8. Некоторые простейшие типы диаграмм состояния

Диаграмма состояния позволяет определить количественное соотношение сосуществующих фаз и их концентраций. Отрезок прямой, параллельный оси концентрации, заключенный между точками ее пересечения с границами равновесия фаз в двухфазной области, называется конодой. Конода соединяет фигуративные точки фаз, находящихся в равновесии при данной температуре (интервал [ab] на рис.4,а). Концы коноды определяют состав фаз, находящихся в равновесии. Количественное соотношение фаз определяется правилом рычага, которое вытекает из закона сохранения вещества при фазовых превращениях. Молярные количества фаз, находящихся в равновесии при данной температуреT, обратно пропорциональны отрезкам коноды от точки, соответствующей среднему составу системы, до границ равновесия с каждой фазой. На рис.4,аколичество жидкой фазы к твердой фазе для точкиc относятся при температуреT, каксbкac.Следует обратить внимание на то, что правило рычага имеет место не только в условиях равновесия фаз; оно справедливо для любой “механической” смеси фаз, то есть для смеси фаз, когда ни доли фаз, ни их состав в смеси не соответствует равновесным значениям.

Диаграммы состояния на рис 4,бивсоответствуют непрерывному ряду твердых растворов с точками равных концентраций (азеотропными точками), с минимумомM₁и максимумомM₂. В точках минимума и максимума солидус и ликвидус касаются друг друга, составы жидкой и твердой фазы в этих точках одинаковы.

Диаграмма на рис.4,гсоответствует двухкомпонентной системе с неограниченной растворимостью в жидком состоянии и ограниченной растворимостью в твердом состояни. Это диаграмма эвтектического типа. В равновесии количественное соотношение фаз определяется правилом рычага. Отношение количества фаз, находящихся в равновесии при данной температуреT, обратно пропорциональны отрезкам коноды от точки, соответствующей среднему составу системы, до границ равновесия с каждой фазой. На диаграмме рис.4,аколичество жидкой фазы к твердой фазе для точкиc относятся, как сbкacпри температуреT.Диаграммы состояния на рис 4,бивсоответствуют непрерывным рядам растворов в жидком и твердом состоянии с точками равных концентраций (азеотропными точками с минимумомM₁и максимумомM₂). В точках минимума и максимума солидус и ликвидус касаются друг друга, составы жидкой и твердой фазы в этих точках одинаковы.

Диаграмма рис.4, гсоответствует системе из двух компонентов, образующих непрерывный ряд растворов в жидком и ограниченной растворимостью в твердом состоянии. Диаграмма эвтектического типа.

Диаграмма рис.4,дсоответствует полной смешиваемости в жидкой фазе и ограниченной растворимости в твердой фазеперетектического типа.При перетектической температуре и среднем составе, соответствующем интервалу [PD], в равновесии находится 3 фазы жидкая и две твердые фазы с составами, соответствующими точкамP(ж), C(α) иD(β).

Диаграммам на рис.4 е ижсоответствуют системы, компоненты которых образуют химическое соединение. Возможны случаи, когда химическое соединение при плавлении распадается на твердую и жидкую фазы, состав которых отличается от состава химического соединения (диаграммазрис.4). Плавление такого соединения называетсяинконгруентным.

Диаграмме рис.4, исоответствует система с ограниченной растворимостью, как в твердом, так и в жидком состоянии.

На практике, особенно в металлических системах, наблюдаются и более сложные диаграммы состояния, которые могут образовываться наложением простейших диаграмм.