Күй диаграммасы

Заттардың қарапайым эвтектика түзген жағдайдағы, балқығыштық диаграммасының тұрғызылу мысалы.

1 а) Сур. Таза заттардың (1,6) және олардың әртүрлі құрамдағы қоспаларының (2,3,4,5) салқындау қисықтары.

Балқығыштық диаграммасы

А және В нүктелері таза заттардың (1,6) қатаю температураларына сәйкес келеді. Э эвтектикалық қоспасына қарағанда, А компонентіне аса бай балқытпалардың (2,3) салқындауы барысында, АЭ қисығындағы нүктелерде А кристаллизациясы басталады. ВЭ қисығын да бойлай В компонентіне қатысты кристаллизация жүреді. АЭ және ВЭ қисықтары Э эвтектикалық нүктесінде үйлеседі. Бұл нүктеде сұйық қоспадан бір уақытта екі компонент кристаллданады, осылайша салқындау қисығында (4) температуралық кідірістің ұзақтығы мен горизонтальді участоктың үлкендігі максималды.

Егер барлық қорытпалардың салқындау жағдайлары бірдей болса, онда эвтектика күйін анықтау үшін, температуралық кідіріс ұзақтығының эвтектика кристаллизациясының уақытына пропорционалдығына негізделген әдісті қолдануға болады. Ол үшін құрамдарына сәйкес қоспалардың салқындау қисықтарына горизонтальді кесінділер үлкендіктерін жинау қажет. Бұл кесінділерді MN сызығынан да, AB құрамының сызығынан да жинауға болады. нүктелерін тік сызықтармен (Тамман үшбұрышы) қосамыз, олардың қиылысы эвтектика құрамын береді.

Диаграммадағы кез келген нүктені Гиббс фазасының ережесі бойынша талдауымызға болады. Екіфазалы аймақтарда жатқан нүктелерді канода бойынша талдап – толық фазалық анализді беруімізге болады.

Құрам осіне параллель, екіфазалы аймақта зерттелінді нүкте арқылы жүргізілген сызық канода деп аталады.

Канода бойынша зерттелінді нүктенің фазалық анализін жүргізіп және анықтауымызға болады:

1. Фаза санын

2. Фаза табиғатын

3. Фаза құрамын

4. Фазалардың сандық арақатынасын

Канода ұштары фазалар санын және табиғатын көрсетеді. Канода ұштарынан құрам осіне түсірілген перпендикулярлар, фаза құрамын көрсетеді. Фазалардың сандық арақатынасы рычаг ережесі бойынша анықталынады – фаза мөлшері рычаг иықтарына кері пропорционал. Сонымен бірге канода – рычаг, зерттелінді нүкте – рычаг тірегінің осін, канода кесінділері – рычаг иықтарына тең фазалар салмағын анықтайды.

Диаграммадан көрініп тұрғандай, сұйық құйындының құрамы мен температурасы одан белгілі бір тәуелділіктегі бірінші кристаллдардың бөлінуін бастады. Бұл тәуелділік мына теңдеумен көрсетіледі:

(6)

мұндағы сұйық құйындыдағы компоненттің мольдік үлесі

осы компоненттің балқытпадан бөліне бастау температурасы

осы компоненттің мольдік балқу жылылығы.

Егер балқытпа идеалды ерітінді болса, (6) теңдеу дұрыс. Қарсы жағдайда бұл теңдеуді келесімен алмастыру қажет:

(7)

мұндағы балқытпадағы берілген компоненттің белсенділігі.

(6) және (7) теңдеулерді интегралдау сәйкесінше шектегі интегралдауды береді:

(8)

(9)

(10) (11)

мұндағы T_s – таза компоненттің балқу температурасы.

Балқығыштық диаграммасын және балқытпаның құрамын біле отыра, (6) теңдеу бойынша компоненттің балқу жылылығын анықтаумызға болады, егер ерітінді идеалды болса, балқу жылылығын біле отыра, (7) теңдеу бойынша, балқытпадағы компоненттің белсенділігін таба аламыз.