2. Неизоморфные двухкомпонентные системы, образующие устойчивое химическое соединение

Компоненты бинарных систем могут образовывать друг с другом химические соединения. Вид диаграммы плавкости таких систем зависит от числа химических соединений, их устойчивости и способности к взаимной растворимости с отдельными компонентами.

На рис. 5 изображена типичная диаграмма плавкости системы компонентов А и В, образующих устойчивое химическое соединение S, не растворимое в твердом виде в компонентах А и В. Она представляет собой сочетание двух диаграмм двухкомпонентных систем (T_AE₁S и SE₂T_B) с нерастворимыми в твердом виде компонентами.

Поля, отвечающие различному фазовому состоянию системы, отмечены на диаграмме. Выше линии ликвидуса T_AE₁SE₂T_B однофазная система находится в жидком состоянии и является бивариантной ().

В точке S на кривой ликвидуса имеется максимум, характер которого зависит от устойчивости химического соединения. Если максимум явно выражен (пик острый), то при плавлении соединения не диссоциируют (плавятся конгруэнтно, т.е. без разложения).

Чем больше соединение диссоциирует при плавлении, тем положе максимум. Точка S позволяет определить температуру плавления нового соединения S (T_S) и его состав, спроектировав максимум S на ось состава (n). Вид кривых охлаждения соответствует правилу фаз.

Кривые охлаждение:

1,6 – охлаждение чистых веществ А и В;

S – охлаждение вновь образованного вещества S;

2,4 – охлаждение эвтектик Е₁ и Е₂.

В точках:

– T_A, S, T_B – система нонвариантна, ,,;

– Е₁ и Е₂ – система тоже безвариантна, ,,.

В областях:

– ж + кр А; ж + кр S; ж + кр В – система моновариантна, так как ,,;

– кр (А+S) и кр (S+B) система моновариантна, так как ,(твердыеА+S или твердые S+В), тогда .

Рис. 5. Диаграмма плавкости неизоморфной двухкомпонентной системы с образованием устойчивого химического соединения плавящегося конгруэнтно:

а – диаграмма;

б – кривые охлаждения

3. Неизоморфныне двухкомпонентные системы, образующие два новых химических соединения

T_AE₁SE₂ME₃T_B – линия ликвидуса (рис. 6). Выше линии ликвидуса система однофазная – жидкий раствор, ,,система бивариантна. Области ж + крА, ж + кр S, ж + кр М, ж + кр В – система одновариантна, т.к. ,,.

Области кр (А+S), кр (S+М), кр (М+S) – система одновариантна, т.к. ,,.

Точки Т_А, Т_В – температура плавления чистых компонентов А и В. ,,, система безвариантна.

Точкам S и М соответствуют Т_S и Т_М (температуры плавления вновь образованных веществ S и М). В этих точках системы однокомпонентны: ,(ж + крS, ж + кр М), – система безвариантна. В точках эвтектикиЕ₁, Е₂, Е₃ ,,– система безвариантна.

Рис. 6. Диаграмма плавкости двухкомпонентной

неизоморфной системы

с образованием двух химических соединений

Различный вид максимумов S и М говорит о разной устойчивости, вновь образованных соединений. Пик S ярко выраженный максимум, следовательно, соединение устойчиво при температуре плавления T_S и не диссоциирует (плавящееся конгруэнтно). Пик соединения М – пологий, размытый, что говорит о неустойчивости соединения М, которое диссоциирует (или разлагается) при температуре плавления Т_М (плавится инконгруэнтно).

Точки S и М называют сингулярными. Сингулярные точки характеризуют температуру плавления и состав образованных соединений. И еще они примечательны тем, что если в системе сменить давление, то они могут смещаться только по вертикали (т.е. у соединений может изменяться температура плавления), но они не смещаются по горизонтали, т.е. состав соединений остается неизменным.