Равновесие двух твердых фаз с жидкими фазами

Тройная точка не обязательно описывает равновесие твердой, жидкой и газообразной фаз. Большинство веществ имеет не одну, а несколько кристаллических модификаций. Поэтому область существования твердой фазы фактически разбивается на ряд подобластей, В связи с этим и тройная точка может изображать равновесие двух кристаллических и одной жидкой фазы или двух кристаллических и газообразной фаз, или, наконец, трех кристаллических фаз. [c.140]

Равновесие двух твердых фаз с жидкими фазами [c.104]

В рассмотренном выше случае кривые G ) для твердой и жидкой фаз А имели вид цепной линии и это привело ),к полученному в виде сигары виду диаграммы состояния. Более сложным является случай, когда G ) имеет вид, например, изображенный для твердой фазы на рис. 11.10, а. В этом случае при понижении температуры возникнут две области двухфазного равновесия жидкость — твердое тело , расположенные вблизи каждой из компонент. Однако при достаточно низких температурах (T = Ti) возникает общая касательная, касающаяся ривой Gtt (с) в двух точках и Ож(с) в одной точке. При этой температуре возникнет область равновесия двух твердых фаз, обогащенных соответственно компонентами А и В и жидкой фазы. Эта температура называется эвтектической точкой. Ниже этой температуры в равновесии останутся только две упомянутые твердые фазы. Такой диаграмме состояния соответствует ограниченная растворимость в твердом состоянии. При этом область растворимости может быть различной, в том числе и ничтожно малой. В этом случае линии, ограничивающие двухфазные области (со стороны чистых компонент) будут вертикальными, соответствующими Са = 0 и [c.272]

Другие сведения о равновесии. До сих пор обсуждались идеальные газы, соприкасающиеся с чистыми жидкими и твердыми фазами и растворами газов в жидкостях. Очевидно, представляют интерес и другие распространенные случаи, например взаимодействие чистой твердой фазы с жидкостью (данные по растворимости). Можно рассмотреть задачи растворения вещества в смеси двух взаимно нерастворимых жидкостей или взаимодействия чистого газа с твердым телом, содержащим поглощенный газ, и т. д. Описание и количественные характеристики подобных процессов читатель может найти в справочной литературе (например, Перри, 1950). Здесь будут рассматриваться случаи, когда обе фазы жидкие и содержат более одного компонента. [c.183]

Применение правила фаз к анализу фазовых равновесий рассмотрим сначала на примере двойных систем. Двойной сплав, состоящий из одной фазы (например, жидкий раствор, твердый раствор или промежуточная фаза), обладает двумя степенями свободы это значит, что в пределах соответствующей фазовой области на диаграмме состояния независимо друг от друга можно изменять состав и температуру сплава без изменения его состояния. Для двухфазного сплава (состоящего, например, из жидкой и твердой фаз или двух т-вердых фаз) число степеней свободы равно единице. Б этом случае 6 пределах двухфазной области на диаграмме состояния можно изменять только одну переменную так, различные значения можно придавать температуре, но тогда при каждой температуре составы фаз, находящихся в равновесии друг с другом, будут вполне определенными, характерными для данной температуры. Наоборот, можно изменять составы равновесных фаз, но в этом случае определенное значение будет иметь температура, при которой эти фазы находятся в рав- [c.67]

Если одна из солей при данной температуре может существовать только в виде кристаллогидрата, ее изотерма будет характеризоваться наличием двух кривых насыщения (рис. 4-7) ЬЕ — кристаллизация соли В, Ес — выделение в твердую фазу соли С в виде ее кристаллогидрата состава К- Точка его состава лежит на стороне, соединяющей состав соли с составом воды и характеризует соотношение соли и воды в кристаллогидрате. При этом область сЕК соответствует выделению кристаллогидрата в твердую фазу, ВЕК — равновесию раствора состава Е с твердой фазой, состоящей из кристаллогидрата и соли В область ВКС — отсутствию жидкой фазы и характеризует гетерогенную систему из трех твердых фаз соли В, соли С и ее кристаллогидрата состава К. [c.89]

