МИНИСТЕРСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ И НАУКЕ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЮЖНО-УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА «СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ»

Отчет

на тему «ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММ РАВНОВЕСИЯ ДВУХ КОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМ ПО КРИВЫМ ОХЛАЖДЕНИЯ»

Выполнил: студент группы АС-324 Кузнецова Светлана Борисовна

Проверил: Горбунов С.П.

Челябинск 2011г.

Оглавление

Цели и задачи 3

Раздел 1. Теоретическая часть 3

1.1. Методы построения диаграмм. Треугольник Таммана 3

1.2. Элементы диаграммы 5

1.3. Кривые охлаждения. Построения двух компонентных систем в процессе охлаждения 8

1.4. Нонвариантное состояние двух компонентных систем 10

Раздел 2. Индивидуальное задание 11

2.1. Диаграмма равновесия 11

2.2. Исходные данные для решения поставленных задач 12

2.3. Вывод 14

Список литературы 14

Цели и задачи

Целью данной работы является практический анализ кривых охлаждения бинарных систем и построения на его основе диаграмм равновесия.

К основным задачам отчета относятся:

1. Определения методов построения диаграмм.

2. Объяснения принципа построения треугольников Таммана.

3. Изучения нонвариантного состояния.

4. Построение диаграмм состояния.

5. Определить фазовое равновесие в областях диаграммы двухкомпонентной системы при охлаждении.

Раздел 1. Теоретическая часть

1.1. Методы построения диаграмм. Треугольник Таммана

Построение равновесных диаграмм основано на изучении количества и состава фаз при различных температурах. Для таких целей используют два метода:

1. динамический (метод кривых охлаждений);

2. статический (метод закалки).

Суть динамического метода заключается в построении кривых охлаждения (нагревания) для исходных составов системы в координатах температура – время при постоянной скорости изменения температуры. При этом с помощью специального оборудования обнаруживаются тепловые эффекты, вызываемые физико-химическими процессы, происходящими в системе:

• полиморфные превращения;

• химические реакции;

• кристаллизация и плавление;

• разложение соединений системы.

При постоянной скорости охлаждения, длина горизонтальной площадки на кривой охлаждения зависит от количества фазы на момент начала процесса, определяющего этот процесс. То есть, если площадка на кривой охлаждения является следствием кристаллизации расплава эвтектического состава, то для исходного состава, совпадающего с эвтектическим, протяженность горизонтальной площадки будет максимальной. На этом правиле основан геометрический метод поиска точного местоположения некоторых элементов диаграмм, так называемый метод треугольника Таммана. На рис. 1 показаны примеры построения треугольников для перечисленных выше ситуаций.

Рисунок 1. Элементы построения диаграмм двухкомпонентных систем:а – кристаллизация расплава эвтектического состава; б – образование химического соединения, плавящегося инконгруентно; в – ликвация; г – полиморфные превращения кристаллических фаз; д – образование химического соединения, разлагающегося в твердой фазе.

Для силикатных систем, в которых скорость установления равновесного состояния невелика, динамический метод дает не всегда корректный результат. В этом случае пользуются статическим методом, для этого:

1. Гомогенизированную смесь компонентов нагревают до заданной температуры.

2. Выдерживают длительное время при этой температуре.

3. Резко охлаждают.

4. Затем методами химического анализа проводят определение состава и количества образовавшихся фаз.

Эта процедура для одного состава многократно повторяется при изменении температуры выдержки и по полученным результатам строят диаграмму равновесия. Метод отличается высокой точностью, но большей, чем в динамическом методе, трудоемкостью.