2.3.2 Двокомпонентна діаграма стану з поліморфізмом одного компоненту

На рис. 12, а приведена діаграма стану з поліморфізмом компоненту А.

Рисунок 12 – Взаємне розташування кривих ізобарно-ізотермічного потенціалу і фазових областей діаграми стану з поліморфізмом компоненту А

Твердий a-розчин на базі низькотемпературної модифікації має обмежену область стійкості. Високотемпературна модифікаціяє ізоморфною по структурі кристалічної гратки компоненту Б. Це обумовило утворенняb твердого розчину в усьому інтервалі концентрацій - від 0 % Б до 100 % Б.

Умова рівноваги фаз визначається, як і у раніше розглянутих діаграмах, з умови рівності хімічних потенціалів атомів компонентів у кожній з фаз.

Зокрема, рівновага при Т=Т₁ (рис. 12, а) визначається з умови

;,

що графічно інтерпретується у вигляді загальної дотичної до кривих і(рис. 12, б) у точках і . Аналогічно знаходяться умови рівноваги при Т=Т₂: загальна дотична до кривих і(рис. 12, в) дозволяє знайти концентрації фазі.

З цього знаходять точки 2' і 2" на фазовому просторі С-Т діаграми стану.

Аналогічні побудови можна зробити для будь-якої іншої температури і таким чином побудувати криві Т_А-1"-Т_Б (ліквідус), (солідус), а такожі Т_А^I – 2^II – лінії межової розчинності компонентів Б і А в a- і b-фазах відповідно.

2.3.3 Діаграма стану з евтектоїдною рівновагою фаз

Якщо у двокомпонентній системі поліморфними є обидва компоненти, то як один з варіантів можлива реалізація трифазної рівноваги евтектоїдного типу (рис. 13, а).

Встановлення концентрації фаз при двофазній рівновазі при даній температурі, наприклад Т=Т₁, дозволяє встановити геометричні місця точок і, які представляють собою криві ліквідусу і солідусу відповідно.

Знаходження точок 1_III і 1_IV загальної дотичної до кривих і(рис. 13, б) і зв’язок їх з точками рівноважних концентрацій фаз 1^I і 1^II у фазовому просторі діаграми стану є повністю аналогічним процедурі, що описана у 2.3.2. Корисно звернути увагу, що крива розташована значно вище, ніжі, тобто ізобарно-ізотермний потенціалa-фази є набагато вищим, ніж g- і рідкої фаз при даній температурі Т₁.

Отже, при Т₁ ні при яких концентраціях a-фаза не може бути стійкою.

Для того, щоб a-фаза була термодинамічно стійкою, необхідно знизити температуру. При Т = Т₂ (рис. 13, в) нестійкою є вже рідка фаза, тому що її ізобарно-ізотермний потенціал перевищує енергію a- и g-фаз. Криві имають загальну дотичну, тобтоі, і це показує, що при даній температурі Т₂ обидві фази знаходяться в рівновазі за умови, що a-фаза має концентрацію , аb-фаза - (див. рис. 13, а).

При зміні температури рівноважні концентрації a- і g-фаз змінюються по кривим Т_А¹-2¹ і Т_А^I-2^II відповідно.

Рисунок 13 – Взаємне розташування кривих ізобарно – ізотермного потенціалу і фазових областей діаграми стану з евтектоїдною рівновагою фаз

Як виходить з рис. 13, г, при зниженні температури до Т=Т₃ в рівновазі будуть знаходитися три фази: , причому умова рівності хімічних потенціалів в усіх трьох фаза накладає обмеження на склади цих фаз. Вони повинні відповідати величинам,ідляa-, g- і b- фаз.

При подальшому зниженні температури, наприклад до Т = Т₄, криві ірозташовуються набагато вище кривихiі загальної дотичної до цих останніх (рис. 13, д). Ця обставина робить термодинамічно нестійкими фазиg і Р.

Як і у попередній випадках, загальна дотична до кривих i(що геометрично інтерпретує рівність) демонструє фазову рівновагу з рівноважними концентраціями івідповідно.