Пример неограниченной взаимной растворимости в жидком и твердом состояниях двух металлов Ая Б представлен на рис. 3.13. Выше линии плавления (ликвидуса) существует однородная жидкость (одна фаза), между линиями ликвидуса и солидуса — жидкость и кристаллы твердого раствора (две фазы), ниже линий солидуса остается твердый раствор (одна фаза) (рис. 13, /). Кристаллизация чистого металла происходит при постоянной температуре, а кристаллизация сплава — в интервале температур между ликвидусом и солидусом (рис. 3.13, II). Между линиями ликвидуса и солидуса наряду с жидким расплавом существуют кристаллы твердого сплава. На диаграмме состояния линии, ограничивающие области существования различных фазовых систем, характеризуют условия (температуру, концентрацию) равновесия между фазами. [c.46]

Протекание диффузии углерода из основного металла в шов в момент кристаллизации возможно при условии сосуществования твердой и жидкой фаз в зоне сплавления. Будем предполагать для простоты [90], что мы имеем сплав только из двух компонентов, образующих непрерывный ряд твердых растворов концентрации для основного металла, контактирующих со сварочной ванной концентрации (фиг. 82, а) при температуре t Тогда, как следует из диаграммы состояния, в равновесии могут находиться только твердая фаза — основной металл концентрации и жидкая фаза состава С . Условия равновесия между ними определяются коэффициентом распределения к, равным отношению- [c.155]

Такая система не может находиться в состоянии равновесия при любых р и Т. Если, однако, температура зафиксирована, а давление изменяется, то (-кривые непрерывно изменяют свою форму, и при некотором давлении р (-точка твердой фазы может лежать на общей касательной к (-кривым двух жидких фаз. Тогда твердая фаза будет находиться в равновесии с двумя жидкими фазами. [c.95]

Теперь рассмотрим случай, когда размерный фактор оказывается значительно менее благоприятным, так что при этом смешение двух сортов атомов в твердом состоянии значительно более затруднено, чем их смешение в жидкости. В этом случае возможность образования непрерывного ряда твердых растворов затруднена и в связи с этим -наблюдается переход от диаграммы состояния второго типа (рис. в2) к равновесной диаграмме состояния эвтектического типа, показанной на рис. 83. На этом рисунке а и р обозначают твердые растворы на основе компонентов А -я В соответственно. Кривые АЕ я Аа представляют соответственно ликвидус солидус для -твердого раствора, а кривые ВЕ я ВЪ — для Р-твердого раствора. Кривые ликвидуса пересекаются в эвтектической точке Е, и при этой температуре жидкость состава Е находится в равновесии с двумя твердыми фазами а и р соответственно состава а я Ь. Согласно правилу фаз (см. стр. ООО), три конденсированные (т. е. жидкие или твердые) фазы могут находиться в равновесии только при постоянной температуре. При температурах ниже аЕЬ жидкая фаза исчезает процесс, протекающий при температуре эвтектической горизонтали, можно представить следующим образом [c.135]

В фазовых диаграммах для твердой и жидкой фаз большинства соединений А В реализуется очень простой случай, представленный на рис. 6.2.1. На этом рисунке большая часть диаграммы равновесия двух фаз представлена равновесием между составами ликвидуса и конгруэнтно плавящимся твердым соединением АС. Конгруэнтным плавлением называется плавление соединения при определенной температуре, такой, что твердая и жидкая фазы имеют один и тот же состав. Температура плавления соединения АС обозначена через Тр. Для температур Ti и Тч твердая фаза находится в равновесии с составами ликвидуса Хс Т ) и Хс[Т2) соответственно. При данной температуре Ja + = 1. Здесь А — элемент III группы, и соединение элементов III н V групп— АС может находиться в равновесии с очень разбавленным по отношению к С жидким раствором. Как указывается в 5 настоящей главы, это свойство фазовых диаграмм элементов III и V групп является основой метода жидкофазной эпитаксии соединений А "В из жидкости, состоя- [c.89]

