Диаграмма состояния с неустойчивым химическим соединением
Химическое соединение характеризуется определенным соотношением компонентов, а это отражается
на диаграмме вертикальной линией, проходящей на оси абсцисс через точку,
отвечающую соотношению компонентов в химическом соединении. Если компоненты А а В образуют химическое соединение
АпВm,
то,
следовательно, на n+ т его атомов приходится п атомов Aиm атомов В. Определенному атомному соотношению соответствует и
определенное соотношение по массе.
Химическое соединение устойчиво, если его можно
нагреть без разложения до расплавления, и неустойчиво, если при нагреве оно
разлагается. В зависимости от этого могут быть два вида диаграмм. Кроме того,
возможно образование нескольких химических соединений между двумя
компонентами, а также растворимость на базе химического соединения — эти
обстоятельства также находят отражение в диаграмме состояния.
Диаграмма с неустойчивым химическим соединением
В отличие от диаграммы с устойчивым химическим
соединением на рис. 104
приведена диаграмма состояний, где два компонента образуют неустойчивое
химическое соединение, которое при нагреве до определенной температуры (t1)разлагается на жидкость и один
из компонентов, т. е. не расплавляется полностью.
На линии DCF находятся в равновесии три
фазы: жидкость концентрации D, кристаллы компонента В и кристаллы химического
соединения АпВm.
При нагреве неустойчивое химическое соединение АпВm распадается на жидкость
концентрации Dи кристаллы В.При охлаждении, следовательно, произойдет
обратная реакция:
LD + B→AnBm.
Реакция эта подобна перитектической; жидкость
реагирует с ранее выпавшими
кристаллами, но образует не новый твердый раствор, как в случае перитектической
реакции, а химическое соединение.
Процесс кристаллизации сплава I в равновесных условиях
будет протекать следующим образом. В точке 1 начинается кристаллизация, выпадают кристаллы В, и
концентрация жидкости изменяется по кривой 1— D.В точке 2 при постоянной температуре
образуется неустойчивое химическое соединение по уравнению, приведенному выше.
По окончании реакции в избытке остается жидкость, которая кристаллизуется с
выделением соединения АпВm до тех пор, пока концентрация
жидкости не достигнет точки Е. Тогда оставшаяся жидкость
кристаллизуется в эвтектику, состоящую из кристаллов А и химического соединения.
Следовательно, на кривой будем иметь две площадки: верхнюю, соответствующую образованию
неустойчивого
химического
соединения, и нижнюю, соответствующую образованию эвтектики А + АпВm.
Источники:
- Диаграммы состояния двойных и многокомпонентных систем на основе железа. Банных О. А., Будберг П.Б., Алисова С. П. и др. Металлургия, 1986 г.
- Двойные и многокомпонентные системы на основе меди. под ред. Шухардина С.В. Наука, 1979 г.
- Диаграммы состояния двойных металлических систем ред. Лякишева Н.П.Машиностроение, 1996-2000 г.