Состав эвтектики как определить

Диаграмма с эвтектикой

Определение. Эвтектика – это механическая смесь двух или более видов кристаллов, одновременно кристаллизовавшихся из жидкости.

Это слово (греч.) обозначает хорошо, или легко, плавящийся.

Фазами эвтектики могут быть чистые элементы (А и В), химические соединения (A_mB_n) и твердые растворы (А(В), В(А)). Обозначаются эвтектики Э(Ф₁ + Ф₂), где Ф – соответствующая фаза, например Э(Рb + Sb), Э(А1(Сu) + СuА1₂).

Эвтектики могут состоять из двух и более фаз. При микроскопическом исследовании металлографических шлифов эвтектические структуры выглядят как механические смеси кристаллов. По строению эвтектики могут быть пластинчатыми, игольчатыми, дендритными и т. д. (рис. 3.3), зависящими от условий охлаждения, сходства или различия кристаллических решеток фаз, составляющих эвтектику.

Рис. 3.3 – Строение эвтектик

В диаграммах III рода не образуются фазы, представляющие собой чистые компоненты. Из жидкости могут выделяться только твердые растворы а или В. Следовательно, около вертикалей А и В (рис. 3.4), соответствующих чистым компонентам, находятся области существования твердых растворов α или β. Предельная растворимость компонента В в А определяется линией DF, а предельная растворимость А в В – линией CG.

Сплавы, находящиеся между этими двумя линиями, находятся за пределами растворимости и являются двухфазными, состоящими из α + β.

Линия АЕВ является линией ликвидус, линия ADCB – линией солидус. Применяя правило фаз и правило отрезков, проследим за процессом кристаллизации сплава.

Кристаллизация сплава I. Выше точки 1 сплав находится в жидком состоянии. В точке 1 начинается процесс кристаллизации. Выделяются кристаллы твердого раствора α, концентрация которого изменяется по кривой а – 2, а состав жидкости изменяется по кривой 1 – b. В точке 2 кристаллизация закончится, и полученные кристаллы твердого раствора α будут иметь концентрацию исходной жидкости.

Рис. 3.4 – Диаграмма состояния с эвтектикой

Эти кристаллы не претерпевают изменений до точки 3, лежащей на линии предельной растворимости. Ниже этой точки твердый раствор α является пересыщенным (по отношению к компоненту В) и выделяет избыточные кристаллы. Такими кристаллами являются кристаллы β-твердого раствора, что определяют, применяя правило рычага для сплава, лежащего внутри двухфазной области α + β (т. е. для сплава ниже линии DF).

Состав твердого раствора α изменяется по кривой 3 – F, вследствие выделения кристаллов β концентрации G. Количество кристаллов β при охлаждении увеличивается. Количество кристаллов β, выделившихся из сплава I, характеризуется отрезком от вертикали I до линии 3 – F.

Кривая охлаждения и схемы структур этого сплава при различных температурах показаны на рис. 3.5.

Определения. 1. Кристаллы β, выделившиеся из твердого раствора, называются вторичными кристаллами и часто обозначаются символом β_II в отличие от первичных β-кристаллов (β_I), выделяющихся из жидкости.

2. Процесс выделения вторичных кристаллов из твердой фазы носит название вторичной кристаллизации в отличие от процесса первичной кристаллизации, когда кристаллы (первичные) образуются в жидкой фазе.

Отметим, что сплав, концентрация которого лежит левее точки F, не будет иметь вторичных выделений β-кристаллов.

Так как линия CG в отличие от линии FD изображена на рис. 3.5 вертикальной, т.е. растворимость компонента А в В не зависит от температуры, то вторичных выделений α-кристаллов нет, но они были бы, если бы линия CG была наклонена вправо, т. е. растворимость (компонента А) уменьшалась бы с понижением температуры.

Точка D для твердого раствора α показывает максимальную растворимость компонента В в компоненте А.

Кристаллизация сплава II. При кристаллизации этого сплава, в отличие от предыдущего, при достижении гори­зонтальной линии DEC наступает нонвариантная реакция.

