Примеры статей
Диаграмма состояния
Диаграмма состояния, диаграмма равновесия, фазовая диаграмма, графическое изображение соотношений между параметрами состояния физико-химической системы (температурой, давлением и др.) и её составом. В…
Диаграмма состав - свойство
Диаграмма состав - свойство, графическое изображение зависимости между составом физико-химической системы и численными значениями её физических или механических свойств (электропроводности, твёрдости…
Жидкие смеси
Жидкие смеси, жидкие системы, физико-химические системы, сохраняющие жидкое состояние при любых соотношениях компонентов и в определённом интервале температур. Наиболее хорошо изучены Ж. с. из двух…
Термическая диссоциация
Термическая диссоциация, химическая реакция обратимого разложения вещества, вызываемая повышением температуры. При Т. д. из одного вещества образуется несколько (2Н2О U2Н2 + О2, CaCO3 UCaO + СО2) или…
Эвтектика
Эвтектика (от греч. eutektos - легко плавящийся), жидкая система (раствор или расплав), находящаяся при данном давлении в равновесии с твёрдыми фазами, число которых равно числу компонентов системы…
Твёрдые растворы
Твёрдые растворы, твёрдые фазы переменного состава, в которых атомы раз личных элементов смешаны в известных пределах или неограниченно в общей кристаллической решётке. Растворимость в твёрдом…
Двойные системы
Двойные системы, бинарные системы, двухкомпонентные системы, физико-химические системы, состоящие из двух независимых составных частей (компонентов). Особое практическое значение имеют конденсированные Д. с., т. е. не содержащие газов или паров. Диаграммы состояния и диаграммы состав — свойство таких систем изображают на плоскости, откладывая на оси абсцисс состав х (выраженный в процентах по массе, атомных или мольных процентах одного из компонентов), а на оси ординат — температуры Т фазовых превращений (начала и конца кристаллизации, полиморфных превращений и др.) или численные значения измеримых свойств Д. с. (плотности, твёрдости, электропроводности и др.). Здесь рассмотрены лишь простейшие изобарические (при давлении 1 атм) диаграммы состояния Д. с., в которых существуют только жидкие фазы L и твёрдые S.
О Д. с., состоящих только из жидких фаз или из жидкостей и газа (пара), см. Жидкие смеси; о Д. с. из твёрдых фаз и газа (пара) см. Термическая диссоциация.
Если взаимная растворимость компонентов А и В в жидком и в твёрдом состоянии отсутствует, то диаграмма состояния (рис. 1) изображается двумя горизонтальными прямыми, проведёнными через точки ТА и TB, отвечающие температурам плавления А и В. Выше TB система состоит из двух жидких фаз LA и LB, между TB и TA — из LA и кристаллов В, ниже TA — из смеси кристаллов А и В. Если взаимная растворимость компонентов А и В в жидком состоянии не ограничена, а в твёрдом состоянии отсутствует, то из одной жидкой фазы L при охлаждении выпадают две твёрдые фазы — кристаллы А и В (рис. 2). Кривые ликвидуса (геометрия, место температур начала кристаллизации) TAE и TBE пересекаются в эвтектической точке Е (см. Эвтектика). Жидкость, состав которой отвечает точке Е, затвердевает при постоянной температуре в тонкую смесь кристаллов А и В. Из жидкостей, состав которых лежит между А и Е, при охлаждении начинают выпадать кристаллы А, вследствие чего содержание В в жидкости увеличивается; когда её состав будет отвечать точке Е, процесс закончится кристаллизацией эвтектики. Точно так же затвердевание жидкостей, состав которых лежит между В и Е, начинается выпадением кристаллов В и заканчивается кристаллизацией эвтектики. Прямая FG, проведённая через точку Е, называется линией солидуса (геометрическое место температур конца кристаллизации). Затвердевшие Д. с. этого типа состоят из двухфазной смеси кристаллов А+В. Изотермы свойств таких смесей приближаются к прямой линии eА eВ (рис. 2).
Если компоненты А и В обладают неограниченной взаимной растворимостью как в жидком, так и в твёрдом состоянии, то из одной жидкой фазы L при охлаждении выпадает только одна кристаллическая фаза —твёрдый раствор S (рис. 3). Диаграмма состояния такой Д. с. может быть без максимума и минимума (рис. 3, I), с максимумом (рис. 3, II) и с минимумом (рис. 3,III). Изотермы свойств имеют вид непрерывных кривых, обращенных выпуклостью вверх (рис. 3,IV) или вниз (рис. 3,V).
Если взаимная растворимость А и В в жидком состоянии не ограничена, а в твёрдом — ограничена, то в случае образования эвтектики последняя состоит из смеси двух твёрдых растворов ( и b (рис. 4), предельные концентрации которых отвечают точкам F и G при эвтектической температуре и точкам М и N при комнатной. Изотермы состав — свойство (отвечающие температуре t) состоят из 3 ветвей eAm1n1eB и eAm2n2eB, точки m1, m2 и n1, n2 отвечают предельным концентрациям твёрдых растворов a и b при температуре t.
В случае, когда из жидкости L кристаллизуется одно химическое соединение С, плавящееся без разложения, и твёрдые растворы отсутствуют, на кривой ликвидуса наблюдается либо рациональный максимум М, либо сингулярная точка D, отвечающие составу соединения С, и две эвтектические точки E1 и E2, отвечающие эвтектикам, образуемым С с А и В соответственно (рис. 5). Изотермы свойств имеют вид двух прямых, пересекающихся на ординате соединения С. Более сложные случаи диаграмм состояния Д. с. см. в приведённой ниже литературе.
Лит.: Курнаков Н. С., Избр. труды, т. 1—3, М., 1960—63; Вол А. Е., Строение и свойства двойных металлических систем, т. 1—2, М., 1959—62; Хансен М., Андерко К., Структуры двойных сплавов, пер. с англ. , М. , 1962; см. также лит. при ст. Диаграмма состояния.
С. А. Погодин.