Кеңістік диаграмманы тұрғызу және талдау.

Ерекшелік: сұйық күйде компоненттер шексіз ериді,қатты күйде мүлдем ерімеиді және зерттелетін компоненттердің ұқсас дисперсті қоспасының жай эвтектикасын түзейді.

Тұрғызу әдістемесі.

1. Парақтың төменгі жағында төбесі төмен қараған үшбұрыш алынады.

2. Үшбұрыштың төбелеріне температуралық осьтер өткізілген

3. Температуралық осьтерде барлық үш компоненттердің кристалдану бастау температурасын аламыз.

4. Әрбір жақта әрбір температураның биіктіктерінде солидус сызықтары алынысады - қос эвтетика сызықтары.

5. Қос эвтетика сызықтарында қос нүктелері алынады және қос ликвидус сызықтары арқылы температураның ось түрде жеткен компонентердің кристалдану температурасымен қосылады.

6. Кейбір температуралық биіктікте үшбұрыштың табанына жақын және паралельді концентрациямен үшбұрыш тұрғызылады.Бұл үштік эвтетикалық үшбұрышы.

7. Алынған үшбұрышта үштік эвтетика нүктесі алынады және қисық ликвидус сызықтры арқылы өос эвтетика нүктелерімен қосылады.

8. Қос эвтетика нүктелерінен эвтетикалық үшбұрышқа перпендикуляр түсіріледі. Алынған нүтелер ............ эвтетика нүктесімен қосылады.

9. 

Э₁,Э₂,Э₃ – екілік эвтетика нүктесі

Э₀ – үштік эвтетика нүктесі

А₀, B₀, D₀ – таза компоненттік кристализация нүктесі

Екілік эвтетика сызығы – солидус сызығы

А_ТB_ТD_Т – үштік эвтектиканың солидус беті

Ликвидус беттері.

Э₁Э_1Т Э₀Э₁ – екілік эвтектиканың Э₁ кристаллизация беті.

Э₂Э_2Т Э₀Э₂ – екілік эвтектиканың Э₂ кристаллизация беті.

Э₃Э_3Т Э₀Э₃ – екілік эвтектиканың Э₃ кристаллизация беті.

Солидус сызығынан жоғары сұйық ерітінді облысы жатады.

Солидус бетімен ( а _0, в _0, d ₀ ) төмен барлық үшкрмпаненттер кристалдарының механикалық қоспасының облысы жатады.

Концентрленген ертінділер үшін Гиббстің фазалар ережесін қарастырайық.:

С=к-ф+1(Т)

С₁=3-1+1=3 – түшвариантты

С_2÷4=3-2+1=2 – бивариантты

С₅=3-3+1=1 – моновариантты

СЭ₀=3-4+1=0 – нонвариантты

СА₀,В_0,D₀=1-2+1=0 – нонвариантты

С Э_1,Э_2,Э₃=3-4+1=0 – нонвариантты

1 нүктесіндегі кристаллизацияның реттілігін қарастырйық.

Жазықтық диаграмманы тұрғызу және талдау.

Бұрын айтылғандай, үшкомпонентті жүйені зерттегенде кеңістік диаграммасын емес, оның үш жақты призма табанындағы проекциясын қолданған қолайлы. Суретте кеңістік диаграммасы табанында проекцияланған:

• таза компоненттер үшбұрыштың төбелерінде кристалдану температурасындағы өзгерістер нақты температуралармен жазылып көрсетілген;

• қос эвтектика нүктелері үшбұрыштың қабырғаларында проекцияланған;

• үш эвтектика нүктесі Е₀ үшбұрыш ішінде;

• қос эвтектика сызықтары: Э₀Э_{1 ,}Э₀Э₂, Э₀Э₃;

Диаграмманың ерекшелігін белгілеу үшін диаграмманың негізіне параллель изотермиялық сызықтар жүргізеді. Изотермаларды әрбір 200° сайын жүргіземіз.

Диаграммалардағы сипаттамалық нүктелердің толық талдау:

1. Құрамын анықтау

2. Кристалдану басталу температурасын анықтау

3. Еркіндік дәрежесінің санын анықтау

4. Тізбектеск кристалдануды суреттеу

1)

2) Т₁ = 1100° С

3) С = 3-2+1 = 2 – бивариантты

4)

Бақылау сұрақтары:

1. Физикалық ұғымдар: компонент, еркіндік дәрежесі, фаза, перитектика, канода, фазалық тепе-теңдік.

2. Ергіштік бойынша диаграммалар ерекшеліктерінің геометриялық белгілері.

4. Үшкомпонентті жазықтық диаграмманы талдау.

5. Үшкомпонентті жүйенің кеңістіктік диаграммасын талдау.

Глоссарий:

1. Эвтектикалық айналу – сұйық ерітіндіден эвтектикалық ұсақ кристалдарының түзілу үдерісі.

2. Эвтектоидтық айналу – қатты ерітіндіден эвтектиканың ұсақ кристалдарының түзілу үдерісі.

3. Перитектикалық айналу– аралық берік емес қосылыстың сұйық балқыма және артық компоненттің кристалдарына ыдырау үдерісі.

4. Перитектика – аралық берік емес қосылыс кристалдарының сұйық балқымамен және артық компоненттің кристалдарымен тепе-теңдік қоспасы.