Рис. 4.5. а — Диаграмма состояния бинарной системы с неограниченной растворимостью компонентов друг в друге, б — Зависимости термодинамического потенциала твердых и жидких растворов от состава при некоторой температуре Т такой, что Т пл(Л) > Т > Т пл(В) Хь и Хз — концентрации сосуществующих при данной температуре Т жидкой и твердой фаз, определенные по координатам точек касания общей касательной к кривым АС Ь) и Д0(5). Для бинарных систем условия равновесия двух фаз выражаются условием общности касательной к кривым АС(Ь) и Д0(5) двух фаз, находящихся в равновесии [17]. [c.150]

Расклинивающее давление тонкого плоскопараллельного слоя жидкости, расположенного между двумя различными или тождественными фазами, равно давлению Р(Н), с которым действует в состоянии равновесия слой жидкости на ограничивающие его тела, стремясь раздвинуть их. Чем больше сила прижима двух тел, тем меньше равновесная толщина прослойки жидкости и больше расклинивающее давление. Для адгезии частиц в жидкой среде расклинивающее давление равно силе (в расчете на единицу площади, обычно на 1 см или на 1 частицу), с которой тонкий слой жидкости действует в состоянии равновесия на частицы, стремясь раздвинуть их. Расклинивающее давление проявляется при толщине слоя жидкости между частицей и твердой поверхностью, равной 10 —iO см. [c.182]

В системе только один компонент. В точке кипения воды число фаз р = 2. Из уравнения (24) находим / = 1. Если теперь задать давление, то число / будет равно нулю, т. е. температура будет однозначно определена. Для двойных сплавов, находящихся при постоянном давлении, f — 3 — р. При заданной температуре в системе, состоящей из двух фаз, / = 0. Это согласуется с фиг, 2, которая показывает, что при данной температуре составы жидкой и твердой фаз, находящихся в равновесии, однозначно определены. [c.21]

Изотермический метод основан на контакте жидкой и твердой фаз при постоянной температуре до наступления равновесия. Прибор для определения растворимости представляет собой состоящий из двух частей сосуд, помещенный в термостат, допустимые колебания температуры в котором не должны превышать 0,1—0,2 °С. Предложено довольно много вариантов приборов для определения растворимости. В наиболее простом и распространенном из них нижняя часть прибора представляет собой сосуд с отверстием для загрузки исходных компонентов и отбора проб. Верхняя часть прибора является гидрозатвором, куда заливается раствор глицерина и вставляется верхняя часть мешалки, которая соединена с мотором. Перемешивание осуществляется таким образом, чтобы некоторое количество твердой фазы постоянно находилось во взвешенном состоянии. Следует отметить, что от скорости перемешивания зависит время установления равновесия в системе. [c.56]

Неустойчивость, вызванная условиями теплопередачи от частиц, была замечена при исследовании процесса окисления этилена [Л. 6]. Увеличение температуры нагрева реагентов с 72 до 81°С увеличивало скорость реакции в 10—100 раз, потому что нри температуре около 80° С перепад температур от твердой фазы к газу достигает критического значения. Разность температур может быть определена относительно простым расчетом [Л. 17], который мол<ет быть проведен для всех кинетических стадий. Температурная неустойчивость имеет место также для большинства реакций горения, включающих регенерацию катализаторов, отравленных углеродом. Для быстрой регенерации катализатора иногда желательно осуществлять управление в верхней устойчивой точке. Однако, если при этом не будет тщательно поддерживаться концентрация кислорода, то внезапные повышения температуры могут привести к расплавлению катализатора. Существование двух устойчивых состояний равновесия было показано даже для случая, когда жидкие насадки содержат мелкие частицы, некоторые из которых, обладая более высокой начальной скоростью горения, нагревались до более высоких температур, чем основная масса катализатора [Л. 18]. [c.431]

