13. Система Al2o3 – SiO2

Является примером системы с непрерывным рядом твердых растворов. Имеет значение для технологии плавленого оксида алюминия, хромовых пигментов, производства хромсодержащих сплавов и синтеза рубиновых квантовых генераторов.

В этой системе, по данным Бунтинга Е. (рис. 1.48), химических соединений между Al₂O₃ и Cr₂O₃ не образуется. Формирование непрерывного ряда твердых растворов обусловлено полной взаиморастворимостью одного компонента в другом.

Рис. 1.48. Диаграмма состояния системы Al₂O₃ – Cr₂O₃

Белянкиным Д.С. и Лапиным В.В. описаны корунды (–Al₂O₃) из шлаков производства металлического хрома, содержащие в виде твердого раствора различные количества Cr₂O₃ и имеющие переменные значения светопреломления. Cr₂O₃, входящий в решетку рубина до 8 мол.%, обусловливает красную окраску последнего.

Торопов Н.А. и Андреев И.Ф. синтезировали ряд рубинов с различным содержанием в них Cr₂O₃ и установили зависимость показателя светопреломления от количества Cr₂O₃, а также изменение легкоплоскостных расстояний.

Рис. 1.49. Диаграмма состояния системы MgO–Fe₂O₃

14. Система MgO-Fe₂O₃

В качестве примера системы с твердыми растворами и перитектикой приведена система MgO–Fe₂O.

Она имеет большое значение для фазового анализа магнезитовых (периклазовых) и хромомагнезитовых огнеупоров, а также мартеновских и других металлургических шлаков.

Первые исследования этой системы показали, что ее строение сложно из-за частичной диссоциации Fe₂O₃ до FeO, при высоких температурах, усиливающейся в присутствии MgO.

На рис. 1.49 приведена диаграмма состояния системы MgO-Fe₂O₃ на основе данных Б.Филлипса и др.

В системе образуется одно химическое соединение MgO^. Fe₂O₃ – магнезиоферрит, который плавится инконгруэнтно при 1713 ^оС, разлагаясь на магнезиовюстит и жидкость. Плотность его – 4580 кг/м³, термический коэффициент линейного расширения – 128 ^. 10^-7 К^-1.

Система характеризуется наличием значительных областей ограниченных твердых растворов: магнезиовюстита, который является раствором MgFe₂O₄ в периклазе, и твердого раствора Fe₂O₃ в MgFe₂O₄ (магнезиоферриты). Растворимость MgFe₂O₄ в периклазе очень сильно зависит от температуры: она наблюдается в широком интервале концентраций при высоких температурах и падает до 5-7 % при комнатной температуре.

Магнезиоферрит легко восстанавливается до магнезиовюстита и даже до металлического железа и периклаза. Он является составной частью магнезиальных огнеупоров.

Глава 4. Трехкомпонентные системы

При числе компонентов, равном трем, в инвариантной точке изобарной системы в равновесии должны находиться 4 фазы (N=3+1-0=4). Следовательно, с увеличением числа компонентов растет количество сосуществующих фаз (в двухкомпонентной системе N_max =3). Но при этом возрастает и число независимых переменных, характеризующих состояние системы: F = 3 при N = 1. Поэтому диаграмма состояния трехкомпонентной системы строится в трех координатах (температура Т и концентрация двух компонентов с₁ и с₂) и изображается не на плоскости, а в пространстве. Концентрация третьего компонента определяется по разности 100 – (%с₁ + %с₂).