11.Классификация диаграмм фазового равновесия. Связь между свойствами сплавов и типом фазовой диаграммы.

В заимодействие химических элементов, образующих систему, может быть весьма сложным. Знать характер этого взаимодействия чрезвычайно важно еще и потому, что им прежде всего и определяются свойства материала. Так изменение типа химической связи при плавлении приводит к появлению особых точек на диаграммах состав- свойство и состав-температура.

Основным средством изображения результатов этого взаимодействия являются диаграммы фазового равновесия или, как их часто называют, фазовые диаграммы.

Классификация диаграмм фазового равновесия может быть проведена по признаку образования тех или иных фаз в твердом растворе, а именно:

- с непрерывными рядами твердых растворов;

- с граничными твердыми растворами;

- с различными промежуточными фазами;

или по типу нонвариантного равновесия:

- эвтектическое;

- перитектическое;

- монотектическое.

Главная задача физико-химического анализа заключается в выявлении связи между геометрической формой диаграмм состав- свойство и природой фаз. Геометрические особенности кривой состав - свойство (плавное изменение, излом, точки перегиба, точки экстремума) отражают характер взаимодействия компонентов в системе.

При этом в основе анализа диаграмм состояния лежат два общих положения сформулированных Н. С. Курнаковым:

- принцип непрерывности;

- принцип соответствия.

☻Согласно принципу непрерывности, при непрерывном изменении параметров , определяющих состояние системы, свойства отдельных фаз изменяются также непрерывно, свойства же всей системы в целом изменяются непрерывно лишь до тех пор, пока не меняется число или природа ее фаз. При исчезновении старых или появлении новых фаз свойства системы в целом изменяются скачкообразно.

☻Согласно принципу соответствия, на диаграмме состояния при равновесии каждому комплексу фаз и каждой фазе в отдельности соответствует свой геометрический образ: плоскость, линия, точка.

Связь между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния

Так как вид диаграммы, также как и свойства сплава, зависит от того, какие соединения или какие фазы образовали компоненты сплава, то между ними должна существовать определенная связь. Эта зависимость установлена Курнаковым(см. рис)

1.   При образовании механических смесей свойства изменяются по линейному закону. Значения характеристик свойств сплава находятся в интервале между характеристиками чистых компонентов.

2.   При образовании твердых растворов с неограниченной растворимостью свойства сплавов изменяются по криволинейной зависимости, причем некоторые свойства, например, электросопротивление, могут значительно отличаться от свойств компонентов.

3.   При образовании твердых растворов с ограниченной растворимостью свойства в интервале концентраций, отвечающих однофазным твердым растворам, изменяются по криволинейному закону, а в двухфазной области — по линейному закону. Причем крайние точки на прямой являются свойствами чистых фаз, предельно насыщенных твердых растворов, образующих данную смесь.

4.   При образовании химических соединений концентрация химического соединения отвечает максимуму на кривой. Эта точка перелома, соответствующая химическому соединению, называется сингулярной точкой.