1.1.3 Контрольные вопросы

1. Что такое система?

2. Что понимают под компонентами?

3. Что такое степени свободы?

4. Уравнение Гиббса.

5. Что такое гетерогенная система?

6. Что такое энантиотропные и монотропные превращения?

2. Двухкомпонентные системы

Решение практических задач по двухкомпонентным диаграммам состояния: определение фазового состава и количественного содержания фаз в системах силикатных и других тугоплавких материалов. (3ч)

2.1 Двухкомпонентные системы, методы построения.

По окончании темы студент должен знать двух-компонентные системы, методы их построения, уметь работать с двухкомпонентными диаграммами.

Двух компонентные системы разделяются на следующие типы; системы с эвтектическим плавлением, с химическим соединением, плавящимся без разложения; с химическим соединением, плавящимся с разложением; с химическим соединением, разлагающимся в твердом виде; полиморфными превра­щениями одной или более кристаллических фаз, с ликвацией, системы с твердыми растворами неограниченной и ограничен­ной смешиваемости — с эвтектическими или перитектическими, точками

80 100

клиноэнстатит SiO₂

+ жидк. А

Рисунок 1 – Диаграмма состояния системы MgO–SiO₂

Пример 1. Определить число, род фаз и число степеней свободы в. точке а, На диаграмме состояния системы MgO–SiO₂ (рисунок 1) дана изображающая точка а некоторой смеси.

Решение. Точка а отвечает составу смеси 55% SiO₄ и 45% MgO, нагретой до температуры 1800° , и находится в об­ласти жидкости (расплава). Следовательно, в системе имеется одна жидкая фаза. Число степеней свободы при данных усло­виях будет:

F=k + 1 – р = 2 + 1 – 1 = 2

Пример 2. На диаграмме системы MgO–SiO₂ (см. рисунок 1) для состава 50% MgO и 50% SiO₂ дана точка b; определить в ней число, род фаз и число степеней свободы.

Решение Так как точка расположена на ликвидусе, то жидкость b находится в равновесии с твердой фазой 2MgQ×SiO₂. Следовательно, имеются две равновесные фазы.

Число степеней свободы F равно:

F= k + 1 – р = 2 + 1 – 2 = 1

Пример 3. Определить число, род фаз и число степенен свободы для эвтектической точки Е на диаграмме MgO–SiO₂ (см. рисунок 1).

Решение. В эвтектической точке Е находятся в равновесном состоянии твердые фазы MgO·SiO₂, Si0₂ (кристобалит) и расплав состава Е — всего три фазы. Число степеней свободы F равно:

F= k + 1 – р = 2 + 1 – 3 = 0

Пример 4 -Определить число, род фаз и число степеней свободы в изображающей точке f на диаграмме СаО — SiO₂ (рисунок 2).

Решение. Точка f имеет состав 80% SiO₂ и 20% СаО. Смесь нагрета до 1800°. Заданная смесь находится полностью в жидком (расплавленном) состоянии. Поскольку состав ис­ходной смеси находится в области ликвации, то расплав рас­слаивается на жидкости двух составов, Таким образом, в рав­новесии находятся две жидкие фазы. Число степеней свободы при этом будет:

F= k + 1 – р = 2 + 1 – 2 = 1

Рисунок 2 – Диаграмма состояния системы СаО- SiO₂