Оглавление (стр. 95 )

2.10.22. Непрерывный ряд твердых растворов

с минимумом растворимости

На рисунке 4.2 кривая растворимости имеет максимум...., которому отвечает минимум растворимости: отрезок................... указывает на максимальное содержание воды в растворе состава... . Раствор, соответствующий точке... , при изотермическом испарении не изменяет своего состава ; состав твердого раствора и солевой массы одинаков, что видно по кривой распределения. При испарении его выделяется твердый раствор, по составу тождественный с его солевой массой.... .

Для других растворов, например изображенных точками... и...., построения вполне аналогичны построениям для диаграмм описанных в пункте 4.1 (см. рис. 4.1). Направление движения фигуративных точек растворов при испарении на изотерме растворимости и на кривой распределения показано стрелками.

2.10.23. Непрерывный ряд твердых растворов

с максимумом растворимости

На рисунке 4.3 кривая растворимости имеет минимум (точка... на диаграмме растворимости и....- на кривой распределения),которому отвечает максимум растворимости(.............). Аналогично предыдущему случаю (см. рис. 4.2) раствор, отвечающий точке...., при изотермическом испарении не изменяет своего состава. Система, соответствующая этой точке, условно-нонвариантна. Кривая распределения пересекает диагональ в точке.... .Для растворов других составов соответствующие построения аналогичны указанным выше типам(см. рис. 4.1).

Направление движения фигуративных точек показано стрелками.

2.10.24. Твердый раствор с разрывом сплошности, причем

концентрация одного из компонентов в солевой массе

меньше, чем в одном ряду твердых растворов и больше

чем в другом

На диаграмме (рис. 4.4) раствору... соответствует солевая масса.... .При изотермическом испарении раствора, отвечающего точке ..., из него одновременно выделяются твердые растворы.... и.... .Испарение происходит конгруэнтно. Точка... эвтоника. На кривой распределения точкам ................ соответствуют точки.............

При испарении растворов, более богатых..., чем раствор.....(например, М),выделяющиеся твердые растворы всегда будут обогащаться компонентом... ,приближаясь к составу.... .

При испарении растворов, более богатых.... , чем.....,составы твердых растворов будут приближаться к... .Испарение раствора... происходит конгруэнтно, этот раствор эвтонический. Направления изменения состава жидких и твердых фаз указано стрелками. Достигнув состава раствора..., растворы высыхают без изменения состава с выделением фаз... и... .

2.10.25. Твердые растворы с разрывом сплошности, причем

концентрация одного из компонентов в солевой массе

растворов всегда больше, чем в обоих твердых

растворах, находящихся в расновесии с ними

Диаграмма растворимости и кривая распределения изображены на рис. 4.5. В этом случае имеется раствор, изображенный точкой ..., который находится в равновесии с двумя твердыми фазами... и... . Его солевая масса соответствует точке... . При изотермическом испарении этого раствора состав которого не меняется (система в этой точке условно - нонвариантна): при испарении фаза... растворяется, а фаза... выделяется (инконгруэнтный процесс). точка...-переходная. Если фаза... растворяется целиком, то при дальнейшем испарении фигуративная точка жидкой и твердой фаз будет двигаться по направлению к... . соответственно к А. Если

в начальный момент испарения раствору... отвечает фаза..., то из раствора... начинает выделяться твердая фаза, соответствующая точке... , а при дальнейшем испарении фигуративные точки жидкой фазы и твердого раствора будут двигаться в направлении, как указано выше.

Переходя к кривой распределения, отметим, что точки... и... , отвечающие твердым растворам, находящимся в равновесии с раствором..., лежат на горизонтальной части кривой распределения по одну сторону от диагонали.

При испарении остальных растворов, отличных от... (например,.... и...), составы выделяющихся твердых растворов будут меняться. Направления изменения состава жидких и твердых растворов для этого случая показаны стрелками.

2.10.26. Превращения в области твердых растворов

Превращения в области твердых растворов могут быть вызваны изменением растворимости в твердом состоянии при изменении температуры, образованием химических соединений, наличием полиморфных превращений.

Процессы, протекающие при охлаждении отдельных твердых растворов, аналогичны процессам, рассмотренным ранее (см. типы 4.4 и 4.5), но отличаются от них тем, что бинодальная кривая имеет максимум в критической точке... . Эти процессы аналогичны процессам ,протекающим в системах с расслаиванием в жидком состоянии, с той лишь разницей, что распад в твердом состоянии происходит значительно медленнее, чем распад жидкости. Очень быстрым охлаждением (закалка) нередко удается сохранить структуру твердого раствора, соответствующую исходной температуре.

