МИНИСТЕРСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ И НАУКЕ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЮЖНО-УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА «СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ»

Отчет

на тему «РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ ПО ДИАГРАММАМ СОСТОЯНИЯ ТРЕХКОМПОНЕТНЫХ СИСТЕМ»

Выполнил: студент группы АС-324 Кузнецова Светлана Борисовна

Проверил: Горбунов С.П.

Челябинск 2011г.

Оглавление

Цели и задачи 3

Раздел 1 Теоретическая часть 3

1.1 Общий вид и элементы диаграммы трехкомпонентных систем 3

1.2 Основные понятия диаграммы трехкомпонентных систем 5

1.3 Основные правила диаграммы трехкомпонентных систем 7

Раздел 2 Индивидуальное задание 11

2.1 Система СаО-Al2O3-SiO2 11

2.2 Исходные данные и метод определения задания 12

Вывод 13

Список литературы 15

Цели и задачи

Целью данной работы является:

1. Изучение методики построения диаграмм по фигуративным точкам;

2. Решение практических задач по диаграммам равновесия трехкомпонентным системам.

К основным задачам отчета относятся:

1. Построения основных элементов диаграммы.

2. Изучение общего вида диаграммы трехкомпонентных систем.

3. Изучить:

• основные определения;

• метод нанесения понижения температурных пограничных кривых;

• первично выпадающие фазы и дальнейший путь распада кристалла;

• точку окончание кристаллизации.

Раздел 1 Теоретическая часть

1.1 Общий вид и элементы диаграммы трехкомпонентных систем

Диаграмма (рисунок 1) представляет собой призму, грани которой образованы соответствующими двухкомпонентными диаграммами и является пространственной фигурой: концентрации компонентов откладываются на сторонах равностороннего треугольника (треугольника концентраций), а температура – на перпендикуляре, проведенном к плоскости треугольника концентраций.

На диаграмме трехкомпонентной системы вместо линий появляются поверхности ликвидуса, например: А*-Е₁*-Е*-Е₃*-А*, С*-Е₂-*Е-Е₃*-С*, В*-Е₁*-Е*-Е₂*-В*, при пересечении которых образуются пограничные кривые Е₁*-Е*, Е₂*-Е*, Е₃*-Е*, сходящиеся в точке тройной эвтектики Е*.

Поверхность ликвидуса имеет те же свойства, что и кривая ликвидуса: показывает температуру начала кристаллизации (конца плавления) любого состава системы; состав насыщенной жидкой фазы находится в равновесии с твердой фазой при данной температуре.

Рисунок 1 - Пространственная диаграмма трехкомпонентной системы

Пограничные линии разделяют треугольник концентраций на поля первичной кристаллизации соединений, существующих в данной системе. Состав кристаллов в поле первичной их кристаллизации отмечается кружком.

Точки составов двойных соединений находятся на сторонах треугольника, точки составов тройных химических соединений – внутри его.

1.2 Основные понятия диаграммы трехкомпонентных систем

Проекционную диаграмму используют для удобства работы, которая образуются при проецировании на плоскость треугольника концентраций всех элементов пространственной диаграммы. Температура на диаграмме показывается в этом случае изотермами, получаемыми пресечением пространственной диаграммы плоскостями, параллельными треугольнику концентраций при фиксированном значении температуры. Часто изотермы на проекционной диаграмме не показываются вообще, чтобы не усложнять изображение.

Пограничные линии разделяют треугольник концентраций на поля первичной кристаллизации соединений, существующих в данной системе. На рисунке 2 поле Е₁-В- Е₂- Е- Е₁ – поле первичной кристаллизации компонента В, А- Е₁- Е- Е₃- А – компонента А и С- Е₃- Е- Е₂- С- компонента С.

Рисунок 2 - Проекционная диаграмма трехкомпонентной системы

Точки составов химических соединений или компонентов системы, имеющие смежные поля первичной кристаллизации, соединяются тонкими прямыми линиями, носящими название соединительных прямых. Соединительные прямые разбивают диаграмму на отдельные, элементарные треугольники, каждый треугольник может рассматриваться как отдельная диаграмма трехкомпонентной системы.

Если через точку М, на рисунке 2, проводятся прямые, параллельные сторонам проекционной диаграммы, которые рассекают каждую строну проекционной диаграммы на три отрезка, каждый из которых определяет количественное содержание одного из компонентов. То средний отрезок определяет количество компонента противоположного угла диаграммы, а отрезки, примыкающие к углам диаграммы, определяют количество компонентов, принадлежащих данной стороне в обратной пропорции. Это правило будет работать и в том случае, когда рассматриваемая диаграмма не является равносторонним треугольником.

Правило рычага в трехкомпонентной системе

Для трехкомпонентной системы с помощью правила рычага можно решать следующие задачи:

1. Определение количественного соотношения жидкой и твердой фаз при наличии одной твердой фазы.

2. Определение количественного соотношения жидкой и твердой фаз при наличии двух кристаллических фаз с одновременным определением количественного соотношения кристаллических фаз в составе твердой фазы.

3. Определение соотношения двух одновременно кристаллизующихся в данный момент времени фаз.