Физическая химия силикатов и других тугоплавких соединений - Горшков В.С.
ISBN 5-06-001389-8
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 58. Треугольник концентраций диаграммы состояния трехкомпонентной системы
расположенных обычно через 100°С, с обозначением температуры, роответствующей данной изотерме (например, на рис. 59 изотермы Д400, 1500°С и т. д.).
Точки составов химических соединений. На диаграмму наносятся точки составов индивидуальных химических соединений, суще-ртвующих в данной системе. Точки составов соединений, являющихся компонентами, образующими данную систему, находятся в углах треугольника концентраций (точки А, В и С, рис. 59), точки составов двойных (бинарных) соединений, образуемых двумя какими-либо компонентами системы, располагаются на сторонах треугольника концентраций (например, точки АВ, АС, ВС, рис. 59) и, наконец, точки составов тройных соединений, образуемых тремя компонентами системы, находятся внутри треугольника концентраций (например, точки ABC, A,B|Ci, рис. 59).
В трехкомпонентных системах, так же как и в двухкомпонентных,различают химические соединения: 1) плавящиеся без разложения (конгруэнтно); 2) плавящиеся с разложением (инконгруэнт-но) и 3) разлагающиеся
при нагревании в твердом состоянии без образования расплава.
Пограничные кривые и поля первичной кристаллизации. Все поле треугольника концентраций разделяется пограничными кривыми (например, ab, be, ef, dg и т. д., рис. 59) на ряд участков, называемых полями первичной кристаллизации (например, поля k—n—e—b—a—k, b—e—f—c—d—b, d—c—g—d и т. д.).
Каждому химическому соединению в данной системе соответствует свое определенное поле первичной кристаллизации (на рисунках принадлежность полей первичной кристаллизации тем или иным Соединениям обозначается взятой в кружок формулой этого соединения). После начала кристаллизации в пределах любого поля первичной кристаллизации в равновесии находятся две фазы — жидкость и кристаллы того соединения, которому принадлежит это поле (например, поле d—c—g—d на рис. 59 является полем первичной кристаллизации соединения ABC и, следовательно, в этом поле в
Рис. 59. Основные элементы строения диаграммы состояния трехкомпонентной системы
248
249
равновесии с жидкостью находятся кристаллы этого соединения), т. е. по правилу фаз система в пределах полей первичной кристаллизации дивариантна. Если кристаллизация не закончена, то все точки полей первичной кристаллизации показывают состав жидкой фазы (расплава), находящейся в равновесии с твердой фазой — кристаллами соединения, которому принадлежит это поле первичной кристаллизации (если кристаллизация закончена, то точки по-
Рис. 60. Взаимное расположение точек составов и полей первичной кристаллизации для соединений, плавящихся конгруэнтно (а), инкон-груэнтно (б, в) и разлагающихся в твердом состоянии (б)
лей первичной кристаллизации характеризуют суммарный химический состав твердых фаз).
Расположение на диаграмме состояния точки состава данного соединения и его поля первичной кристаллизации определяет характер процесса, происходящего при нагревании этого соединения:
1) если точка состава двойного или тройного соединения лежит в собственном поле первичной кристаллизации, то это соединение плавится без разложения, т. е. конгруэнтно (например, соединения АС и ABC, рис. 60, а);
2) если точка состава двойного соединения лежит вне поля его первичной кристаллизации, а поле примыкает к стороне треугольника, на которой лежит точка состава этого соединения, то оно плавится с разложением, т. е. инконгруэнтно (например, соединение АС, рис. 60, б);
3) если точка состава двойного соединения лежит вне поля его первичной кристаллизации, а последнее расположено внутри треугольника концентраций, не примыкая к стороне треугольника, на которой лежит точка состава этого двойного соединения, то оно при нагревании разлагается в твердом состоянии (например, соединение ВС, рис. 60, б);
4) если точка состава тройного соединения лежит вне поля его первичной кристаллизации, то это соединение плавится с разложением, т. е. инконгруэнтно (например, соединение ABC, рис. 60,в).
На пограничных кривых, каждая из которых разделяет два поля первичной кристаллизации, в равновесии находятся три фазы — жидкость и кристаллы двух соединений, поля которых разделяет эта кривая (например, на пограничной кривой аЬ на рис. 59 в равновесии с жидкостью находятся кристаллы соединений АВ и АС), т. е. система по правилу фаз в данном случае является моновариантной. Все точки пограничных кривых в процессе кристаллизации показывают состав жидкой фазы, находящейся в равновесии с кристаллами соответствующих соединений. На пограничных кривых стрелками обычно указывается направление падения температуры. В зависимости от характера процесса, происходящего в системе при изменении температуры вдоль пограничных кривых, они разделяются на конгруэнтные и инконгруэнтные. На конгруэнтных пограничных кривых происходит физический процесс кристаллизации (при понижении температуры) или плавления (при повышении температуры). Инконгруэнтные кривые в отличие от конгруэнтных являются кривыми, на которых происходит химическая реакция, сопровождающаяся исчезновением одних и появлением других фаз в системе. Конгруэнтные и инконгруэнтные пограничные кривые отличаются также тем, что путь кристаллизации с первых никогда не сходит, а со вторых может (хотя и не обязательно) сойти, покинув инконгруэнтную кривую.
