Построение и исследование диаграммы состояния двойной системы никель-стронций

Данная система представляет собой диаграмму состояния Ca-Al являющаяся двухкомпонентной с полной растворимостью в жидком состоянии, с ограниченной растворимостью в твёрдом состоянии, с образованием неустойчивого химического соединения CaAl 4, c образованием устойчивого химического соедининия CaAl 2, с отсутствием полиморфизма.

Фазовый состав всех её областей следующий:

L C=2 Ф=1 L — жидкий раствор.

SСа + L C=1 Ф=2 S — твердый раствор.

SAl (р-р) С=1 Ф=2.

SAl (р-р) — твердый раствор на основе Al.

L+SAl (р-р) С=1 Ф=2 Са Al 2- химическое соединение.

Ca Al 4 — химическое соединение.

L + SCaAl С=1 Ф=2.

SCaAl +L С=1 Ф=2.

SCaAl +SCa С=1 Ф=2.

SAl+SCaAl C=1 Ф=2.

SCaAl +SCaAl C=1 Ф=2.

Расчет массовых долей:

Расчет формулы химического соединения, имеющегося на диаграмме состояния двухкомпонентной системы, состоящей из компонентов Са и Al, состав которой задан в атомных долях, осуществляется следующим образом:

1) Химическое соединение CamAln: m: n=атомная доля (Ca):атомная доля (Al).

Из расчетов следует, что формула химического соединения будет CaAl4.

2) Химическое соединение CamAln: m: n=атомная доля (Са):атомная доля (Al).

.

Из расчетов следует, что формула химического соединения будет CaAl2.

Кристаллизация расплава, содержащего 0,15 ат. д Ca начинается при температуре 8700C, а при температуре 6160С кристаллизация заканчивается.

Первые кристаллы, выпавшие из расплава, содержащего 0,15 ат. д. Ca, состоят из кристаллов химического соединения СаAl2, а состав последних капель этого расплава соответствует точки эвтектики Е2 (0,05 ат. д. Ca).

По правилу рычага для системы кальций-алюминий, содержащей 0,5 ат. д Са при температуре 7000C, определим массы равновесных фаз, если было взято 600 кг исходного сплава.

Найти число степеней свободы, в точках, соответствующих следующему составу системы и температуре: Число степеней свободы находится по правилу фаз Гиббса:

С=К-Ф+1,.

где С — степень свободы, которая характеризует число независимых параметров; Ф — число фаз системы; К — число компонентов системы.

Отсюда следует, что система, у которой: состав 0,5 ат. д. Са, температура 5450С, имеет: К=2, Ф=3, С=2−3+1=0; состав 0,8 ат. д. Са, температура 4000С, имеет: К=2, Ф=2, С=2−2+1=1; состав 0,5 ат. д. Са, температура 6300C, имеет: К=2, Ф=2, С=2−2+1=1.

Система, содержащая 0,15 ат. д. Са до температуры T=8700С однородна, жидкий расплав (Ф=1, К=1, С=2); при температуре T=8700С появляются первые кристаллы химического соединения SCaAl, система двухфазна (Ф=2, К=2, С=1); От T=8700C до T=7000C (точка е) масса кристаллов химического соединение CaAl2 растет, а расплав меняет состав по кривой eP. Идёт его дальнейшее охлаждение. При температуре 7000С идет перитектическое превращение расплава:

химический оксид фазовый энтальпия.

LP + SCaAl = SCaAl + L (Ф=3, К=2, С=0),.

От T2=700 до Т=616 масса кристаллов химического соединение CaAl4 растет, а расплав меняет состав по кривой РЕ. При температуре 6160С идет эвтектическое превращение расплава:

LE=SCaAl+ SAl (р-р) (Ф=3, К=2, С=0) которое заканчивается исчезновением жидкой фазы и остаётся компонент SAl и химическое соединение Ca4Al (Ф=2, К=2, С=1).