Источник

Эвтектика

Пластинчатая (а), зернистая (б), скелетная (в) и игольчатая (г) эвтектики

Компоненты сплавов с направленной эвтектикой, которые относят к естественным композитам, подбираются так, чтобы каждая из образующихся фаз, входящих в эвтектику, отвечала определенным требованиям и обеспечивала бы в сплаве повышенные свойства: жаропрочность, жаростойкость, сопротивление ползучести и др. Кроме того, при взаимодействии фаз при изменении температуры может достигаться ряд специальных свойств: термоэлектрических, термомагнитных и др. Область возможного применения: лопатки газовых турбин, электроника, оптика и др.;

Полезное

Смотреть что такое «Эвтектика» в других словарях:

ЭВТЕКТИКА — (от греч. eutektos легко плавящийся) жидкая фаза (расплав), находящаяся в равновесии с двумя или более твердыми фазами. Температура кристаллизации эвтектики называется эвтектической точкой. Продукт кристаллизации жидкой эвтектики твердая… … Большой Энциклопедический словарь

эвтектика — сущ., кол во синонимов: 3 • расплав (5) • сплав (252) • эвтектоид (1) Словарь синонимов ASIS … Словарь синонимов

ЭВТЕКТИКА — [εΰ (эу) хорошо, легко; τεκτος (ςектос) расплав] 1. Расплав, представляющий собой смесь двух или нескольких компонентов и кристаллизующийся при самой низкой температуре из всех возможных для смесей… … Геологическая энциклопедия

эвтектика — Расплав (и состав), представляющий собой смесь двух или нескольких компонентов и кристаллизующийся при самой низкой температуре из всех возможных для смесей этих веществ путём одновременного выделения компонентов. Температура плавления… … Справочник технического переводчика

ЭВТЕКТИКА — тонкая смесь двух или большего числа твёрдых фаз, одновременно выкристаллизовывающихся из раствора или сплава при постоянной и наиболее низкой (для ряда смесей данных компонентов) температуре смеси, образующая при температуре своего плавления… … Большая политехническая энциклопедия

эвтектика — (от греч. éutēktos легко плавящийся), жидкая фаза (расплав), находящаяся в равновесии с двумя или более твердыми фазами. Температура кристаллизации эвтектики называется эвтектической точкой. Продукт кристаллизации жидкой эвтектики твердая… … Энциклопедический словарь

ЭВТЕКТИКА — (от греч. eutektos легко плавящийся) тонкая смесь кристаллов, одновременно закристаллизовавшихся из расплава при темп ре ниже темп ры плавления отд. компонентов (твёрдая Э.); Э. наз. также жидкий расплав (р р), из к рого возможна такая… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Эвтектика — (греч. éutektos легкоплавящийся) нонвариантная (при постоянном давлении) точка в системе из n компонентов, в которой находятся в равновесии n твердых фаз и жидкая фаза. Эвтектическая композиция представляет собой жидкий раствор,… … Википедия

ЭВТЕКТИКА — [eutectic] смесь двух или более твердых фаз, одновременно кристаллизовавшихся из расплава, характеризуется постоянной температурой кристаллизации и составом. В зависимости от количества фаз различают 2 ные, 3 ные, 4 ные, в общем случае… … Металлургический словарь

Эвтектика — (от греч. éutektos легко плавящийся) жидкая система (раствор или расплав), находящаяся при данном давлении в равновесии с твёрдыми фазами, число которых равно числу компонентов системы. Кристаллизация такой системы, согласно фаз правилу… … Большая советская энциклопедия

Источник

Эвтектика

Из Википедии — свободной энциклопедии

Фазовая диаграмма бинарной смеси с простой эвтектикой

Пространственная диаграмма состояния трехкомпонентной системы с одной тройной эвтектикой. Диаграмма имеет форму призмы, в которой треугольник Гиббса — Розебома, параллельный основанию, является изотермическим сечением.

Эвтектическая точка — нонвариантная (при постоянном давлении) точка в системе из n компонентов, в которой находятся в термодинамическом равновесии n твёрдых фаз и жидкая фаза. Жидкая эвтектика представляет собой раствор или расплав, кристаллизующийся при температуре более низкой, чем температура кристаллизации каждого из веществ, входящих в состав смеси. Соответственно, температура плавления твёрдой эвтектики — самая низкая для данной смеси компонентов. Это явление как раз и отражает этимология термина.

Источник

Эвтектические смеси (растворы).

Эвтектические смеси (eutectic solution) — смесь образующаяся при смешивании некоторых твердых веществ температура плавления, которой ниже комнатной, хотя температура плавления каждого вещества в отдельности выше комнатной, при этом наблюдаться частичное или полное разжижение смеси. Эвтектические смеси относятся к неводным растворам.

Эвтектику в настоящее время рассматривают как частный случай раствора, а именно как раствор, одновременно насыщенный обоими компонентами.

Приготовление эвтектических смесей и растворов имеет место и в аптечной рецептурной практике при изготовлении некоторых сложных порошков и других лекарственных форм.

При смешивании определенных порошкообразных веществ можно созерцать расплавление порошкообразной массы. Расплавляется она при определенной температуре смешивания, и в зависимости от количественного соотношения твердых ингредиентов смесь расплавляется в густую вязкую массу или превращается в гомогенную жидкость.

Например, при смешивании в определенных соотношениях друг с другом камфоры, ментола, анестезина, хлоралгидрата, кислоты салициловой, фенилсалицилата (салола), кислоты ацетилсалициловой (аспирина), тимола, фенола кристаллического, резорцина и некоторых других лекарственных веществ мы можем наблюдать разжижение или образование жидкой смеси.

Большинство эвтектических смесей и растворов не растворимы в воде. Эти же явления имеют место тогда, когда смесь более гигроскопична, чем составляющие ее компоненты каждый в отдельности.

Технология приготовления эвтектических смесей.

Изготовление эвтектических смесей сводится к тому, что лекарственные вещества смешивают в фарфоровой ступке или сразу помещают в сухой флакон, плотно закрывают и потом для ускорения образования жидкой смеси помещают на водяную баню температурой

40°С до растворения лекарственных веществ. В случае, если жидкая эвтектическая смесь прописана в рецепте в желатиновых капсулах, то ингредиенты смеси предварительно не смешивают, а отдельные дозы каждого вещества отвешиваются напрямую в желатиновую капсулу.

Рецепты с эвтектическими смесями.

Таблица эвтектических смесей используемых в химической промышленности.

Данная информация пусть и не совсем по теме, но считаю что кому-нибудь она явно пригодится.

Друзья напишите в комментариях как часто Вам приходилось сталкиваться с эвтектическими смесями?

Предлагаю немножко отдохнуть и расслабиться, смотрим видео:

Источник

Термический анализ эвтектической системы

Эвтектика – это механическая смесь микроскопически мелких частиц. Механическая смесь двух компонентов А и В образуется тогда, когда они не способны к взаимному растворению в твердом состоянии и не вступают в химическую реакцию с образованием соединения.

Одним из наиболее распространенных видов физико-химического анализа является термический, который представляет собой совокупность экспериментальных методов определения температуры, при которой в равновесной системе изменяется число фаз. Термический анализ основан на наблюдении кривых охлаждения.

Кривые охлаждения – это графики зависимости изменения температуры от времени в данной системе. Если при охлаждении системы не происходит никаких фазовых превращений, то температура равномерно уменьшается. Если в системе происходит какое-либо превращение, сопровождающееся тепловым эффектом, то непрерывность хода кривой нарушается (рис. 1а).

Для изучения равновесия между жидкой и твердой фазами системы применяют диаграммы состояния, называемые диаграммами плавкости. Они выражают зависимость температуры плавления смеси от ее состава. Диаграммы плавкости представляют собой совокупность линий, плоскостей и точек, отражающих химические процессы, происходящие в системе при изменении температуры или состава, отвечающих равновесию, таких как образование и распад химических соединений, появление и (или) исчезновение твердых или жидких растворов и т.п.

Типичные диаграммы плавкости

Диаграмма плавкости двухкомпонентных систем при неограниченной растворимости компонентов в жидком состоянии и отсутствии растворимости в твердом состоянии, компоненты не образуют химических соединений

При отсутствии растворимости компонентов в твердом состоянии (компоненты неизоморфны) и образования химических соединений добавление одного

компонента к другому всегда приводит к уменьшению температуры кристаллизации исходной системы. При охлаждении такой двухкомпонентной системы последовательность кристаллизации компонентов из жидкой фазы при охлаждении зависит от насыщенности расплава тем или иным компонентом (от взаимной растворимости компонентов). Пример построения диаграммы по кривым

охлаждения для данного случая представлен на рис. 4.2.

Линия ТАЕТВизображает зависимость температуры начала кристаллизации от состава системы (линия ликвидуса). Она состоит из двух ветвей. Линия ТАЕсоответствует равновесию расплава с кристаллами вещества А. Линия ТВЕсоответствует равновесию расплава с кристаллами вещества В.

Выше линии ТАЕТВна диаграмме располагается область, соответствующая существованию жидкого расплава (область I). Для этой области число степеней свободы S = 2 – 1 + 1 = 2, то есть в пределах поля можно изменять температуру и состав системы без изменения числа и вида фаз.

Рис. 4.2. Кривые охлаждения (а) и, построенная на их основе,

диаграмма плавкости двухкомпонентной системы при неограниченной растворимости

в жидком состоянии и отсутствии растворимости в твердом состоянии,

компоненты не образуют химических соединений (б)

а: А – кривая охлаждения чистого компонента А; В – кривая охлаждения чистого компонента В; M, N – кривые охлаждения промежуточных составов, соответствующих точкам М и N, соответственно; М’ – кривая охлаждения промежуточного состава, соответствующего точке М для случая переохлаждения расплава; Е – кривая охлаждения расплава эвтектического состава

Область II – соответствует двухфазному состоянию системы, состоящей из кристаллов вещества Аи расплава.

Область III – соответствует двухфазному состоянию системы, состоящей из кристаллов вещества Ви расплава.

Для двухфазных состояний S = 2 – 2 + 1 = 1. Это означает, что существует взаимно однозначное соответствие температур начала кристаллизации и составов систем, то есть каждому составу расплава соответствует своя температура начала кристаллизации, и наоборот.

Точка Ена диаграмме – точка пересечений двух ветвей линии ликвидуса характеризует температуру кристаллизации и состав эвтектики. Для эвтектического состава при температуре кристаллизации эвтектики расплав насыщен обоими компонентами, и происходит их одновременная кристаллизация при постоянном соотношении компонентов в жидкой фазе (расплаве) и в твердом состоянии. В этом случае в системе в равновесии находятся три фазы (расплав, кристаллы Аи В). S = 2 – 3 + 1 = 0, то есть система нонвариантная, и изменение любого параметра (состава, температуры) приведет к изменению числа фаз. Таким образом, эвтектикой называется механическая смесь кристаллов, которые одновременно выпадают из насыщенного расплава соответствующего состава (эвтектического) вследствие равновесного процесса:

расплав А-В ↔ кристаллы А + кристаллы В.(4.6)

Эвтектический состав полностью затвердевает при постоянной температуре, подобно чистому компоненту (кривая охлаждения Ена рис. 4.1). В связи с тем, что кристаллы Аи Впри кристаллизации выпадают одновременно, у них нет условий для роста. Поэтому эвтектическая смесь имеет мелкокристаллическое строение, что определяет ряд ее свойств, в том числе, механическую прочность.

Линия FGизображает зависимость температуры окончания кристаллизации при охлаждении (или начала плавления при нагревании твердой смеси) от состава (линия солидуса).

Ниже линии солидуса находится фазовое поле твердого состояния системы (IV + V), отвечающее сосуществованию двух твердых фаз(кристаллы Аи кристаллы В). Область IV соответствует крупным кристаллам вещества А, которые сначала выпадали в твердом состоянии индивидуально, и эвтектики, представляющей собой механическую смесь мелких кристаллов веществ Аи В. Область V соответствует крупным кристаллам вещества В, которые сначала выпадали в твердом состоянии индивидуально, и эвтектики.

Диаграммы позволяют провести анализ процесса кристаллизации расплавов. Например, при охлаждении расплава состава, заданного точкой М, фигуративная точка системы в целом движется вниз по прямой МD. В точке ее пересечения с линией ликвидуса (точка М1) определяется температура начала кристаллизации компонента А(ТМ). По мере кристаллизации компонента Ажидкость (расплав) обогащается компонентом В. Так как при кристаллизации состав жидкой фазы изменяется, то происходит и снижение температуры кристаллизации расплава. Состояние расплава (температура и состав) при кристаллизации изменяется по линии ликвидуса до температуры ТЕи соответствующего ей эвтектического состава. Например, при достижении системой состояния, характеризуемого фигуративной точкой М2, в равновесии будут находится кристаллы А(точка P) и

расплав, соответствующий точке Q. Прямые, соединяющие точки, соответствующие фазам, находящимся в равновесии, называются конoдами.

Для данного примера – это прямая PQ. При температуре TEконцентрация компонента Внастолько увеличивается, что расплав становится насыщенным и этим компонентом. Поэтому происходит его выделение в виде кристаллов из расплава наряду с компонентом Апри соотношении, соответствующем эвтектическому (точка Е). После окончания кристаллизации всей системы при температуре ТЕдальнейшее охлаждение будет приводить к снижению температуры системы в твердом состоянии, и фигуративная точка будет двигаться по линии КD. Аналогично происходит процесс кристаллизации расплава, заданного точкой N. Однако первым компонентом, выпадающим из расплава при охлаждении за счет насыщения раствора будет компонент В, а состав жидкой

фазы вследствие ее обогащения компонентом Апри кристаллизации будет изменяться по ветви линии ликвидуса N1Eдо температуры TE, при которой состав расплава становится эвтектическим, и из него наряду с компонентом Вбудет кристаллизоваться компонент А. Таким образом, кристаллизация всех расплавов системы А-Впри отсутствии взаимной растворимости компонентов в твердом состоянии заканчивается при температуре ТЕ. Это объясняется тем, что при охлаждении расплава любого состава до этой температуры жидкая фаза имеет один и тот же состав, отвечающий

Дата добавления: 2018-02-28 ; просмотров: 770 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник