Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Вест А. -> "Химия твердого тела. Теория и приложения: В 2-х ч. Ч. 1" -> 187

Химия твердого тела. Теория и приложения: В 2-х ч. Ч. 1 - Вест А.

Вест А. Химия твердого тела. Теория и приложения: В 2-х ч. Ч. 1: Пер. с англ.. Под редакцией академика Ю. Д. Третьякова — М.: Мир, 1988. — 558 c.
ISBN 5-03-000056-9
Скачать (прямая ссылка): chem_tt_1.pdf
Предыдущая << 1 .. 181 182 183 184 185 186 < 187 > 188 189 190 191 192 193 .. 219 >> Следующая

При охлаждении систем, образующих инконгруэнтно плавящиеся соединения, чрезвычайно легко возникают неравновесные продукты. Это связано с медленным протеканием пери-тектической реакции между кристаллами А и жидкостью, которое усугубляется в тех случаях, когда плотность кристаллов гораздо больше плотности жидкости (кристаллы оседают на дно* реакционного сосуда). Для развития перитектической реакции при Т2 не хватает времени, а образовавшиеся кристаллы А. оказываются фактически потерянными для системы. Р1з жидкости состава х, по-прежнему начиная с Т2, идет кристаллизация фазы АВ; при эвтектической температуре Т\ из оставшейся жидкости состава пг образуется смесь АВ и В. Таким образом,.
11.3. Двухкомпонентные конденсированные системы
471
при реальных скоростях охлаждения вполне возможно образование смеси трех фаз: А, АВ и В, из которых как минимум одна в равновесных условиях является лишней и не должна образовываться.
Другой распространенный случай неравновесного сочетания фаз возникает, когда промежуточное инконгруэнтно плавящееся соединение вообще не успевает образоваться при кристаллизации. Столь полное подавление перитектичеекой реакции А+ + жидкость->•АВ приводит к тому, что кристаллические продукты состоят из смеси А и В, но не содержат АВ.
В некоторых системах при быстром охлаждении жидкие фазы не успевают кристаллизоваться, что приводит к образованию стекол. Последние, по существу, представляют собой переохлажденные жидкости, вязкость которых повысилась настолько, что материал затвердел и по механическим свойствам теперь находится ближе к твердым телам, чем к жидкостям.
Выше были приведены два примера использования фазовых диаграмм для анализа неравновесных ситуаций. Возникающие неравновесные эффекты становятся объяснимыми и во многих случаях даже предсказуемыми, если известна равновесная фазовая диаграмма системы. Образование стекол, однако, не может быть предсказано на основании фазовых диаграмм, хотя замечено, что в некоторых случаях стеклообразующие составы находятся вблизи низкоплавких эвтектик.
Существуют ситуации, когда промежуточные соединения разлагаются еще до достижения их температуры плавления. Так, для системы на рис. 11.7, в соединение АВ имеет верхний предел стабильности Гь выше которого оно распадается, образуя смесь А и В*. При более высоких температурах система имеет простой эвтектический характер.
Существует также множество систем, в которых промежуточные соединения имеют нижний предел стабильности, т. е. ниже некоторой температуры соединения АВ разлагается, давая смесь А и В**. Поведение АВ при более 'высоких температурах может относиться к любому из трех описанных выше типов. На рис. 11.8 приведена фазовая диаграмма наиболее важной в технологии силикатов системы СаО—БЮг, включающая в себя большинство обсуждавшихся элементов бинарных диаграмм. В этой системе имеются два конгруэнтно плавящихся соединения Са28Ю4 (С28) и СаЭК^СБ) и два инконгруэнтно плавящихся соединения СазЗЮб^зБ) и Са331207 (СзБг). Кроме того, СазЗЮб имеет нижний предел стабильности 1250 °С, ниже которого соединение разлагается на СаО и Са28Ю4.
* Этот процесс называется автектскидным распадом. — Прим. перев.
472
11. Интерпретация фазовых диаграмм
В области составов, богатых диоксидом кремния, в интервале от 1697 до —2100 °С образуется область несмешивающихся жидкостей. Детально несмешиваемость жидкостей обсуждается ниже.

СаО
20
30 60 70 80 90 Si02
C3S C2S C3S2 CS СодержаниеSi02,MOfl.%
Рис. 11.8. Фазовая диаграмма бинарной системы СаО—Si02 [J. Arn Ceram. Soc, 42, 414 (1959)]. Обозначения: C=CaO; C3S = Ca3Si06; C2S = Ca2Si04; C3S2=Ca3Si207; CS = CaSi03; CRIST —кристобалит; TRID — триднмит; QTZ —
кварц; L — жидкость.
11,3,3. Бинарные системы с несмешивающимися жидкостями
В некоторых системах две жидкие фазы могут сосуществовать друг с другом в ограниченном интервале составов и температур. Обычно это приводит к образованию купола расслаивания (кривая abc на рис. 11.9), который делит ветвь ликвидуса, принадлежащую компоненту А, на две части. Чтобы убедиться в этом, представим себе, что купол расслаивания сужается вдоль линии составов. При этом точки а и с будут постепенно сближаться и в конце концов совместятся друг с другом. В этот момент купол расслаивания исчезает совсем, и диаграмма приобретает простой эвтектический вид (рис. 11.6).
Точка а нонвариантна, поскольку она соответствует равновесию трех фаз: жидкости а, жидкости с и кристаллов А (Р = = 3, С=2, следовательно, /==0). Такое равновесие называется
11,3. Двухкомпонентные конденсированные системы__473

А+В
ласть несмешивающихся жидкостей л в
уже при 1100 °С. рис_ и>9> диаграмма бинарной
Расслаивание в жидких силика- системы с областью расслаива-тах имеет важное значение в техно- ния (несмешиваемости) жидких логии стекла и керамики, а также фаз.
при рассмотрении геологических
процессов. Возможность расслаивания магмы — природного расплава силикатов, когда ее состав и температура попадают в соответствующую область, долгое время не принималась во внимание петрологами, хотя это явление могло бы объяснить совместное нахождение в природе двух вулканических пород (одной, обогащенной оксидом кремния, и другой, содержащей гораздо меньше оксида кремния) при практическом отсутствии пород промежуточного состава. Неопровержимое доказательство того, что причина этих геологических явлений состоит в расслаивании в жидкости, удалось получить при исследовании проб лунного грунта. Вполне вероятно, что несмешиваемость жидкостей играла свою роль и на ранних этапах геологической истории Земли.
Предыдущая << 1 .. 181 182 183 184 185 186 < 187 > 188 189 190 191 192 193 .. 219 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed