Оқулық "Білім беруді дамытудың федералды институты"
жүктеу/скачать 9,08 Mb. Pdf көрінісі
|
Белик Физикалық және коллоидтық химия
| 2
111 в в Сурет 4.10. Қатты жағдайдағы компоненттердің толық ерімей p = const болған кезіндегі ҥшкомпоненттік жҥйесінің жағдайлық диаграммасы Сонымен, Гиббс тәсілі бойынша жҥйедегі А, В, С компоненттерінің қҧрамы, қҧрамын О фигуративтік нҥктесі кӛрсететін (сурет 4.9, а), сәйкесінше ОА 1 , ОВ 1 , ОС 1 кесінділерінің ҧзындықтарымен анықталынады; Розебом тәсілі бойынша — О А 1 = ОА 2 = В 2 С = С 2 В = А 1 А 2 кесінділерінің ҧзындықтарымен; ОВ 1 = ОВ 2 = С 1 А=A 1 C = В 1 В 2 ; ОС 1 = ОС 2 = В 1 А=A 2 B = С 1 С 2 (сурет 4.9, б). Қос тәсіл де бірдей нәтижеге әкеледі, ӛйткені теңқабырғалы ҥшбҧрыштың биіктігі мен қабырғалары бір-біріне пропорционалды. Сурет 4.9. Гиббс (а) және Розебом (б) бойынша ҥшкомпонентті жҥйенің ҥшбҧрыштық қҧрамы Ҥшкомпонентті жҥйенің қҧрамын кӛрсетілген тәсілдермен бейнелеп, ҥшбҧрыш қҧрамының жазықтығына перпендикулярлар жҥргізеді, оларға, мысалы, қоспалар мен компоненттердің соңғы балқытуы (еру) болатын температурасын салады; содан соң перпендикулярлардың ҧштарын жазықтықтықпен қосады және ҥшкомпонентті жҥйенің қҧрамы- қасиетінің кӛлемді диаграммасын алады. Қасындағы жазықтықпен кӛлемді диаграмманы кесіп ӛту арқылы, ҥшбҧрыш қҧрамының параллель жазықтығымен, қимадағы сызықты алады, оның әрбіреуі қасиеттің белгіленгн мәніне сәйкес болады. Бҧл сызықтардың ортогонал проекцияларын қҧрам диаграммасына салу жалпақ қҧрам-қасиет диаграммасын береді. Ҥшкомпонентті жҥйенің жағдайлық диаграммасы, А, В, С 2 112 компоненттері ӛзара толық сҧйық жағдайда ерігіштігімен қабілетті және қатты жағдайда ӛзара ерімейді, 4.10 суретінде кӛрсетілген. А, В, С компоненттерің полиморфтық модификациялары жоқ және химиялық қосылларды тҥзбейді. Жҥйенің қҧрамы Гиббс—Розебом тәсілі арқылы кӛрсетілген, теңқабырғалы АВС ҥшбҧрышының кӛмегімен. Тҧрақты қысым кезіндегі жағдайдың диаграммасы ҥшбҧрышты призма тҥрінде бейнеленеді, негізі болып қҧрамның ҥшбҧрышы табылады, ал биіктігі бойынша температураның мәндері салынған. Призманың АА', ВВ', СС' бҥйір қабырғалары А, В, С жеке компоненттерінің жағдайын кӛрсетеді; және А', В', С' нҥктелері — сәйкесінше компоненттің балқу температурасын. Ҥшқырлы призманың әрбір бҥйір қыры АА'Е 3В'В, ВВ'Е 1С'С, АА' Е 2 С'С — екікомпоненттік жҥйе жағдайының жалпақ диаграммасы А—В, В — С, А—С сәйкесінше. Е1, Е 2, Е 3 нҥктелері — қосарланған эвтектиктердің нҥктелері. Кӛлемді диаграмманың ішіне орналасқан нҥктелер, әртҥрлі температурадағы әртҥрлі қҧрамдағы ҥшкомпонентті А—В—С жҥйеге сәйкес келеді. А'Е3Е'Е2, В'Е1Е'Е3 , СЕ[Е'Е' 2 беттері ликвидус бе компоненттерінің кристалдануына әкеп соғатын қҧрамы мен температурасына сәйкес келеді. Ликвидус беті ҥш жекелеген беттерден тҧрады, сәйкесінше А, В, С таза компоненттерді бӛлуге байланысты. Осы беттердің ең биік нҥктелері призманың қабырғаларында жатыр және таза компоненттердің балқу нҥктелеріне сәйкес келеді. Жҥйе қалған компоненттермен бай болған сайын, соншалықты оның фигуративтік нҥктесі таза компоненттің қабырғасынан алыс жатыр және оның балқу температурасы тӛмен болады. Ликвидус бетінен жоғары бір сҧйық фаза бар — А, В, С компоненттерінің балқытпасы. Ликвидус беті жамылғысының қиылысу сызығы (компонент алаңдары) Е[Е', Е' 2 Е ', Е3Е ' ӛзімен тепе-теңдік сызықты кӛрсетеді сәйкесінше балқытпа—қатты В + С, балқытпа—қатты А + С, балқытпа—қатты А + В. Бҧл сызықтар екікомпонентті жҥйелердің эвтектикалық нҥктелерінде призманың қырларында басталады және призманың ішімен тӛмен жҥреді. Балқытпаның ішіндегі аздаған температурасының тӛмендеуі кезінде, фигуративтік нҥктесі Е [Е', Е 2Е', Е 3Е' сызықтарында жатқан, біруақытта екі таза қатты компонент кристалданады: В + С, А + С, А + В сәйкесінше. Барлық ҥш алаң және екеулік эвтектиктардың сызықтары Е[Е', Е2Е', Е 3Е' бір Е' нҥктесінде қиылысады — ҥш эвтектика нҥктесінде. Бҧл нҥктеге жауап беретін балқытпа, біруақытта ҥш компоненттермен қаныққан. Е' нҥктесіне жауап беретін, температураға жеткен кезде, (дәлірек, одан шексіз аз ӛлшемге), эвтектикалық қҧрамның балқытпасынан біруақытта ҥш қатты фаза кристалданады —А, В, С компоненттері. Е эвтектикалық нҥктесі ликвидус бетінің ең тӛменгі нҥктесі болып табылады және сонымен, аталған жҥйе ҥшін ӛте тӛменбалқығыштық қоспасымен жауап береді. Ҥштік эвтектика нҥктесінен ӛтетін, горизонталь бет, солидустың беті болып табылады (4.10 суретінде кӛрсетілмеген). Ҥштік эвтектиканың 2 113 температурасынан тӛмен жҥйе ҥш қатты фазаны кӛрсетеді — әртҥрлі қатынастағы А, В, С компоненттерін. Ликвидус пен солидус беттерінің арасындағы кеңістік — қатты кристалдар мен балқытпадан тҧратын, гетерогендік жҥйелер. Бҧл кеңістікті алты ішкеңістікке бӛлуге болады (4.10 суретінде олар кӛрсетілмеген): оның ҥшеуі А— В, В — С, А—С екікомпоененттік жҥйелердің кристалдануларына жауап береді; ҥш — А, В, С таза компоненттерінің кристалдануына. Таза компоненттердің ішкеңістігі ликвидус бетінің сәйкесінше алаңдарында жатыр, ал екікомпоненттің біруақытта кристалдануының ішкеңістігі одан да тӛмен орналасқан және солидус бетімен тӛменде шектелген. Жалпы жағдайда ҥшкомпонентті жҥйенің балқытылған кристалдануы келесі тҥрде жҥреді: сҧйықтықтың салқындауы, компоненттердің біреуінің кристалдануы (алғашқы кристалдану), екі компоненттердің біруақыттағы кристалдануы (екінші кристалдану), біруақыттағы ҥш компоненттердің кристалдануы (ҥштік (эвтектикалық) кристалдану, қатайтылған қоспаны суыту. Бірақ та балқытпаның берілген қҧрамына тәуелді бҧл процестің қандай да бір буыны болмауы да мҥмкін. Екікомпонентті жҥйелердің жағдайындағы секілді, таза кҥйіндегі компоненттердің кристалдану жағдайлары шекті болып табылады, ӛйткені қатты ерітінділерді туғызу қабілеті — қатты заттың жалпы қасиеті. Бірақ қатты жағдайда, аз ерігіштік кезінде, қатты ертінділер мҥлдем жоқ не болмаса, олардың жайылу аймағы ӛте аз болғандықтан, оларды ескермеуге болады деп санауға болады. Ҥшкомпоненттік жҥйелердің қатты жағдайдағы толық ерігіштік компоненттерінің болмауының мысалы ретінде табылады CaF 2 —Al 2 O 3 — Na 3 AlF 6 , Bi—Sn—Pb, Zn—Sn—Cd. жүктеу/скачать 9,08 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|