ур і складів всі три равновесно співіснуючі фази є твердими (В одного з компонентів існують поліморфні модифікації з утворенням твердого розчину g), можливі трифазні рівноваги, називають евтектоїдний і перітектоіднимі. Їх можна представити відповідними реакціями, аналогічно евтектичним і перитектической фазовим равновесиям:
В
За наявності в деякому температурно-концентраційному інтервалі двох рідких фаз L1 і L2 і однієї твердої (Напр., а) можливі трифазні рівноваги, називають монотектіческое і сінтектіческое:
В
Деякі види трифазних рівноваг, наприклад ті, при яких утворюється рідина в результаті взаємодією двох кристалічних фаз при зниженні температури, теоретично можливі, але реально, мабуть, не спостерігаються. При переході до потрійним і більш складним системам число видів багатофазних фазових рівноваг зростає ще більше (див. Потрійна точка). Розподіл компонентів між фазами системи при фазовому рівновазі описується законом розподілу, що встановлює, що ставлення термодинамічних активностей домішки у двох фазах при фазовий рівновага є постійною величиною. У першому наближенні активності компонентів можна замінити їх концентраціями. Однією з умов здійсненності закону розподілу речовини між фазами є однаковість молекулярного стану розчиненого речовини в обох фазах, тобто відсутність асоціації молекул. Заміна активностей на концентрації припустима, якщо коефіцієнт активності компонента на обох фазах не залежать від концентрації, тобто для ідеальних розчинів (це умова звичайно виконується для дуже розбавлених розчинів, у разі микроконцентраций). Ставлення активностей компонентів називають коефіцієнтом розподілу або коефіцієнтом відносної летючості і т. п. Окремі випадки закону розподілу - правила і закони, що виражають рівноважний розподіл речовини в двофазних системах. Наприклад, для розрахунку рівноваги рідини і пара користуються законами Рауля і Генрі, першим - для речовини, що знаходиться в надлишку, другим - для речовини, що є домішкою. Розподіл розчиненої речовини між двома несмешивающимися рідинами при постійній температурі характеризується тим, що ставлення його концентрацій в цих двох фазах зберігається постійним (закон Бертло - Нернста). Розподіл домішки між рідкої і твердої кристалічної фазою описується розподілами Хлопіна (рівноваги) і Дьорнер-Хоскінса.Закони розподілу є основою різноманітних гетерогенних методів очищення (поділу), хоча саме фазовий рівновагу в процесі проведення цих методів очищення досягається далеко не завжди, а іноді сама можливість очищення обумовлена ​​відсутністю фазового рівноваги (див. кристалізаційна методи розділення сумішей, Ректифікація, Екстракція рідинна). h2> Діаграми стану
Діаграми стану, або діаграми фазового рівноваги в зручній графічній формі показують фазовий склад сплаву в залежності від температури і концентрації. Діаграми стану будують для умов рівноваги (остаточне стан). Рівноважний стан відповідає мінімальному значенню вільної енергії. Цей стан може бути досягнуто тільки при дуже малих швидкостях охолодження або тривалому нагріванні. Однак справжнє рівновага досягається рідко, найбільш часто системи знаходяться в метастабільних стані (нестійкому), і під впливом зовнішніх факторів можуть переходити в інші більш стійкі стану. Метастабільні стани нерідко повідомляють сплавів високі механічні й інші властивості.
Правило фаз
Діаграми фазового рівноваги характеризують остаточний стан сплавів, тобто після того як всі перетворення в них відбулися і повністю закінчилися. Це стан залежить від зовнішніх умов (Т 0 С; Р, МПа) і характеризується числом і концентрацією утворилися фаз. Закономірність зміни числа фаз у гетерогенній системі визначається правилом фаз.
Правило фаз встановлює залежність між числом ступенів свободи, числом компонентів і числом фаз і виражається рівнянням
С = К - Ф + 2,
де С - число ступенів свободи системи (або варіантність);
К - число компонентів, утворюють систему;
2 - число зовнішніх факторів (Т і Р),
Ф - число фаз, що у рівновазі.
Під числом ступенів свободи (варіантність системи) розуміють можливість зміни температури, тиску і концентрації без зміни числа фаз, що у рівновазі.
При нормальних умовах змінюється тільки один фактор-Т 0 С, Р = const, тоді:
С = К - Ф + 1.
Число ступенів свободи НЕ може бути менше нуля, тоді К-Ф +1> 0, а Ф <К +1, тобто число фаз у сплаві, не може бути більше ніж число компонентів плюс одиниця. Таким чином, в подвійній системі може бути не більше трьох фаз.Прі С = 0 - існує в рівновазі відразу три фази - мається нонваріантное рівновагу (безваріантно). При такому рівновазі сплав може існувати тільки за умови - постійна температура і певний склад всіх фаз, що у рівновазі. Тобто кристалізація (або перетворення) починається і закінчується при постійній температурі. Якщо С = 1 або 2, то крист...
