Phương pháp biểu thị giản đồ pha hệ 3 nguyên- 123docz.net

9. QUÁ TRÌNH TẠO XỈ

9.5.1. Phương pháp biểu thị giản đồ pha hệ 3 nguyên

a).Khái quát

- Giản đồ pha hệ 3 nguyên, dùng hình tam giác đều để biểu thị, như ở hình 6 - 2 . Ba đỉnh A,B,C của tam giác đều biểu thị 3

nguyên thuần, 3 cạnh của tam giác đều biểu thị thành phần (hàm lượng %) của 2 nguyên tố kề nhau, 1 điểm bất kỳ trong tam giác

đại biểu cho hàm lượng % của thành phần 3 nguyên. Nguyên lý

cụ thể là: 1 điểm bất kỳ trong tam giác đều (như điểm O) lần lượt kẻ 3 đường thẳng song song với 3 cạnh, 3 đường thẳng đó đều lần lượt cắt với hai cạnh còn lại, tổng của khoảng cách cắt

có được bằng với 1 cạnh của tam giác, cũng tức là Ac + Cb + Ba = AB =BC = AC = 100% hoặc Oa + Ob + Oc = 100% như thế hàm lượng % của 3 nguyên của 1 điểm bất kỳ trong tam giác đều có thể dùng khoảng cách cắt của 3 đường song song với các

cạnh đáy để biểu thị A là Ob% = Ba%, B là Oc% = Cb%, C là Oa = Ac% còn tổng của 3 nguyên A, B, C là 100%. Ba cạnh của tam giác đều chia thành 100 phần bằng nhau, để biểu thị hàm lượng %, rồi vẽ song song với các cạnh thành ô lưới, tức là

thành tam giác nồng độ của giản đồ pha trạng thái 3 nguyên. Như ở điểm O, thì hành phần của nó là: A = 50%, B=20%, C=30% ngược lại nếu đã biết thành phần của hệ 3 nguyên nào đó cũng có thể tìm ra vị trí của nó trong tam giác nồng độ, phương pháp là căn cứ thành phần A% vạch đường song song

Coppyright © 2009 Thai An Mechanical and Metallurgy J.S.C- Address : 9/129 An Duong Vuong Str., Tay Ho Dist., Ha Noi với cạnh đối của A, căn cứ B% vạch đường song song với cạnh đối của B chỗ giao nhau của 2 đường đó là vị trí phải tìm.

Hình 9.2 Phương pháp biểu thị nồng độ hệ 3 nguyên

- Trong tam giác nồng độ có 2 đường đặc tính rất hữu hiệu, 1 là đường song song với 1 cạnh nào đó của tam giác, phàm là hệ 3

nguyên có thành phần ở trên đường đó, thì thành phần của đường song song tương ứng với đỉnh luôn bất biến, hai là đường

thẳng đi qua góc đỉnh bất kỳ nào của tam giác, thì tỷ số hàm lượng thành phần 2 đỉnh kề nhau trên đường thẳng đó bất biến.

Trên hệ 3 nguyên của xỉ lò đường độ kiềm bằng nhau là thuộc

về loại đó, độ kiềm của các điểm trên đường độ kiềm bằng nhau

thì bằng nhau.

- Sau đây giới thiệu mấy loại giản đồ pha hệ 3 nguyên điển hình

b).Hệ cùng tinh 3 nguyên giản đơn

- Hệ cùng tinh 3 nguyên giản đơn

a c E b O C A B

nguyên của tố thành A và B là điểm nhiệt độ thấp nhất trên đường AB e1E là đường cùng tinh 2 nguyên e1 cũng là điểm

nhiệt độ cao nhất trên đường đó, khi làm nguội thành phần pha

lỏng biến đổi theo đường e1E cuối cùng đến điểm E kết tinh xong. E là điểm nhiệt độ thấp nhất của pha lỏng trong giản đồ

này. Có thể chia giản đồ thành 3 khu vực trong khu vực Ae1Ee3,

đầu tiên thành phần A kết tinh trong khu vực này độ tự do là 2 (

vì chất hợp thành là 3 số pha là 2 độ tự do chất hợp thành, số pha

+1=3-2+1=2) tức là nhiệt độ và nồng độ đều có thể biến đổi trên đường e1E, do tiết ra cộng tinh AB lúc đó 2 pha rắn ( A và cộng

tinh AB) 1 pha lỏng độ tự do = 1 tức chất hợp thành và nhiệt độ

có quan hệ xác định khi làm nguội, theo sự giảm xuống của

CaO

SiO2 Al2O3

Hình 9-3 : Giản đồ hệ cùng tinh 3 nguyên giản đơn

e1 e2

đến điểm E, tiết ra cộng tinh 3 nguyên ABC, lúc đó độ tự do

bằng O nhiệt độ bất biến cho đến khi kết tinh xong toàn bộ pha

lỏng mất đi. Điểm E là giao điểm của 3 đường cộng tinh 2

nguyên , gọi là đường cộng tinh 3 nguyên, giao điểm của 3 mũi tên đường pha trong giản đồ pha là điểm cộng tinh 3 nguyên đó

cũng là phương pháp phân biệt của điểm cộng tinh 3 nguyên.

