Термический анализ

Диаграмму состояния равновесной системы, состоящей из жидкой и кристаллической фаз, можно получить методами термического анализа, экспериментально изучая зависимость температуры системы от времени при медленном ее охлаждении. Такие графические зависимости называются кривыми охлаждения. Можно получить также и кривые нагревания. Во всех этих случаях давление остается постоянным. На основании таких термических кривых можно построить диаграммы плавкости, которые выражают зависимость температуры плавления смесей от их состава.

Рассмотрим вначале кривую охлаждения чистого расплавленного вещества.

Участок 1–2 - охлаждение жидкости, здесь система однокомпонентная и однофазная. Для данного случая правило фаз Гиббса имеет следующий вид: f = k – Ф + 1, так как изменяется только температура, давление – постоянное. Тогда f_1-2 = 1 – 1 + 1 = 1 – система моновариантная.

Участок 2–3 – кристаллизация жидкости (затвердевание), здесь постоянная температура, так как выделяется теплота кристаллизации, которая компенсирует теплоотвод в окружающую среду. (Напомним, что DН_{плавления} > 0 – эндотермический процесс; DН_{кристаллизации} < 0 – экзотермический процесс). На участке 2–3 – система однокомпонентная и двухфазная (жидкость и кристаллы); f_2-3 = 1 – 2 + 1 = 0 – система нонвариантная.

Участок 3–4 – охлаждение кристаллической фазы. Здесь система однокомпонентная и однофазная; f_3-4 = 1 – 1 + 1 = 1 – система моновариантная.

Характер кривых охлаждения двух- и более компонентных систем может быть иным и зависит от свойств компонентов системы. При этом на кривых охлаждения могут наблюдаться различные изломы и площадки.