Диаграммы плавкости двойных систем с полиморфными превращениями одного из компонентов
На рис. 2 приведена диаграмма плавкости двойной системы KCl - K2CrO4. В этой системе β-K2CrO4 при 679°С и отводе тепла превращается в α-K2CrO4. Температура полиморфного превращения находится выше температуры эвтектики данной системы и ниже температуры плавления хромата калия. Во время фазового превращения в равновесии находятся три фазы, причем две твердые фазы имеют одинаковый состав, и оно является нонвариантным. На кривых охлаждения, следовательно, наблюдается температурная задержка. Данное нонвариантное равновесие на диаграмме состояния системы также отображается предельной нодой.
Рис. 2. Двойная система KCl – K2CrO4 Рис. 3. Двойная система CsCl - NaCl
Диаграмма плавкости двойной системы CsCl - NaCl приведена на рис.3. Эта система интересна тем, что полиморфное превращение хлорида цезия лежит ниже температуры эвтектики. При этом в равновесии находятся три твердые фазы, и оно является нонвариантным, что отображается на диаграмме состояния коннодой. На кривых охлаждения при температуре полиморфного превращения также наблюдаются температурные задержки.
Диаграммы плавкости двойных систем с образованием химических соединений
Плавление фаз, в частности, химического соединения называется конгруэнтным, если состав образующейся жидкой фазы тождественен с составом твердой фазы, и инконгруэнтным, если это условие не выполняется.
Примером двойной конденсированной системы с образованием конгруэнтно плавящегося химического соединения является двойная система Zn - Mg, приведенная на рис. 4. В этой системе образуется химическое соединение состава MgZn2. При плавлении этого вещества образуется жидкая фаза того же состава, что и химическое соединение, а на кривой охлаждения сечения, проходящего через его состав, наблюдается температурная задержка. Данное сечение делит исходную систему на две самостоятельные двойные системы: Zn - MgZn2 и MgZn2 - Mg. Разделение системы на самостоятельные подсистемы называется триангуляцией.
Изобарная диаграмма плавкости с образованием инконгруэнтно плавящегося химического соединения в двойной системе Na - K приведена на рис. 5.
Рис. 4. Двойная система Mg – Zn Рис. 5. Двойная система Na - K
Если нагревать химическое соединение состава KNa2, то при температуре 7°С начинается процесс плавления этого вещества, сопровождающийся разложением его на твердый Na и жидкую фазу состава Р. В этом случае состав жидкой фазы отличается от состава химического соединения. Кроме того, исчезает одна твердая фаза (KNa2) и образуется другая (Na), протекает перитектическая реакция: KNa2(S) = LP + Na(S). Такое плавление является инконгруэнтным.
В момент плавления в равновесии находятся три фазы, и оно является нонвариантным, на кривых охлаждения или нагревания наблюдается температурная задержка. При подводе тепла исчезает химическое соединение, система становится моновариантной, вновь начинает увеличиваться температура, однако твердая фаза при этом не исчезает. Данный факт также позволяет отличить инконгруэнтное плавление от конгруэнтного.