Диаграмма состояния двухкомпонентной системы с химическими соединениями

На рисунке 2 представлены диаграммы равновесия со всеми типами химических соединений, взаимодействие между компонентами системы которых, наблюдается с образованием химических соединений:

1. Плавящимися конгруентно (без разложения) – A_mB_n: линия состава химического соединения обязательно доходит до линии ликвидуса при температуре плавления химического соединения. Диаграмма по линии соединения A_mB_n делится на две части, каждая из которых представляет собой отдельную диаграмму. Таким образом никаких отклонений в кристаллизации исходных составов системы от не будет. Если исходный состав системы соответствует составу химического соединения, то кристаллизация его начнется и закончится при температуре плавления химического соединения A_mB_n (как для отдельного компонента).

Вертикальная линия состава химического соединения A_pB_q, разлагающегося в твердой фазе при нагревании доходит до горизонтальной линии к – t_k, проведенной при температуре разложения A_pB_q. Концы линии указывают на составы образующихся при разложении химического соединения A_pB_q фаз (точка к – кристаллы химического соединения A_mB_n, точка t_к – кристаллы компонента В).

2. Инконгруентно (с разложением) – АВ.

3.
Разлагающимся в твердой фазе – A_pB_q.

Рисунок 2. Диаграммы равновесия двухкомпонентных систем с химическими соединениями

Отличительной особенностью диаграммы с химическим соединением, плавящимся инконгруентно, является то, что вертикаль состава химического соединения АВ не доходит до линии ликвидуса E-C-t_в. При температуре t₁ при нагревании химическое соединение плавится с разложением на расплав состава L_c и кристаллы компонента В, при этом состав расплава не соответствует составу химического соединения (точка состава расплава С и вертикаль химического соединения не совпадают).

Точка С на диаграмме – точка перитектики. Эта точка, в которой начинается и протекает химическая реакция взаимодействия ранее выделившегося в кристаллическом состоянии компонента В и расплава L_c с образованием химического соединения АВ: кр.В + L_c = AB. В точке перитектики в равновесии находятся одновременно три фазы, определяющиеся нонвариантное состояние системы. Пока одна из фаз не исчезнет, температура изменяться не может.

Какая фаза пропадает в результате протекания химической реакции, зависит от точки исходного состава системы. Если исходный состав системы содержит компонента В больше, чем его находится в химическом соединении АВ (точка М на рисунке 2), то в результате протекания химической реакции в точке перитектики пропадет расплав, в равновесии останутся две кристаллические фазы: АВ и В.

Если исходный состав системы содержит компонента В меньше, чем его находится в химическом соединении АВ (точка N на рисунок 2), то в результате протекания химической реакции в точке перитектики пропадет компонент В, в равновесии останутся расплав состава С и АВ. И в том случае, когда в исходном составе системы количество компонента В совпадает с его количеством в химическом соединении, то в результате протекания химической реакции в точке перитектики пропадут как В, так и расплав: в равновесии останутся только кристаллы химического соединения АВ.Таким образом, кристаллизация исходных составов системы может закончиться как в точке эвтектики, так и в точке перитектики.

Таблица 2

Пути кристаллизации исходных составов системы