Правило 4

При кристаллизации из расплава одной твердой фазы состав жидкой фазы изменяется по продолжению прямой, проходящей в поле кристаллизации этой фазы и проведенной через точку состава первично выпадающей фазы и точку исходного состава в сторону понижения температуры.

После начала кристаллизации компонента А состав расплава будет изменяться по отрезку mM прямой АМ в сторону точки М. Как только состав расплава дойдет до пограничной кривой Е₁ – Е расплав становится пересыщенным по отношению к двум твердым фазам: А и В.

Кристаллы этих фаз будут одновременно выпадать из расплава. В этот момент времени степень свободы системы будет равна единице. Независимым термодинамическим параметром будет температура, а состав расплава будет изменяться при дальнейшем понижении температуры строго по пограничной кривой, то есть от точки М по кривой Е₁ – Е в сторону точки Е. При достижении температуры точки тройной эвтектики te начинается кристаллизация компонента С, так как в этом случае расплав становится пересыщенным по отношению сразу к трем компонентам. Нонвариантное состоянии, характерное для этого случая, заканчивается полной кристаллизацией расплава и дальнейшее возможное охлаждение системы приводит к охлаждению трех кристаллических фаз: А, В, С. Таким образом, путь кристаллизации исходного состава м: м→ М→ Е. Изменение фазового равновесия при нагревании будет обратным, нежели при охлаждении.

5.13. Правило рычага в трехкомпонентной системе

Для трехкомпонентной системы с помощью правила рычага можно решать следующие задачи:

1. определение количественного соотношения жидкой и твердой фаз при наличии одной твердой фазы;

2. определение количественного соотношения жидкой и твердой фаз при наличии двух кристаллических фаз с одновременным определением количественного соотношения кристаллических фаз в составе твердой фазы;

3. определение соотношения двух одновременно кристаллизующихся в данный момент времени фаз.

Рассмотрим работу правила рычага на примере диаграммы по рис.31.

Задача: определить фазовое равновесие исходного состава системы при температуре t₂.

К этой температуре в результате кристаллизации в системе в равновесии будут находиться две фазы: кристаллы А и расплав состава Lк. Для определения состава расплава следует провести прямые через точку К, параллельные сторонам треугольника.

Количественное соотношение равновесных фаз согласно правилу рычага будет определяться следующим образом. За 100% системы принимаем отрезок, ограниченный точками составов равновесных фаз, то есть точкой К (состав расплава) и точкой А (состав кристаллов А). Отношение «расплав: кристаллы» будет обратно пропорциональным отрезкам прямой от точки исходного состава М до точек составов равновесных фаз, то есть АМ: МК.

Рис.31. Правило рычага в трехкомпонентной системе

5.14. Диаграмма состояния трехкомпонентной системы с двойным химическим соединением, плавящимся конгруентно.

Признаком химического соединения, плавящегося конгруентно, является следующее.