Лекція №17: Діаграми стану подвійних систем IV типу

Діаграма системи зі стійкою хімічною сполукою.

Компонентами системи є речовини А і В, а твердими фазами — А, А_nВ_m , де А_nВ_т — хімічна сполука, індекси якої показують, що з'єднуються між собою n атомів компонента А і т атомів компонента В. З чотирьох можливих фаз у цій системі можуть існувати три: Р, A, A_nB_m або Р, В, А_пВ_т.

Дану діаграму стану можна розділити на дві частини: перша — сплави, утворені компонентом А з хімічною сполукою А_nВ_m, друга — сплави, утворені компонентом В з хімічною сполукою А_nВ_т.

Хімічна сполука А_nВ_т відіграє роль самостійного компонента. Вона стійка, тому може бути нагріта до власної температури плавлення (точки С) без розкладу. Хімічна сполука плавиться при постійній температурі. На діаграмі наявні дві евтектичні точки: Е₁ — суміш кристалів компонента А з хімічною сполукою та Е₂ — суміш кристалів компонента В з хімічною сполукою. Хімічна сполука А_nВ_т як самостійний компонент системи утворює окремо з компонен­тами А і В дві найпростіші системи. Діаграми стану цих систем схожі з діаграмою роду.

Згідно з діаграмою IV роду обидва компоненти необмежено роз­чинні в рідкому стані, не розчинні у твердому і утворюють стійку хіміч­ну сполуку.

Компоненти А і В утворюють нестійку хімічну сполуку. На лінії DCF врівноважуються три фази — рідина Р концентрації D, кристали компонента В і кристали хімічної сполуки А_nВ_т

При нагріванні нестійка хімічна сполука А_nВ_m розкладається на рідину Р концентрації D і кристали В. При охолодженні спостерігається зворотна реакція: P_D+ В А_nВ_т. Реакція ця нагадує перитектичну, проте утворюється не новий твердий розчин, як у випадку перитектичної реакції, а хімічна сполука.

Процес кристалізації сплаву протікає так: у точці / починається кристалізація, випадають кристали В і концентрація рідини змінюється за кривою 1—D. У точці 2 утворюється нестійка хімічна сполука А_nВ_т. На цьому кристалізація не завершується, а триває до точки 3; на ділянці 2—3 з рідини Р випадають кристали хімічної сполуки А_nВ_т. Коли концентрація рідини досягне точки Е, кристалізація закінчиться. Далі рідина, що залишилася, кристалізується в евтектику з кристалів А і хімічної сполуки А_nВ_т. На кривій охолодження матимемо дві площини — верхню DCF, що відповідає утворенню нестійкої хімічної сполуки, і нижню GEH, яка відповідає формуванню евтектики А + А_nВ_т.