Приведите диаграмму плавкости для систем с одной эвтектикой. Назовите линии диаграммы. Приведите три кривые охлаждения – для одного из чистых компонентов

		Химия
		Решение задачи
		18 февраля 2021
		Выполнен, номер заказа №16875
		Прошла проверку преподавателем МГУ
		245 руб.

Приведите диаграмму плавкости для систем с одной эвтектикой. Назовите линии диаграммы. Приведите три кривые охлаждения – для одного из чистых компонентов, смеси произвольного состава и эвтектической смеси. Каков характер сплава для систем данного типа?

Ответ: Диаграмма плавкости для системы с одной эвтектикой По оси абсцисс указан состав системы в мольных или массовых долях (процентах) по компоненту В. По осям ординат указана шкала температур. По линиям А и В показаны температурные точки, характерные для чистых веществ: температуры плавления и полиморфных превращений. В данном случае – только температуры плавления компонентов Верхняя линия диаграммы называется линией ликвидуса и разделяет поле жидкой фазы и поля, содержащие твердую и жидкую составляющие. Нижняя горизонтальная (в данном случае) линия диаграммы называется линией солидуса. Линия солидуса может являться ломаной линией. Ее отличительный признак – поля диаграммы, расположенные ниже ее не содержат жидкой фазы и не имеют границы с полями, состоящими из одной или нескольких жидких фаз. Экстремальная точка Е называется точкой эвтектики, а соответствующий ей состав – эвтектическим. В точке эвтектики жидкость состава Е находится в равновесии с двумя твердыми фазами: А и В. Эвтектическому составу соответствует минимальная температура плавления, следовательно, эвтектическая смесь является самой легкоплавкой. Построение диаграмм состояния основано на анализе кривых охлаждения, которые представляют собой зависимость температуры системы от времени. Кривая охлаждения чистого вещества (точка 1). При охлаждении чистого вещества при температуре, меньшей точки плавления, происходит монотонное уменьшение температуры, которое на кривой охлаждения выглядит как линейная зависимость температуры от времени. Наклон прямой линии зависит от скорости охлаждения образца. При достижении точки плавления происходит температурная остановка на процесс кристаллизации чистого вещества, которая на кривой охлаждения выглядит как горизонтальная линия (изотерма) при T = TA. Длина горизонтальной линии зависит от массы вещества и скорости охлаждения. После окончания процесса кристаллизации, чистое вещество остывает, что показано на кривой охлаждения линейной зависимостью температуры от времени. Кривая охлаждения состава, содержащего 30 % компонента В (точка 2). При охлаждении жидкости состава 2 до температуры начала кристаллизации (600°С, точка 2') зависимость температуры от времени описывается линейной зависимостью с углом наклона, определяемым скоростью охлаждения жидкой фазы. При дальнейшем охлаждении системы происходит кристаллизация компонента А (фигуративная точка 2 проходит по полю «А+Ж»). Кристаллизация компонента из жидкого раствора сопровождается экзотермическим эффектом, что отображается на кривой охлаждения выпуклой кривой. Кристаллизация чистого компонента А и существование двухфазной системы «А+Ж» ограничено температурой окончания процесса кристаллизации, т.е. линией солидуса. В данном случае линия солидуса совпадает с линией эвтектики. При достижении эвтектической температуры (ТЕ) происходит кристаллизация обоих компонентов (А и В). На диаграмме состояния линия эвтектики представляет собой изотерму, соответственно, на кривой охлаждения следует показать температурную остановку. Продолжительность температурной остановки связана с составом исходной системы: чем ближе состав к эвтектическому, тем температурная остановка длиннее. По окончании кристаллизации компонентов системы происходит охлаждение твердой фазы, не сопровождающееся изменением относительного количества фаз – линейная зависимость температуры от времени на кривой охлаждения. На диаграмме состояния такая ситуация изображается вертикальными линиями, ограничивающими поле существования двухфазной кристаллической системы. В данном случае – линиями компонентов А и В. Кристаллизация эвтектического состава (60 % компонента В, точка 3). Смесь эвтектического состава при плавлении или кристаллизации ведет себя как чистое вещество. При плавлении или кристаллизации состав жидкой фазы не меняется. Соответственно, ход кривой охлаждения аналогичен кристаллизации компонента А. Кривая охлаждения состава, содержащего 90 % компонента В (точка 4) имеет ход, аналогичный составу точки 2.