1.2.3. Диаграмма состояния двухкомпонентной системы с явлением ликвидации

Ликвация – расслоение жидкости на две, каждая из которых имеет свой состав и свои свойства. Внешний вид диаграммы показан на рисунке 3. Область концентраций, для которых наблюдается явление ликвации, ограничена кривой F – L₁ – L₂ – G. Пути кристаллизации составов данной диаграммы приведены в табл.7.

Кристаллизация компонента В при температуре Т₂ идет из расплава, который содержит в себе большее количество этого компонента, то есть из расплава G, состав которого меняется по прямой GF к точке F. В точке F составы расплавов сравниваются и ликвация как явление пропадает.

Рисунок 3. Диаграмма состояния двухкомпонентной системы с явлением ликвации

Таблица 3

Фазовые изменения в системах с ликвацией

Температура	Равновесные фазы	Примечание
Состав m
T = T1	L1 + L2	Расслоение жидкой фазы на две
T2 < T < T1	L1→f + L2→g	-
T = T2	Lf + Lg + B	Кристаллизация В идет из расплава Lg
Te < T < T2	Lf→e + B	-
T = Te	Le + B + A	-
T < Te	B + A	-

1.2.4. Диаграммы состояния двухкомпонентных систем с твердыми растворами

Если содержащиеся в твердом растворе компоненты могут смешиваться в любых соотношениях, то данный процесс является с твердыми растворами неограниченной растворимости или непрерывным рядом твердых растворов. При наличии однофазного твердого раствора из двух компонентов, находящегося в равновесии с расплавом, состоящим их тех же компонентов, степень свободы системы будет равна единице, то есть каждой температуре соответствует строгая концентрация компонентов в твердом растворе и расплаве (рисунок 4). На диаграмме появляется кривая, показывающая изменение состава твердой фазы при изменении температуры (кривая Т_а – S₁ – Т_в).

Составы равновесного расплава и твердого раствора определяются концами конноды, проведенной при заданной температуре, например между точками L₁ и S₁. Когда точка М достигнет линии ликвидуса, начинается кристаллизация твердого раствора S₁. При дальнейшем понижении температуры состав жидкости меняется по кривой ликвидуса, состав твердого раствора – по кривой солидуса.

При температуре Т₂, когда состав твердого раствора совпадает с исходным составом системы, кристаллизация закончится. Изменение состава твердого раствора в процессе кристаллизации происходит за счет диффузии атомов или ионов одного компонента в кристаллической решетке.

Рисунок 4. Диаграммы равновесия двухкомпонентных систем с твердыми растворами

Если смешиваемость компонентов происходит лишь до некоторых пределов концентраций, то такой твердый раствор называется твердым раствором с ограниченной растворимостью.

При эвтектической температуре в равновесии с расплавом находятся два твердых раствора: α и β. Точки N и К – точки предельной концентрации твердых растворов, которая изменяется при понижении температуры по линиям предельной растворимости.

На диаграмме исходных составов системы, пути кристаллизации которых отличаются друг от друга, можно выделить три интервала: А–N*, N*-N, N–E, если рассматривать точку эвтектики как точку симметрии диаграммы. Пути кристаллизации составов, находящихся в интервале A-N*, не отличаются от путей кристаллизации составов с твердыми растворами неограниченной растворимости.

Таблица 4

Пути кристаллизации составов системы

Температура	Равновесные фазы	Примечание
Состав М
Т = Т1	L1 + тв.р-рS1	-
Т→Т2	L(1→D) + S(1→2)	-
Т = Т2	тв.р-р (S2)	Кристаллизация закончилась
Т = Т3	тв.р-р (So) + тв.р-р (Sq)	Разделение в твердой фазе на два раствора
Т < Т3	тв.р-р (So→n*) тв.р-р (Sq→ k*)	Изменение концентрации твердых растворов по линиям предельной растворимости
Состав N
Т = Т4	тв.р-р (S4) + расплав L4	(составы условно не показаны)
Т = Те	тв.р-р (Sn) + тв.р-р (Sk)	Кристаллизация закончилась
Т < Те	тв.р-р Sn→ n* + тв.р-р Sk→ k*	Изменение составов твердых растворов