы только твердые фазы (см. линию ДЕF и поле ниже нее на рис. 3 и линию Д'F' и поля, расположенные ниже нее, на рис. 2).