2 Расчет кривых ликвидуса по исходным данным для системы « »

Диаграммы состояния позволяют решать технологические задачи, связанные с производством материала.

Экспериментальные данные для построения диаграмм состояния получают с помощью динамического метода кривых нагревания и охлаждения, часто эти данные отсутствуют, поэтому прибегают к расчетным методам, которые применимы только для систем в которых не образуется химическое соединение.

2.1 Расчет кривых ликвидуса по уравнению Шредера-Ле-Шателье

В основе расчета кривых ликвидуса положено уравнение Шредера-Ле-Шателье.

–молярная доля i-го компонента.

– температура ликвидуса.

– температура плавления i-го компонента.

изменение энтропии плавления i-го компонента.

Если известны теплоты плавления , то уравнение Шредера-Ле-Шателье будет иметь вид.

Определяем для следующих молярных долей компонентов.

По рассчитанным данным построим диаграмму и определим эвтектику по пересечении линий ликвидуса.

Исходные данные

: ,

: ,

1. 

2.2 Расчет кривых ликвидуса по уравнению Эпстейна-Хоуленда.

Используется при отсутствии значения т.е. энтальпии плавления, в виде допущения Эпстейна-Хоуленда, которое выражается зависимостью между энтропией плавления соединения и числа атомов в молекуле.

- это число атомов в молекулярной формуле компонента А.

- это число атомов в молекулярной формуле компонента А.

По указанным формулам рассчитаем для следующих молярных долей компонентов.

Строим диаграмму состояния в том же масштабе, что и в первом методе и эвтектику находим по пересечению кривых ликвидуса.

2.3 Расчет кривых ликвидуса по методу с.А. Суворова.

Приближенный расчет температуры ликвидуса, состава и температуры эвтектики двухкомпонентной системы можно выполнить используя имперические уравнения Суворова. В основе которых лежит учет соотношения между числом атомов в молекулярных формулах обоих компонентов.

Исходными данными для расчета являются: температура плавления чистого компонента А, температура плавления чистого компонента В, число атомов в молекулярной формуле А, число атомов в молекулярной формуле В, а также сумма этих чисел.

При расчете возможны 4 варианта

1. Если и , то состав эвтектики определяется следующим образом.

молярные доли компонентов в точке эвтектики.

Находим

2. Если и , то состав эвтектики рассчитывается по следующей формуле.

3. Если , то состав эвтектики рассчитывается по следующей формуле.

4. Если в системах с более сложных соединений, то состав эвтектики рассчитывается по следующей формуле.

Для ориентировочных расчетов температур эвтектики пользуются уравнения.

После вычисления и и вычислить и по методу Шредера-Ле-Шателье и рассчитывать температуру для тех же молярных долей компонента.

Проводим сравнение всех трех рассчитанных диаграмм.Для этого все три диаграммы наносим на один график.

По справочнику находим ту же диаграмму состояния, построенную динамическим методом и проводим сравнительный анализ.

3. 

По полученным данным строим диаграмму по тем же масштабам, подписать поля.

Рисунок 2.1-Диаграмма состояния системы построенная по методу Шредера-Ле-Шателье. Состав эвтектики 61% и 39% , =1180 К.

Рисунок 2.2- Диаграмма состояния системы построенная по методу Эпетейна-Хоуленда. Состав эвтектики 54% и 46% , =1345 К.

Р исунок 2.3- Диаграмма состояния системы построенная по методу С. А. Суворова. Состав эвтектики 52% и 48% , =1149 К.

ВеF₂

CaF₂

Р исунок 2.1 - Диаграмма состояния системы построенная по методу Шредера-Ле-Шателье.

CaF₂

ВеF₂

Р исунок 2.2 - Диаграмма состояния системы построенная по методу Эпетейна-Хоуленда.

ВеF₂

CaF₂

Р исунок 2.3 - Диаграмма состояния системы построенная по методу С.А.Суворова.

П роводим сравнение всех трех рассчитанных диаграмм. Для этого все три диаграммы наносим на один график.(рисунок 2.4)

ВеF₂

CaF₂

Р исунок 2.4 - Диаграмма состояния системы построенная по 3 методам.