ДВУХКОМПОНЕНТНЫЕ СИСТЕМЫ Приведенные ниже диаграммы состояния системы СОСТАВ

ДВУХКОМПОНЕНТНЫЕ СИСТЕМЫ Приведенные ниже диаграммы состояния системы «СОСТАВ – СВОЙСТВО» представляют собой элементы большого раздела общей химии «Физико – химического анализа» (1913 г. ), основоположником которого является выдающийся российский учёный Николай Семёнович Курнаков (1860 – 1941)

СИСТЕМА СЕРЕБРО - ЗОЛОТО Область, в которой существуют одновременно и твердый металл, и расплав, на диаграмме ограничена двумя кривыми. Они называются линиями ликвидуса (верхняя – liquid- лат. жидкий) и солидуса (нижняя - solid- лат. твердый). Эта диаграмма характерна для систем, в которых образуется ТВЁРДЫЙ РАСТВОР.

СИСТЕМА СЕРЕБРО - ЗОЛОТО

СИСТЕМА ВИСМУТ - КАДМИЙ В случае, когда при кристаллизации каждый компонент формируется отдельно (т. е. в твердом состоянии кристаллы металлов располагаются рядом, появляется граница раздела фаз), область существования расплава ограничена ломаной линией, соединяющей точки плавления компонентов через некоторую точку «Е» (или «Э» ). В системе Bi – Cd она соответствует 60 % (мас. ) висмута и 40 % (мас. ) кадмия. Это единственный сплав, имеющий точки плавления ликвидуса и солидуса одинаковые + 146 0 С (температура плавления висмута +276 0 С, а кадмия +324 0 С). Этот сплавится как чистый металл, т. е. при определенной температуре. Он называется эвтектическим (от гр. ευτεκτοσ – легкоплавкий) и плавится при самой низкой температуре относительно других составов.

СИСТЕМА ВИСМУТ - КАДМИЙ Это происходит потому, что в эвтектических сплавах самые мелкие кристаллы, образуют достаточно однородную фазу, имитирующую поведение чистого металла, только при более низкой температуре*.

СИСТЕМА ВИСМУТ - КАДМИЙ Равномерность распределения мелких частиц предполагает минимальные затраты энергии, поэтому понижается температура. Тогда как, в других случаях присутствие крупных частиц высокоплавкого компонента (в данном случае кадмия предполагает большие затраты энергии (что поднимает температуру плавления): они тем больше. Чем больше высокоплавкого компонента в смеси. Максимальная температура достигается, когда остается один высокоплавкий компонент. Его структура становится совершенной, искажения в ней за счёт присутствия второго компонента – нет, поэтому прочность химической связи между атомами кадмия максимальная. Это является причиной температуры плавления (в данной случае наиболее высокой), соответствующей плавлению чистого компонента (кадмия).

КРИВЫЕ ОХЛАЖДЕНИЯ СИСТЕМЫ Al – Si (для разных составов) Для получения кривых охлаждения необходимо специальное оборудование: муфельная печь с термопарой до 1000 о. С Алундовые или корундизовые тигли (керамика) для получения образцов сплавов, шлифовальные круги, световой или электронный микроскоп. Схема установки: Al G Si сплавление ПРОВЕДЁМ ОХЛАЖДЕНИЕ 11 СПЛАВОВ С ИЗМЕНЕНИЕМ СОДЕРЖАНИЕ КРЕМНИЯ (Si) от 0 до 20% 800 0 С охл нагр

КРИВЫЕ ОХЛАЖДЕНИЯ t, 0 C (РАСПЛАВ АЛЮМИНИЯ 800 ОС) 660 600 При построении графиков кривых охлаждения учесть, что две единицы по вертикали соответствуют одной по горизонтали 400 1 3 ВРЕМЯ, ЧАСЫ

ДИАГРАММА СИСТЕМЫ Al-Si: t, 0 C 660 ? 600 400 Al, 100 % 5 15 25 Si, 30 %

СОСТАВЫ СИСТЕМЫ Al - Si НОМЕР СПЛАВА СОДЕРЖАНИЕ Al, % СОДЕРЖАНИЕ Si, % 1 100, 00 2 95, 70 4, 30 3 92, 85 7, 15 4 98, 00 2, 00 5 88, 40 11, 60 6 98, 00 2, 00 7 96, 44 3, 56 8 87, 14 12, 86 9 80, 00 20, 00

ТЕМПЕРАТУРЫ ФИГУРАТИВНЫХ ТОЧЕК ДЛЯ СПЛАВОВ С № 1 ПО № 9 (исходная температура 800 0 С) НОМЕР/ ВРЕМЯ 1 ЧАС 2 ЧАС 3 ЧАС 4 ЧАС 5 ЧАС 6 ЧАС 1 800 (ж) 660(ж-тв) 660 (тв) 400 (тв) 2 800 (ж) 644(ж-тв) 577 (тв) 400 (тв) 200 (тв) 3 800 (ж) 620(ж-тв) 577 (тв) 400 (тв) 200 (тв) 4 800 (ж) 652(ж-тв) 614 (тв) 400 (тв) 200 5 800 (ж) 577(ж-тв) 577 (тв) 400 (тв) 200 (тв) – 6 800 (ж) 614(ж-тв) 400 (тв) 200 (тв) – 7 800 (ж) 650(ж-тв) 577 (тв) 534 (тв) 8 800 (ж) 600(ж-тв) 577 (тв) 400 (тв) – 9 800(ж) 577 (тв) 400 (тв) – 646(ж-тв) – 400 (тв)

СИЛУМИНЫ Литейные силумины имеют высокую жидкотекучесть, малую усадку, низкую склонность к образованию горячих трещин, хорошую герметичность Эти свойства связаны с большим количеством эвтектики системы Al- Si. Эвтектика: твердый раствор кремния в алюминии и отдельные грубые кристаллы кремния