На рис. 5.1 представлена диаграмма для случая, когда один из компонентов системы, например .... , имеет две полиморфные модификации... и..., температура превращения которых изображаться точкой..., причем обе модификации образуют с другим компонентом (...) разные твердые растворы. Непосредственно из расплава выделяется твердый раствор... , образованный компонентом... и высокотемпературной модификацией компонента... . При дальнейшем понижении температуры из твердого раствора... выделяет твердый раствор... ,образованный компонентом... и низкотемпературной модификацией компонента... .Кривые превращения........... и............ этих твердых растворов будут опускаться от точки.... до пересечения с осью абцисс, и на диаграмме, кроме поля..., появятся поля (....................).

На рис. 5.2 изображены диаграммы состояния системы типа 4.1,причем оба компонента... и... имеют полиморфные модификации. Низко температурные модификации, так же какие высокотемпературные, образуют непрерывный ряд твердых растворов... и... .На диаграмме состояния растворам... соответствует поле................... и растворам...- поле.................... .

Кроме этого, в области твердых растворов на диаграмме имеются кривые............ и ............., которые по своему виду аналогичны диаграммам типа 4.1. Между температурами, отвечающими точками...... и.....… , находится двухфазное поле твердых растворов..... .Соответствующие поля на диаграммах обозначены буквами.

Диаграмма, изображенная на рис.5.3, отвечает случаю, когда компонент... имеет две полиморфные модификации. Переходу первой модификации во вторую соответствует точка... ,при которой вторая модификация переходит опять в первую. На диаграмме вследствие этого появляется поле твердого раствора...., образованного второй модификацией компонента... с компонентом.... .Поле твердого раствора... окружено двухфазным полем......... .

Рассмотрим случай ,когда высокотемпературные модификации образуют непрерывный ряд твердых растворов, а низкотемпературные твердые растворы с ограниченной растворимостью. Диаграмма для этого случая представлена на рис.5.4.

Переход ....-модификации в твердые растворы.... и.... совершается так же, как и образование твердых растворов при кристаллизации расплавов диаграмм типа 4.1 . Кривые... и... пересекаются в точке..... .Сплав соответствующий точке ..., при отнятии теплоты распадается на два твердых раствора (фигуративные точки... и... на диаграмме). Так как этот процесс происходит при постоянном давлении, то равновесие, соответствующее ему, будет условно-нонвариантным (три фазы).

Твердые растворы, отвечающие точке... и находящиеся в конгруэнтном равновесии с двумя твердыми растворами (... и...),называются эвтектоидными; точка, соответствующая этому равновесию-эвтектоидной, по аналогии с эвтектической.

Температура, соответствующая точке..., называется эвтектоидной.

На рис. 5.5 изображена диаграмма, когда превращение в твердом состоянии происходит подобно образованию твердых растворов при кристаллизации из расплава системы типа 4.4.

Точка...-пересечение кривых...... и......-по аналогии с перетектической называется перитектоидной точкой; температура, соответствующая ей, перетектоидной, а процесс, протекающий при этой температуре, перитектоидным. Рассматриваемая часть диаграммы сходна с диаграммой типа 4.4, но отличается тем, что здесь происходит превращение твердого раствора... в твердые растворы... и... . Перитектоидная точка... изображает состав и температуру твердого раствора..., который находится в инконгруэнтном равновесии с твердым раствором... состава ... и твердого раствора... состава... .

На рисунке 5.6 показана диаграмма, когда компоненты... и... имеют полиморфные модификации -низкотемпературные... и..., высокотемпературные... и...,причем взаимная растворимость их ограниченна, то твердые растворы, образованные при охлаждении расплава, будут характеризоваться разрывом сплошности. На диаграмме видно, что точка...-эвтектика, ....-эвтектоидная и...-перитектоидная. Такая диаграмма будет иметь три горизонтальные линии, параллельные оси состава: эвтектическая, эвтектоидная и перитектоидная. Рассматриваемая диаграмма относится к случаю ,когда кристаллизация из расплава происходит по типу 4.5.

2.10.27. Кристаллизация твердых растворов

Для систем, в которых происходит кристаллизация твердых растворов и имеется область расслаивания, возможны различные типы диаграмм.

На рис. 6.1 представлена диаграмма состояния двойной системы типа 4.5, но усложненная наличием поля расслаивания, которое сверху ограничено бинодальной кривой ............, а снизу отрезком......, параллельным оси состава. Поля, соответствующие различным фазам системы, обозначены на рисунке буквами. Кристаллизация отдельных фаз системы происходит если фигуративная точка исходного сплава находится выше отрезка......, то при отведении теплоты от системы по достижению фигуративной точкой прямой....... произойдет условно-нонвариантный процесс - монотектическая кристаллизация: из жидкости... состава... выделяется жидкость.... состава... и кристаллы... твердого раствора. Данный процесс будет продолжаться до полного исчезновения жидкости .... .

Если фигуративная точка исходного раствора находится над отрезком..., то процесс затвердевания начинается кристаллизацией твердого раствора... . По достижении этой точкой отрезка....... наступит процесс монотектической кристаллизации; из жидкости состава.... одновременно будут выделяться жидкость состава..... и твердый раствор...... . Этот процесс закончится при полном исчезновении жидкости.