Диаграммы состояния бинарных систем с неограниченной растворимостью в жидком состоянии и ограниченной растворимостью в твердой фазе

Диаграммы состояния двухкомпонентных систем, неограниченно взаимно растворимых как в жидком,так и в твёрдом состоянии.

Некоторые бинарные системы могут образовывать твердые растворы с неограниченной растворимостью в твердой фазе (рис. 13).

На диаграмме, представленной на рис. 13, верхняя кривая (ликвидус) описывает зависимость температуры кристаллизации (плавления) от состава жидкого раствора (расплава), нижняя кривая (солидус) — зависимость температуры плавления от состава твердого раствора. Если исходить из точки а ¢ (расплав состава N ¢) и отнимать теплоту, то в точке а расплав будет предельно насыщен относительно твердого раствора (точка b) состава N ¢¢.

В случае неидеальности жидкого раствора, образуемого компонентами, на диаграмме состояния появляются экстремумы (например, для системы Сu – Au на диаграмме состояния есть минимум Т _пл).

Для таких систем (например, альбит (NaAlSi₃O₈) — ортоклаз (КAlSi₃O₈)) состав насыщенных твердых растворов зависит от температуры (рис. 14).

Рис. 14. Диаграмма состояния системы Рис. 15. Диаграмма состояния системы

с ограниченной растворимостью валластонит — алюминат кальция.

в твердой фазе.
На диаграмме, представленной на рис. 14, области α и β соответствуют областям существования гомогенных твёрдых растворов В в А (α) и А в В (β), соответственно. При охлаждении системы по пути а ¢ ® а в точке a расплав становится насыщенным относительно твёрдого раствора В в А (a), который и выделяется при дальнейшей потере теплоты. Поскольку твёрдый раствор богаче компонентом А, то расплав и равновесный с ним твёрдый раствор по мере понижения температуры обогощается компонентом В.

В точке эвтектики Е расплав находится в равновесии с двумя твёрдыми растворами состава е ¢ и е ¢¢. Здесь в равновесии находится три фазы, система инвариантна, состав эвтектического расплава е и равновесных с ним растворов поддерживается постоянным в течении всего процесса кристаллизации.