Показанная на рисунке кривая ликвидуса определяет температуры, при которых твёрдая фаза начинает выделяться нз жидкого раствора двух металлов. Эта кривая имеет смысл только при тех концентрациях, когда жидкие металлы смешиваются друг с другом. С другой стороны, кривая солидуса указывает на температуры, при которых твердая фаза данной концентрации начинает плавиться. Эги две кривые совпадают только в особых точках, в частности на краях диаграммы. При некоторых температурах, например Г, (см. рис. 30), жидкая н твёрдая фазы могут находиться в равновесии друг с другом. При этом их концентрации будут определяться двумя точками пересечения линии постоянной температуры с кривыми ликвидуса и солидуса. Для примера обратимся снова к рис. 30. Возьмём твёрдую фазу состава и. Легко видеть, что она начинает плавиться при температуре Гд и что концентрация первых образцов расплавленной фазы соответствует точке (1/, Гд). Обратно, если жидкость состава V охладить до температуры Т з. то образующаяся твёрдая фаза будет иметь концентрацию 0. Отсюда следует, что состав твёрдого тела в процессе плавления и концентрация жидкости в процессе отвердевания меняются. [c.41]

Две твердые фазы Рх и Рг могут находиться в равновесии с жидкой фазой С, если прямая лежит в касательной плоскости к (-поверхности в точке С. Ибо в этом случае обе прямые и РгС служат касательными к поверхности. Легко видеть, что плоскость Р] Р2С есть общая касательная плоскость двух конусов, касающихся (-поверхности и имеющих своими вершинами точки и Рг. Поверхность рассеянной энергии состоит в этом случае из треугольника РхР2С, а вне его — из двух конусов с вершинами в точках Рг и Р2 и, наконец, части (-поверхности, расположенной вне кривых касания. [c.104]

В предыдущей главе мы описал и различные типы бинарных диаграмм равновесия и ссылались на некоторые ограничения (см., например, рнс. 6). Знакомство с более сложными диаграммами показывает, что некоторые основные принципы являются общими во всех случаях. Например, в каждом случае, когда в равновесии находятся три фазы (эвтектическое, пери-тектическое, эвтектоидное и перитектоидное превращения), они сосуществуют только при одной температуре и определ1ен-FIOM составе. Поэтому мы можем сказать, что такое равновесие безвариантно, или число степеней свободы равно нулю, так как при трех фазах переменные системы (температура и составы трех фаз) устанавливаются автоматически. Когда в равновесии находятся две фазы, система называется одновариантной, так как одна из переменных может быть изменена в известных пределах. Например, при равновесии между жидкой и твердой фазами в определенных пределах можно выбирать температуру, но раз температура выбрана, составы жидкой и твердой фаз оказываются определенными. В определенных предел1ах можно также выбирать состав жидкой фазы, но раз он выбран, устанавливается определенная температура и состав твердой фазы. Так, например, если внутренние переменные системы имеют одну степень свободы, то относительные количества двух фаз определяются составом сплава в целом некоторые авторы используют термин внешние переменные при описании изменения состава системы в целом в противоположность внутренним переменным , относящимся к составу отдельных фаз. [c.23]

В тройной системе в равновесии находится не больше четырех фаз. Следовательно, при составе спутава, точно соответствующем эвтектической точке, в равновесии с жидкостью находятся три твердые фазы. Эти тройные эвтектики при подходящем реактиве для травления могут быть обнаружены микро-вкопическим методом по существованию в твердом сплаве трех различных фаз. Кроме чисто тройных эвтектик, сплавы трехкомпонентных систем могут иметь бинарные эвтектики. В этих случаях составы жидкой фазы лежат на эвтектической кривой, представляющей пересечение двух поверхностей ликвидус. [c.325]

Двухфазная система (твердая фаза + жидкость) двухвариант-на, поэтому каждой изотерме на повб1рхности ликвидус соответствует изотермическая линия на поверхности солидус. В соответствии с этим могут быть вычерчены линии —коноды, соединяющие составы жидкой и твердой фаз, находящихся в равновесии. На рис. 185 оно-ды вычерчены для двух различных температур для равновесия твердого раствора С и жидкости. Аналогично коноды могут быть вычерчены и применительно к двум другим углам диаграммы. Концы конод, показывающие составы твердой фазы, образуют поверхность солидус, лежащую под поверхностью ликвидус. [c.326]