5. Перитектоид – екі қатты ерітіндінің бір жаңа ерітіндінің кристалдық құрылысымен тепе-теңдік қоспасы.

6. Монотектика – артық компоненттің кристалдары бар екі қаныққан сұйық ерітіндінің және бір қанықпаған сұйық ерітіндінің тепе-теңдік қоспасы.

Блиц-тест:

1. Гиббс әдісі арқылы құрамды қалай анықтайды?

a) Анықталатын компонент шыңына қарама-карсы жағына түсірілген биіктіктер кесінділері арқылы

b) Концентрациялы үшбұрыштың ішіндегі кесінділер арқылы

c) Зерттеліп отырған нүктеден үшбұрыштың жақтарына түсірлігнен түзулер кесінділері арқылы

d) Зерттеліп отырған нүктеден үшбұрыштың шыңдарына түсірлігнен түзулер кесінділері арқылы

e) Зерттеліп отырған нүктеден үшбұрыш жақтарының орталарына түсірілген түзулер кесінділері арқылы

2. 3 компонентті жүйенің жазық диаграммасында балқыманың бір ізді кристалдануын қалай анықтауға болады?

a) Зерттелетін нүкте және үшбұрыштың төбесі арқылы өткізілген түзу кесіндісінің қос эвтектика сызығымен қиылысқанша , содан соң осы сызық бойымен

b) Зерттелетін нүктенің изотермаларға қатысты жағдайы бойынша

c) Зерттелетін нүктеден екілік эвтектика сызығына дейін жүргізілген және сол сызық арқылы жүргізілген биіктік кесіндісі арқылы

d) Үшбұрыштың табанына параллель екілік эвтектика сызығына дейін жүргізілген және сол сызық арқылы жүргізілген сызық арқылы

e) Жазық диаграммада балқыманың кристалдануын анықтауға болмайды

3. Концентрациялық үшбұрыштың ішінде жататын нүктелер неше компоненттерден тұрады?

a) 3

b) 2

c) 1

d) 0

e) 4

4. Жазық диаграммадағы нүктенің орналасуы бойынша нені анықтауға болады осы нүктені толық сипаттау үшін?

a) Фазалар санын, табиғатын және құрамын

b) Фазалардың санын және құрамын

c) Фазалардың санын және құрамын, еркіндік дәрежесін

d) Еркіндік дәрежесін, фазалар санын

e) Еркіндік дәрежесін, кристалданудың температурасын және бір ізділігін

5. 3-компонентті жүйедегі фазалардың максимальді саны неге тең?

a)

b)

c)

d)

e)

6. Механикалық қоспалар кристалдануының ерекшеліктерін және себебін атаңдар?

a) Басында артық компоненттің кристалдануы жүреді және - Q_сал ≻ Q_КР, содан соң эвтектика кристалданады және - Q_САЛ = Q_КР

b) Басында артық компонент тұрақты температурада кристалданады, мұнда - Q_САЛ = Q_КР , содан соң температуралар интервалында механикалық қоспа кристалданады, мұнда

- Q_САЛ ≻ Q_КР

c) Басында эвтектика кристалданады және - Q_САЛ = Q_КР, содан соң артық компоненттің кристалдануы жүреді және - Q_сал ≻ Q_КР

d) Кристалдану тұрақты температурада өтеді және - Q_САЛ = Q_КР

e) Кристалдану температуралар интервалында өтеді, мұнда - Q_САЛ ≻ Q_КР

7. Гетерогенді деп қандай жүйені атайды?

a) Бір-бірінен фаза бөлуші шекара арқылы бөлінген жүйенің түрлі бөліктерінде түрлі физика-химиялық қасиеттері байқалатын жүйені

b) Барлық көлем бойынша физика-химиялық қасиеттері бірдей

c) Бір-бірінен фаза бөлуші шекара арқылы бөлінген және интенсивті қасиеттер бойынша ерекшелінетін бөлшектерден құралған жүйені

d) Бір-бірінен фаза бөлуші шекара арқылы бөлінген және экстенсивті қасиеттер бойынша ерекшелінетін бөлшектерден құралған жүйені

e) Барлық көлемі бойынша эктсенсивті қасиеттері бірдей жүйені

8. Қандай балқымаларда тұрақты кристалдану температурасы бар?

a) Таза компоненттерде және эвтектикалық құрамы бар балқымада

b) Айнымалы құрамды балқымаларда

c) Тұрақты құрамды балқымаларда

d) Ерітінділерде

e) Эвтектикалық құрамы бар балқымада

9. Бір компонентті жүйелердің диаграммаларында екі фазалық тепе-теңдіктің сызықтарын қандай теңдеу суреттейді?

a) Клаузиуса- Клапейрон теңдеуі

b) Гиббс - Дюгем теңдеуі

c) Вант – Гофф теңдеуі

d) Менделеева-Клапейрон теңдеуі

e) Жуховицкий теңдеуі

10. Фаза деген не? Фаза – бұл:

a) Физико-химиялық қасиеттері бірдей гетерогенді жүйе бөліктерінің жиынтығы

b) Интенсивті қасиеттері бірдей гетерогенді жүйенің бөлігі

c) Экстенсивті қасиеттері бірдей гомогенді жүйенің бөлігі

d) Экстенсивті қасиеттері бірдей гетерогенді жүйенің бөлігі

e) Интенсивті қасиеттері бірдей гомогенді жүйенің бөлігі