3.1.2. Изоморфные конденсированные двухкомпонентные системы.

3

t 1 3 2 жидкая фаза (расплав)

ликвидус

t₁ t₁ расплав +

кристаллы

t₂ t₂ тв.р - ра

солидус

твердый р - р

время А100% х₂ х₀ состав х₃ х₁ В%

Рис. 3.3. Диаграмма плавкости изоморфной бинарной системы.

Изоморфные смеси образуются веществами со сходным строением кристаллических решеток. Поэтому оба вещества при любом соотношении кристаллизируются совместно и образуют твердый раствор.

При охлаждении смеси состава х₀, соответствующей кривой 3 при температуре t₁ появляется первый кристалл состава х₁. Жидкость, теряя больше компонента В, чем А, обогащается легкоплавким компонентом; поэтому t ее отвердевания понижается. Составы жидкой и твердой фаз изменяются соответственно по кривым ликвидуса и солидуса. По мере понижения t (начиная с t₁) охлаждения процесс замедляется, процентное содержание твердой фазы растет (это можно определить по правилу рычага).

При t₂ затвердевает последняя капля расплава (состав х₂) с образованием кристалла состава х₃; после этого происходит охлаждение твердого раствора.

Характерной особенностью диаграмм плавкости систем с неограниченной взаимной растворимостью компонентов в жидком и твердом состоянии является отсутствие эвтектики.

Для этих систем известны три типа диаграмм плавкости. В системах первого типа при увеличении концентрации компонента температура начала кристаллизации твердого раствора непрерывно повышается. Линия ликвидуса имеет вид непрерывной кривой, все точки которой лежат между температурами кристаллизации чистых компонентов.

В системах второго типа t начала кристаллизации твердого компонента понижается при добавлении одного компонента к другому.

Линия ликвидуса имеет вид непрерывной кривой, проходящей через минимум.

В системах третьего типа t начала кристаллизации твердого раствора повышается при добавлении одного компонента к другому. Линия ликвидуса имеет вид непрерывной кривой, проходящей через максимум.

Согласно первому правилу Гиббса-Розебума, твердый раствор по сравнению с жидким раствором, находящимся с ним в равновесии, богаче тем компонентов, прибавление которого к расплаву повышает t начала кристаллизации твердого раствора.

По второму правилу Гиббса-Розебума в точках максимума и минимума кривых t плавления твердый раствор и находящийся с ним в равновесии жидкий расплав имеют одинаковый состав.

t расплав t расплав

расплав+кристаллы расплав+кристаллы

твердого в – ва твердого в - ва

кристаллы тв.р – ра кристаллы тв.р - ра

состав состав

Рис.3.4. Тип 2 Рис.3.5. Тип 3