Диаграмма состояния трехкомпонентной конденсированной системы с одним двойным химическим соединением, плавящимся без разложения

В этой системе два компонента, в данном случае А и С, образуют одно двойное химическое соединение S (или А_хС_y) с конгруэнтной точкой плавления, содержащее 45 % компонента А и 55 % С. Это соединение является индивидуальным веществом и делит двухкомпонентную систему АС на две простейших бинарных подсистемы AS и SB с точками двойных эвтектик e ₃ и e ₄, содержащими соответственно 25 % и 70 % компонента А (рис. 52-а). Соединительная линия BS делит трехкомпонентную систему на две простейших тройных подсистемы ABS и SBC с точками тройных эвтектик Е ₁ и Е ₂. Соединительными линиями называются прямые, соединяющие на диаграмме фигуративные точки компонентов, химических соединений и компонентов с химическими соединениями, т.е. всех индивидуальных веществ, существующих в данной системе. Поскольку в химическом соединении компоненты системы связаны в строго определенных стехиометрических соотношениях, соответствующих уравнению реакции, существование этого дополнительного уравнения уменьшает на единицу число степеней свободы системы и точке, выражающей состав соединения, а также в точках, расположенных на соединительных линиях.

Рис. 52. Диаграмма состояния трехкомпонентной конденсированной системы с одним двойным химическим соединением, плавящимся без разложения (а), развертка по линии АС (б) и кривые охлаждения (в).

Помимо разделения сложной диаграммы на простые (треугольники Алькемаде), упрощающие чтение диаграммы, соединительная линия необходима для определения направления падения температуры на граничных линиях диаграммы. По правилу Алькемаде, точке пересечения соединительной прямой с граничной линией соответствует максимальная температура на этой граничной линии. Например, на граничной линии Е ₁ Е ₂ в соответствии с этим правилом температура максимальна в точке Т_S на пересечении с соединительной прямой BS и понижается от этой точки в направлениях тройных эвтектик.

На соединительной линии число степеней свободы уменьшено на единицу (F = K - Ф) и в точке T_S, в которой в равновесии находятся три фазы, F = 0. Поэтому точку T_S можно рассматривать на линии BS как точку двойной эвтектики в бинарной системе BS. Таким образом, если исходный состав жидкости совпадает с точками, лежащими на соединительной линии BS, то их кристаллизация заканчивается выделением двойной эвтектики, состоящей из кристаллов В и S по реакции Ж = В + S (точка 3, рис. 52- а и 52- в). Так как при этом число степеней свободы F = 0, то этот процесс протекает при постоянной температуре до исчезновения жидкой фазы. В том случае, если фигуративная точка сплавов располагается в треугольнике ABS (точки 1 и 2, рис. 52- а и 52- в), их кристаллизация заканчивается в точке тройной эвтектики Е ₁, после чего остаются три твердые фазы А, В и S. Если же исходный состав сплавов находится в треугольнике SBC (точки 4 и 5, рис. 52- а и 52- в), то их кристаллизация заканчивается в точке тройной эвтектики Е ₂ выделением твердых фаз S, В и С.