Физическая химия силикатов и других тугоплавких соединений - Горшков В.С.
ISBN 5-06-001389-8
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 62. Диаграмма состояния трехкомпонентной системы с эвтектикой (без двойных или тройных химических соединений и твердых растворов)
4.2.4. Определение конечных фаз и конечной точки кристаллизации на диаграммах состояния
При заданном составе исходного расплава диаграмма состояния позволяет даже без построения пути кристаллизации определить состав конечных кристаллических фаз после завершения кристаллизации расплава. По конечным фазам можно определить на диаграмме конечную точку кристаллизации, которая характеризует температуру, при которой заканчивается кристаллизация, и состав жидкой фазы в последний момент кристаллизации. При работе с диаграммами состояния это рекомендуется делать до построения пути кристаллизации, что позволяет ограничить этот путь начальной (она задается) и конечной точками и тем самым избежать оши-
255
254
бок при определении последовательности фазовых изменений. Состав конечных кристаллических фаз после завершения кристаллизации трехкомпонентного расплава определяется по правилу элементарного треугольника.
Конечными продуктами кристаллизации являются те три соединения, точки составов которых лежат в вершинах элементарного треугольника, внутри которого находится точка состава исходного расплава. Конечной же точкой кристаллизации трехкомпонентного расплава является та тройная точка, в которой сходятся поля первичной кристаллизации конечных фаз кристаллизации.
Рис. 63. Диаграмма состояния трех- Рнс. 64. Диаграмма состояния трех-
компонентной системы с двойным компонентной системы с двойным (би-
(бинарным) химическим соединением нарным) химическим соединением АС, плавящимся конгруэнтно АС, плавящимся инконгруэнтно
Например, диаграмма трехкомпонентной системы с бинарным соединением АС, плавящимся инконгруэнтно (рис. 64), содержит два элементарных треугольника А—В—АС и АС—В—С. Для всехтрех-компонентных расплавов, точки составов которых попадают в элементарный треугольник А—В—АС, конечными фазами кристаллизации в соответствии с изложенным правилом будут соединения А, В и АС, образующие этот элементарный треугольник, а конечной точкой кристаллизации— точка двойного опускания С, в которой сходятся поля первичной кристаллизации этих соединений. Точно так же все расплавы, точки составов которых попадают в элементарный треугольник АС—В—С, заканчивают кристаллизоваться в эвтектике Е с выделением соединений АС, В и С в качестве конечных фаз кристаллизации.
Следует указать, что при работе с диаграммами состояния могут встречаться так называемые частные случаи, при которых некоторые общие правила не всегда применимы. Это, например, относится к определению конечных фаз кристаллизации, когда точка исходного расплава попадает на соединительную прямую или точно 256
соответствует точке состава какого-либо соединения в данной системе. Если точка исходного состава попадает на соединительную прямую (например, точка а, рис. 64), то конечными фазами кристаллизации будут те два соединения (В и АС), точки составов которых соединяет эта соединительная прямая (в подобных случаях исходный состав следует рассматривать как принадлежащий частной двухкомпонентной системе, образованной этими соединениями). Если же точка состава исходного расплава точно соответствует составу какого-либо соединения, то конечным продуктом кристаллизации будет одна фаза — кристаллы этого соединения.
4.2.5. Определение первичного пути изменения состава жидкой фазы после начала кристаллизации
Прн кристаллизации из расплава одной твердой фазы состав жидкой фазы (расплава) изменяется (т. е. путь кристаллизации проходит) от точки состава исходного расплава по продолжению прямой, проведенной через точку состава кристаллизующегося соединения и точку состава исходного расплава, в сторону понижения температуры.
Для исходного расплава ах (см. рис. 63) состав жидкой фазы при кристаллизации соединения АС изменяется (т. е. путь кристаллизации проходит) по продолжению прямой АС—Я], соединяющей точки АС и й\, т. е. по прямой аф в сторону, показанную стрелками. Если точка состава исходного расплава (например, о2) попадает на конгруэнтную пограничную кривую, то изменение состава жидкой фазы (путь кристаллизации) при одновременной кристаллизации двух твердых фаз (в данном случае А и АС) будет происходить в сторону понижения температуры по этой кривой. Если же точка состава исходного расплава попадает на инконгруэнтную пограничную кривую, то путь кристаллизации с нее сойдет и в этом случае действует описанное выше правило определения первичного пути изменения состава жидкой фазы, т. е. путь кристаллизации проходит по продолжению прямой, соединяющей точку состава кристаллизующейся фазы и точку состава исходного расплава.
4.2.6. Определение пути кристаллизации при полиморфных превращениях
Путь кристаллизации при наличии в системе полиморфных превращений не изменяет своего направления и определяется общими правилами. При пересечении изотермы, соответствующей температуре полиморфного превращения, происходит переход (при постоянной температуре) одной полиморфной модификации кристаллического вещества в другую.
