Физическая химия силикатов и других тугоплавких соединений - Горшков В.С.
ISBN 5-06-001389-8
Скачать (прямая ссылка):
Тройные точки. Три сходящиеся пограничные кривые на диаграммах состояния образуют так называемые тройные точки (например, точки Ь, е, I и т. д. на рис. 59), в которых, если кристаллизация не закончена, в равновесии находятся четыре фазы — жидкость состава этой точки и три кристаллических соединения, поля первичной кристаллизации которых сходятся в этой точке (например, в тройной точке Ъ на рис. 59 в равновесии с жидкой фазой находятся кристаллы соединений АВ, АС и А1В1С]). По правилу фаз система, параметры которой соответствуют этой точке, является инвариантной, т. е. не имеет степеней свободы.
В зависимости от направления падения температуры на пограничных кривых тройные точки разделяются на точки эвтектики, точки двойного подъема И ТОЧКИ двойного опускания. Точка эвтектики является точкой, образованной тремя пограничными кривыми с падающей по всем трем кривым к этой точке температурой (рис. 61, а), точка двойного подъема образуется тремя пограничными кривыми, по двум из которых температура падает к точке, а по одной — от точки (рис. 61,6), точка двойного опускания образуется, когда по одной пограничной кривой температура падает к точке, а по двум другим пограничным кривым — от точки (рис. 61, в). Например, на рис. 59 точками эвтектики являются тройные точки а, е, к и др., точками двойного подъема — с, й, точкой двойного опускания — ц.
Тройные точки отличаются по характеру процессов, происходящих при постоянной температуре (система инвариантна) в системе, когда состав жидкой фазы соответствует этой точке. В точке эв-
251
250
тектики при отводе теплоты происходит физический процесс кристаллизации твердых фаз (соединений), точки же двойного подъема и опускания являются точками химической реакции, сопровождающейся исчезновением старых и появлением новых фаз. Кроме того, в отличие от точки эвтектики, где кристаллизация всегда заканчивается, в точках двойного подъема и опускания в зависимости от исходного состава кристаллизация может закончиться, но может и продолжиться дальше.
Соединительные прямые и элементарные треугольники. Прямые линии на трехкомпонентных диаграммах состояния, соединяющие
точки составов индивидуальных хи-мических соединений, имеющих
T^\f >v/^" смежные поля первичной кристал-r Y лизации, называются соедини-
^ \ тельными прямыми (напри-
п) n) в) мер, прямые АВ—AiE^Cb АВ—АС,
J ABC—А,В,С, и т. д. на рис. 59). Рис. 61. Направление падения тем- Следует отметить, что соединнтель-пературь, на трех пограничных прямые можно проводить толь-
кривых, образующих точки эвтек- v v м
тики (а), двойного подъема (б) и ко между точками составов соеди-двойного опускания (в) нений со смежными полями первич-
ной кристаллизации, т. е. поля кристаллизации которых соприкасаются по какой-либо пограничной кривой. Например, на диаграмме рис. 59 проводить соединительную линию между точками составов соединений АВ и ВС нельзя, ибо поля их первичной кристаллизации не являются смежными. Необходимо также иметь в виду, что каждой пограничной кривой на диаграмме состояния соответствует своя соединительная прямая, соединяющая составы кристаллических фаз (соединений), которые находятся в равновесии вдоль этой пограничной кривой, и, наоборот, каждой соединительной прямой соответствует своя пограничная кривая. Например, на рис. 59 пограничной кривой аЬ соответствует соединительная прямая АВ—АС, пограничной кривой de — соединительная прямая AiBiCi—ABC и т. д. Соединительные прямые являются важным элементом строения трехкомпонентных диаграмм состояния. В частности, определение количественного содержания твердых фаз, находящихся в равновесии вдоль данной пограничной кривой с применением правила рычага (см. ч. 2, гл. 5) производится с помощью именно соединительных прямых. Причем следует помнить, что при расчетах все графические построения на диаграммах надо относить только к соединительной прямой, соответствующей данной пограничной кривой.
Соединительные прямые разбивают все поле треугольника концентраций на элементарные треугольники, образуемые тремя соединительными прямыми (например, треугольник АВ—В— AiBiCi, АС—ABC—ВС, АВ—AjBiCi—АС и т. д., рис. 59). Элементарными являются только те треугольники, которые не содержат
252
внутри себя других соединительных прямых и, следовательно, других треугольников. Элементарные треугольники позволяют определять конечные фазы (соединения) кристаллизации, выделяющиеся из трехкомпонентного расплава любого состава, и на основании этого — конечную точку (температуру) кристаллизации.
Бинодальные кривые. Если в одной из частных двойных систем (например, А—С, рис. 59), составляющих трехкомпонентную систему, имеется область ликвации, то она сохраняется и в тройной системе в виде примыкающей к соответствующей стороне (АС) треугольника концентраций области, ограниченной линией (тр1), которая, как и в двухкомпонентных системах, называется бино-дальной кривой. Точки ветвей этой кривой (рт и р1) показывают составы двух образующихся при расслоении жидких фаз, находящихся в равновесии при данной температуре. Составы этих фаз определяются экспериментально и точки этих составов соединяются прямыми — коннодами (например, т'1'), концы которых лежат на ветвях бинодальной кривой. Таким образом, например, жидкая фаза состава т' находится в равновесии с другой несме-шивающейся с ней жидкой фазой состава V.
