Физическая химия силикатов и других тугоплавких соединений - Горшков В.С.
ISBN 5-06-001389-8
Скачать (прямая ссылка):
(твердый раствор на основе структуры компонента В) в пределах концентраций от нуля (точка В) до точки ?ь Таким образом, точки g а g^ определяют собой предельные концентрации твердых растворов. Однофазные дивариантные области твердых растворов 5А(В) и 5В(а> на диаграмме заштрихованы. В пределах концентраций между точками g и gl твердые растворы между компонентами А и В не образуются (разрыв непрерывности), т. е. чистые компоненты не обладают способностью к взаимной растворимости в таких соотношениях. В области kgg^kl также устойчивы только твердые растворы (поскольку в системе, представленной данной диаграммой, компоненты во всех случаях выпадают не в чистом виде из двухкомпонентных расплавов, а в виде твердых растворов), но их составы, которые выражаются точками бинодальных кривых gk и g\k^ лежат левее точки ? или правее точки g\. Нужно также подчеркнуть, что в отличие от системы с непрерывным рядом твердых растворов в рассматриваемой системе существует не один, а два различных твердых раствора различного структурного типа: один 5А(в) на основе структуры компонента А и другой 5В(А) на основе структуры компонента В.
232
Рассмотрим путь кристаллизации некоторых составов в этой системе.
Состав а. По достижении кривой ликвидуса (точка Ь) из расплава этого состава начинают выделяться кристаллы твердого раствора 5в(а, состава с (точка на кривой солидуса). При дальнейшем охлаждении состав жидкости будет изменяться по кривой ликвидуса от точки Ъ до эвтектоидной точки Е, а состав выпадающих твердых растворов — по кривой ликвидуса от точки с до точки С[. При эвтектоидной температуре /і жидкость эвтектоидного состава Е полностью закристаллизовывается с выделением двух твердых растворов — 5А(В) состава я и 5в(А> состава g\. При дальнейшем охлаждении составы этих двух твердых растворов, находящихся в равновесии, будут изменяться по бинодальным кривым gk и g\k\. Таким образом, графически путь кристаллизации расплава состава а можно изобразить следующим образом:
Состав а\. Начальный путь кристаллизации расплава этого состава аналогичен предыдущему: состав жидкости при охлаждении изменяется от Ъ\ до Ь\, а состав твердого раствора 5в(а> — от С\ до С]'. Окончательное затвердевание расплава произойдет при температуре, соответствующей точке с/. При дальнейшем охлаждении происходит понижение температуры твердого раствора от точки С\ до точки в\, лежащей на бинодальной кривой g\k^. При температуре ?2, соответствующей точке в\, твердый раствор 5в(А) оказывается насыщенным по отношению к компоненту А, который начинает выделяться, но не в чистом виде, а виде другого твердого раствора 5А(В), состав которого (точка е) определяется концом конноды в\в, лежащей на бинодальной кривой gk (этот процесс по аналогии с процессом ликвации можно представить как «расслоение» одного твердого раствора на два несмешивающихся твердых раствора). При дальнейшем охлаждении составы образовавшихся твердых растворов изменяются по бинодальным кривым соответственно ОТ ТОЧКИ Є\ ДО к\ и от точки е до
Состав а2. Путь кристаллизации расплава состава а2 ничем не отличается от такового в системе с непрерывным рядом твердых растворов (см. рис. 48).
На рис. 50 изображена диаграмма состояния системы с ограниченным рядом твердых растворов и перитектикой. В отличие от предыдущей диаграммы состояния (см. рис. 49) с эвтектоидной точкой на этой диаграмме существует инвариантная точка т химической реакции — точка перитектики. При соответствующей ей температуре іт происходит перитектическая реакция
охлажд.
•^А(В) + Жидкость т ~* 5В(А)
нагрев.
233
т. е. при охлаждении при постоянной температуре 1т твердый раствор 5а(В) состава к взаимодействует с жидкостью т с образованием твердого раствора 5в<а) состава /, а при нагревании, наоборот, твердый раствор 5в(а) состава / разлагается на жидкость т и твердый раствор 5д(в) состава к.
Рассмотрим пути кристаллизации некоторых составов в этой системе.
Рис. 50. Диаграмма состояния двухкомпонентной системы с ограниченным рядом твердых растворов и перитектикой
Состав а\. При охлаждении расплава состава а\ состав жидкой фазы изменяется по кривой ликвидуса ^Ат от точки Ъх до точки т, а состав кристаллизующегося твердого раствора 5д(в> — по кривой солидуса і'д^ от точки с\ до точки к. При температуре іт будет происходить указанная выше реакция, т. е. кристаллы твердого раствора 5А(в> состава & взаимодействуют с жидкостью состава т с образованием твердого раствора 5в(а> состава точки /. В результате этой реакции жидкость полностью исчезает, а избыток кристаллов твердого раствора 5а(в> остается, т. е. кристаллизация заканчивается с образованием твердых растворов 5а(в> (точка &) и 5в(а) (точка /), составы которых при дальнейшем охлаждении изменяются по соответствующим бинодальным кривым кп и 1р.
Состав а2. Так же, как и для предыдущего случая, при охлаждении расплава состава а2 состав жидкой фазы будет сначала изменяться по кривой ликвидуса ^Ат от Ь2 до т, а состав кристаллизующегося твердого раствора 5А(в> — по кривой солидуса їхк от с2 до При перитектической температуре іт будет происходить перитектическая реакция, но в отличие от предыдущего состава в результате этой реакции полностью исчезнут кристаллы твердого раствора 5д(в>, а избыток жидкой фазы состава т оста-
