Когда фигуративная точка системы находится в двухфазной области, состав раствора и относительные количества раствора и твёрдой фазы можно определить с помощью горизонтальной соединительной линии, которую называют нодой или конодой. Например, возьмем точку r в двухфазной области на рис. 4.19. Конец соединительной линии s–t показывают состав твёрдой фазы в точке s (хВ = 0, хА = 1 – хВ = 1) – чистая фаза компонента А. Конец линии в точке t, на границе области существования жидкого раствора, показывает состав раствора (в данном случае, хВ = 0.44, хА = 1 – 0.44 = 0.56). По этому признаку границу существования жидкого раствора называют ликвидусом или кривой ликвидуса. Именно, ликвидус – линия на фазовой диаграмме двухкомпонентной системы, показывающая состав жидкого раствора, находящегося в равновесии с другой фазой.
Таким образом, точка r показывает валовый состав системы, точка s – состав твёрдой фазы, а точка t – состав жидкого раствора.
Относительное содержание фаз находят по правилу рычага. В общем виде, это правило заключается в следующем. Пусть в равновесии находятся две фазы, a и b, с количествами na и nb, соответственно. Пусть La – расстояние вдоль коноды от фигуративной точки системы до конца линии, показывающего состав фазы a. Пусть Lb – аналогичное расстояние до конца коноды, показывающего состав фазы b. По правилу рычага,
или 
.
(4.51)
Мы можем понять смысл этого правила, если представим, что линия s–r–t – это рычаг с точкой опоры r и с массами на его концах, численно равными количествам соответствующих фаз. Ясно, что рычаг находится в равновесии при условии (4.51). Этим объясняется название этого правила.
В применении к фигуративной точке r на рис. 4.19, правило рычага даёт следующее отношение количеств твёрдой и жидкой фаз:
= 0.47.
Таким образом, при движении фигуративной точки от q до u состав раствора меняется вдоль кривой ликвидуса, при этом он обедняется компонентом А, который выделяется в виде твёрдой фазы, а его относительное количество уменьшается. Когда температура становится равной эвтектической, изменение состава раствора прекращается, и его относительное количество больше не может быть найдено по правилу рычага. Наконец, на участке охлаждения u–v происходит охлаждение твёрдых фаз А и В. Соединительная линия, проведённая через любую точку на этом участке, показывает, по правилу рычага, постоянное относительное количество этих двух фаз.
Как упоминалось, в точке эвтектики жидкость кристаллизуется без изменения состава при постоянной температуре. В этой точке в равновесии находятся жидкая фаза и две твёрдые фазы. По правилу фаз Гиббса (3.8), F = 2 + C – F = 2 + 2 – 3 = 1, то есть, система является моновариантной. При постоянном давлении нельзя изменить ни температуру, ни состав какой либо фазы, не изменив числа фаз. Поэтому кристаллизация жидкого раствора происходит без изменения температуры.
Заметим, что температура эвтектики является самой низкой температурой кристаллизации в системе. Происхождение слова "эвтектика" связано с этим фактом (от греческого eutektos – "легко плавящийся").
Диаграмма на рис. 4.19 является схематической, построенной для идеального раствора, из которого кристаллизуются чистые фазы компонент. Реальные диаграммы могут быть похожи на рис. 4.19, но могут иметь так же многочисленные осложнения. Одно из них касается образования твёрдых растворов. В этом случае, помимо кривой ликвидуса (граница области однофазных жидких растворов), на диаграмме имеется кривая солидуса (граница области однофазных твёрдых растворов), которая показывает состав твёрдого раствора в равновесии с жидкой фазой. К другим осложнениям относится образование твёрдых соединений между компонентами, таких как АВ, АВ2 , А2В3 и т.д. Эти соединения имеют свою собственную точку плавления в чистой фазе. Из-за этого фазовая диаграмма разделяется на поддиаграммы, в пределах которых есть свои линии ликвидуса и солидуса.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.