Фазовые равновесия в конденсированных двухкомпонентных системах

Краткие теоретические сведения

В кристаллическом состоянии вещества могут образовывать химические соединения, твердые растворы, претерпевать фазовые превращения. Эти особенности конденсированных систем находят отражение на диаграммах состояния.

По диаграммам состояния, построенным в масштабе, можно определить многие свойства системы:

= взаимную растворимость компонентов в жидком или твердом состоянии;

= температуру начала (появления кристаллов твердой фазы любого состава) и конца (исчезновения жидкой фазы) кристаллизации для систем любого состава;

= присутствие в системе химических соединений между компонентами, их состав (постоянный или переменный) и свойства, например, характер плавления химических соединений (плавится без разложения или с разложением);

= наличие полиморфных превращений компонентов и химических соединений, температуры этих превращений;

= число фаз и их состав по расположению фигуративных точек системы и фаз в каждом из полей диаграммы;

= число степеней свободы в любой фигуративной точке в заданном поле диаграммы, вычисляемое по правилу фаз Гиббса;

= относительное количество каждой фазы в системе заданного состава при заданной температуре, вычисляемое по правилу рычага в процентах от общей массы;

= характер кривой охлаждения образцов заданного исходного состава;

= с последующим рентгенофазовым и микроскопическим анализом кристаллическую структуру сплавов различного состава, полученных по окончании кристаллизации, возможность изменения этой структуры в результате термической обработки (закалки или отпуска).

Кроме того, диаграммы состояния позволяют выбрать систему с заданной совокупностью свойств (например, наиболее жаростойкий, тугоплавкий сплав или, наоборот, наиболее легкоплавкий).

Все эти свойства систем легко определить, если знать, каким образом они выражаются графически на диаграммах состояния. С этой целью следует изучить определенный набор типовых диаграмм, каждая из которых позволяет судить об одном свойстве или совокупности свойств компонентов.