Применяя правило фаз к диаграмме этого типа, получаем выше линии АСВ и ниже линии ADB одну фазу при двух компонентах (С = 3 — 1 = 2), иначе говоря, система двухвариантна, и можно менять температуру и концентрацию, не нарушая ее равновесия система продолжает оставаться или жидким сплавом, или твердым раствором. [c.93]

В системах сплавов эвтектического типа или непрерывного ряда твердых растворов с минимумом (рис. 75). Жидкая фаза с концентрацией Сз при температуре Т находится в равновесии с твердым раствором с концентрацией Си тогда как жидкая фаза с концентрацией Сз находится в равновесии с твердым раствором с концентрацией С4 компонента В. Следовательно, достаточным условием образования жидкой фазы в контакте двух металлов является образование твердых растворов на основе компонентов А и В. отвечающих диаграмме состояния при температуре выше температуры пла1вления эвтектики. [c.149]

Наконец, в том случае, когда мы находимся на эвтектической линии OD и из жидкости образуется смесь двух фаз [согласно превращению (3)], в системе (сплаве) имеются одновременно три фазы и равновесие становится безвариантным. Самый вид линии (горизонталь) свидетельствует о постоянстве темп еоатуры, а составы всех трех фаз впо.лне определяются точками для жидкой фазы точкой О, а для твердых компонентов точками С и D (см. 21). [c.65]

Кристаллизация расплавленного металла происходит не при температуре равновесия жидкой и твердой фаз, а при более низких температурах. То же самое относится и к превращениям в твердом состоянии. Температура превращения при охлаждении лежит ниже, чем температура обратного фазового превращения при нагревании. Это явление называется тепловым гистерезисом прев-ращения. Например, белое олово превращается в серое только при сильных морозах, хотя температура равновесия белой и серой модификаций равна +13°С. Разность между температурой устойчивого равновесия двух фаз (Го) и фактической температурой превращения при охлаждении называется степенью переохлсждения АТ). [c.123]

ЩИХСЯ в равновесии при данной Т (аЪ на рис. 2, а). Все точки коноды соответствуют смеси двух фаз. Количественное соотношение фаз определяется правилом рычага весовые (объемные или молярные) количества фаз, находящихся в равновесии при данной Т, обратно пропорциональны отрезкам коноды от точки, соответствующей составу вещества, до границ равновесия с каждой фазой (на рис. 2, а количества жидкой и твердой фаз для точки с относятся при темп-ре Т, как сЪ к ас). Правило рычага вытекает из условия постоянства колр1чества вещества при фазовых превращениях. [c.588]

Обинш вид диаграммы состояния из компонентов, неограниченно растворимых в жидком состоянии, ограниченно растворимых в твердом состоянии и образующих перитектику, представлен на рис. 34, г. Отличительной особенностью процесса кристаллизации указанных сплавов является то, что в сплавах с концентрацией компонентов, находящейся между точками С и N, при постоянной температуре, соответствующей линии DM, происходит взаимодействие кристаллов твердого раствора Р с оставшейся частью жидкой фазы сплава, в результате чего образуются кристаллы нового твердого раствора с концентрацией компонентов, отвечающей точке О. Следовательно, при температуре, соответствующей линии DN, в равновесии находятся три фазы — одна жидкая и две твердые. Такое превращение, когда в процессе кристаллизации из двух фаз образуется третья, называется перитектическим, а структура сплава, полученная при этом, называется перитектикой. Процесс кристаллизации сплавов с концентрацией компонентов, находящейся между точками D я N, заканчивается при температуре, соответствую- [c.77]

Если двухкомпонентная система находится в расплавленном состоянии К = 2, Ф — 1), то имеем две степени свободы (С = 2), т. е. систему бивариантную (двухвариантную). В этом случае существуют различные температуры и концентрации, при которых не изменяется число фаз и равновесие системы. Для этой же системы при наличии двух фаз (жидкой и твердой) имеем Я = 2, Ф == 2 и С = 1, т. е. с изменением температуры концентрация должна быть строго определенной. [c.82]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...