Однокомпонентные системы

Однокомпонентные диаграммы состояния строятся в координатах температура (ось абцисс)- давление газообразной фазы или упругость паров над кристаллической или жидкой фазами (ось ординат).В данном случае давление принимается за переменный параметр системы и правило фаз используется для характеристики равновесных состояний однокомпонентных систем в виде:

F= k+2-p

Единственым устойчивым оксидом кремния является кремний SiO₂ . Однокомпонентная диаграмма состояния системы построена К Феннером. Эта диаграмма имеет существенное значение для технологии производства динасовых огнеупоров, изделий тонкой керамики, кварцевого стекла и тд, в которых SiO₂ является основной и весьма важной составной частью.

В однокомпонентных системах помимо определения температур плавления, очень важно изучить явления полиморфных превращений, наблюдающихся тогда, когда вещество в кристаллическом состоянии образует две или несколько модификаций, различающихся между собой по запасу внутренней энергии и физическим свойствам.

Явление полиморфизма широко распространены среди природных и искусственных силикатов и в ряде имеют большое практическое значение. Превращения полиморфных модификаций могут иметь обратимый или необратимый характер.

Обратимые или энантиотропные превращения наблюдаются при нагревании и охлаждении минерала лейцита K₂O* Al₂O₃*4SiO₂

СУществуют однако и так называемые монотропные полиморфные модификации кристаллических веществ, которые неустойчивы или метастабильны вплоть до температуры плавления данного вещества. Например: из трех модификаций двуокиси титана: квадратного рутила, квадратного анатаза и румбического брукита, истинно устойчив только рутил, в который превращаются при нагревании другие разновидности, обратимых же превращений осуществить нельзя.

При всех температурах ниже точки плавления анатаз и брукит оказываются в состоянии ложной устойчивости, ложного равновесия.

Элементы строения диаграммы и правило работы с ними.

К элементам строения диаграммы состояния однокомпонентных систем относятся: координатные оси, линии упругости пара, область стабильного существования отдельных фаз и кратные точки.

Lecture № 16 ФХС

Theme: methods of construction of the diagrams of a condition. Однокомпонентные of system in manufacture of knitting materials. Elements of a structure of the diagram and rule of job with them.

1. Essence of experimental methods of construction of the diagrams of a condition.

2. Principles of a continuity and conformity.

3. Dynamic and statistical methods of construction of the diagrams.

4. Однокомпонентные of system and rule of job with them.

The essence of experimental methods of construction of the diagrams of a condition is reduced to definition by practical consideration of temperatures of phase transformations, character and structure of phases which are taking place in the given system in balance at various temperatures. These researches are spent by various methods of the physical and физико-chemical analysis - thermal, microscopic, электронно-microscopic, рентгенографическим, электронографическим and other methods.

Correctness of construction of the diagrams of a condition on the basis of experimental data are supervised by a rule of phases and so-called principles of a continuity and conformity formulated Н.С. Курнаковым, to which the diagram should not contradict.

The principle of a continuity consists that at continuous change of parameters determining a condition of systems, property of separate phases and the systems as a whole change as continuously, but provided that the phase structure of system does not change, that is do not arise new and the old phases do not disappear.

The principle of conformity consists that to each phase or set of phases of systems which are taking place in balance, there corresponds(meets) on the diagram the certain geometrical image a point, line, area. The most widespread method of experimental construction of the diagrams of a condition are a dynamic method (method of construction of curve cooling or heatings) and statistical method (method закалки).

The essence of a dynamic method of construction of the diagrams of a condition consists in construction by a method of the thermal analysis of curve cooling (or heating) formed in coordinates temperature time.

The application of a dynamic method of construction of the diagrams of a condition силикатных of systems is limited to that speed of achievement of balance in these systems often it is not enough and высоковязкие силикатные расплавы rather inclined to overcooling. In this connection the method of construction of curve cooling for силикатных of systems can give the deformed results.

Method of construction of the diagrams of a condition. For силикатных of systems more acceptable is the optical method (method закалки).

The principle of a static method consists in fixing equilibrium at given temperature of phases in system and subsequent definition of their structure of the contents in system. The method consists of the following operations:

1. Spend отжим;

2. закалки;

3. Definition of structure and contents of phases in закаленном a sample.

It is spent with the help of a method microscopic, рентгенографического of the analyses, or other methods.

The method закалки is extremely labour-consuming of - for necessities to investigate the large number of mixes of various structure and at various temperatures.

Однокомпонентные of system.

Однокомпонентные diagram of a condition are under construction in coordinates temperature (axis абцисс) - pressure газообразной phase or elasticity паров above crystal or liquid phases (axis of ordinates).В given case pressure is accepted for variable parameter of system and rule of phases is used for characteristic of equilibrium condition однокомпонентных systems as:

F = k+2-p

Единственым steady оксидом of silicon the silicon SiO2 is. Однокомпонентная the diagram of a condition of system is constructed To Феннером. This diagram has essential meaning(importance) for the "know-how" динасовых огнеупоров, products of thin ceramics, quartz glass and тд, in which SiO2 is the basic and rather important component.

In однокомпонентных systems besides definition of temperatures плавления, it is very important to study the phenomena of polymorphic transformations observed then, when the substance in a crystal condition forms of two or several updatings differing among themselves on a stock of internal energy and physical properties.

The phenomenon полиморфизма are widely distributed among natural and artificial силикатов and in a number(line) have the large practical meaning(importance). The transformations of polymorphic updatings can have convertible or irreversible character.

Convertible or энантиотропные of transformation are observed at heating and cooling of a mineral лейцита K2O* Al2O3*4SiO2

EXIST however and so-called монотропные polymorphic updatings of crystal substances, which are unstable or метастабильны down to temperature плавления of the given substance. For example: from three updatings двуокиси титана: square рутила, square анатаза and румбического брукита, is true is steady only рутил, to which turn at heating other versions the convertible transformations cannot be carried out.

At all temperatures the points плавления анатаз are lower and брукит are able to of false stability, false balance.

Elements of a structure of the diagram and rule of job with them.

To elements of a structure of the diagram of a condition однокомпонентных of systems concern: coordinate axes, line of elasticity pair, area of stable existence of separate phases and multiple points.