Правило рычага

Фигуративная точка – любая точка на диаграмме, характеризующая температуру и состав системы.

Коннода (нода) – соединительная линия двух сопряженных точек (изотерма).

Изоплета – линия постоянного состава.

Количественные соотношения между массами фаз гетерогенной системы находят с помощью правила рычага.

Рассмотрим систему, изображенную на рис.3.8.

Рис.3.8. Фазовая диаграмма с эвтектикой для определения содержания компонентов по правилу рычага.

Точка К – ненасыщенный расплав состава g₀.

Точка Р₀, состава g₀, отражает валовый (общий) состав.

Точки Р₁ состава g₁ и Р₂ состава g₂ отражают состав жидкой и твердой фаз соответственно (сопряженные точки).

Р₀=Р₁+Р₂ (3.13)

Составим материальный баланс по компоненту В.

g₀ – процентное содержание компонента В в системе;

g₁ – процентное содержание компонента В в жидкой фазе;

g₂ – процентное содержание компонента В в твердой фазе.

Материальный баланс компонента В можно описать уравнением:

, (3.14)

отсюда:

(3.15)

Уравнение (3.15) называется правилом рычага.

Правило рычага: отношение масс жидкой и твердой фазы обратно пропорционально отношению отрезков, на которые делит данная фигуративная точка конноду (ноду).

При изотермическом изменении валового состава от точки Р₀ до точки составы равновесных фаз не меняются и определяются теми же точками Р₁ и Р₂, происходит относительное изменение масс жидкой и твердой фаз, которые вычисляют по правилу рычага. В нашем примере (рис. 3.8) масса расплава уменьшается, а масса кристаллов компонента В увеличивается.

Продолжительность температурной остановки на кривых охлаждения тем больше, чем ближе состав исходного расплава к составу эвтектики.