Phân tích như thế có thể làm cho hai khu vực khác.

- Đường nhỏ trong giản đồ là đường đẳng nhiệt.

- Nếu có 1 xỉ lò thành phần m, phân tích quá trình kết tinh trong

quá trình làm nguội như sau : khi hạ nhiệt độ pha lỏng đến nhiệt độ đường pha lỏng, A bắt đầu kết tinh, theo sự hạ xuống của

nhiệt độ, A kết tinh tăng nhiều, thành phần pha lỏng biến đổi theo đường Am (ví dụ B và C trên đường đó bất biến), khi đến điểm 1, tỷ trong của pha rắn - lỏng có thể dùng định luật đòn bẩy để tìm ra, _ 1 Pha ran A m Pha long Am - = -

• (m1 biểu thị chiều dài của đoạn đường); khi làm nguội tiếp, bắt đầu kết tinh ra cộng tinh 2 nguyên AB, do trong cộng tinh AB

có chứa B, vì vậy đường pha rắn tách khỏi đường A1 mà biến đổi theo trục AB; do sự tiết ra AB đường pha lỏng cũng tách

khỏi đường A1 mà biến đổi theo đường 1E, nhiệt độ tiếp tục

giảm, cộng tinh AB liên tục tiết ra, hàm lượng chất hợp thành

C trong pha lỏng liện tục tăng, cuối cùng chất hợp thành pha

độ cũng giảm đến nhiệt độ điểm cộng tinh 3 nguyên ABC,

lượng pha rắn kết tinh ra và lượng pha lỏng sót lại cũng có thể

dùng nguyên tắc đòn bẩy để tìm ra : ( ) 2 Pha ran A AB mE Pha long m - + = -

- Trong pha rắn này vừa có A, lại cũng có cộng tinh 2 nguyên AB

tỷ lệ giữa chúng là : 2 2 Pha ranA B Pha ranAB A - = -

- Độ tự do của điểm cùng tinh là O, nhiệt độ bất biến, tiết ra cộng tinh 3 nguyên ABC cho đến khi pha lỏng hoàn toàn mất đi, lượng cộng tinh 3 nguyên tức là phần được biểu thị bởi hai đoạn

2m. Do trong thể rắn tiết ra có chất hợp thành C, vì vậy đường

pha rắn tách khỏi AB đi vào trong hình tam giác, cuối cùng quay

về đến điểm m.

- Tức là chất hợp thành kết tinh giống với thnàh phần hoá học pha

lỏng ban đầu, vì vậy trong quá trình kết tinh, đường pha rắn biến đổi theo đường gấp A2m, còn đường pha lỏng biến đổi theo đường gấp m1E. Bất cứ một điểm nào trong tam giác ABC,

nhiệt độ kết tinh cuối cùng của nó đều là nhiệt độ của điểm E.

Khi ra nhiệt điểm E cũng là nhiệt độ pha lỏng nóng chảy xuất

c).Hệ 3 nguyên của hợp chất dung điểm cùng thành phần 2 nguyên :

- Hệ 3 nguyên của hợp chất dung điểm cùng thành phần 2 nguyên ở Hình 6 -4. Trong giản đồ AC là hợp chất dung điểm cùng

thành phần nguyên, khi nà ở pha lỏnh, AC vấn có thể tồn tại ổn định mà khi bị phân giải, vì vậy gọi là hợp chất dung điểm cùng

thành phần. với giản đồ 6-3 là: Do sự tồn tại của AC, chia giản đồ pha thành 2 phần. 2 phần đố tương đương với giản đồ ph Của 2 điểm cộng tinh 3 nguyên, e1E1,e2E1,e5E1và e3E2,e4E2,e5E2 là

đường cộng tinh 2 nguyên,E1 và E2 là đường cộng tinh 3

là A, khu đường gấp khúc Ce 4E2e3 là C, khu Be1E1e5E2e4 là B còn khu e2E1e5E2e3 là hợp chất AC. Múi tên trong giản đồ biểu

thị phương hướng biên đổi nhiệt độ.

- Hình 9-4. Hệ 3 nguyên hợp chất dung điểm cùng thành phần 2 nguyên.

- Nếu có 1 xỉ lò thảnh phần n, khi làm nguội, đầu tiên tiết ra AC đường pha lỏng biến đổi theo n, sau khi đến điểm 1 bắt đấu tiết

ra B cộng tinh 2 nguyên, pha lỏng mất đi, kết thúc sự kết tinh.

Cũng như thế có thể tiết ra trong lượng các kết tinh - Phàm lá thành phần ở trong khu vực tam giác A - B - AC, điểm cuối của

kết tinh cuối cùng đều là E1, Phàm là thành phần trong khu vực

B -C - AC, nhiệt độ kết tinh cuối cùng đều là E2.

đồ là hợp chất dung điểm cùng thành phần 3 nguyên. hợp chất

này ở trong khu vực e4E1e5E2e6E3e4,là điểm nhiệt độ đường pha

lỏng cao nhất. Sự tồn tại của hợp chất này, như tại chia tam

giác ABC thành 3 tam giác nhỏ. Trong mỗi tam giác nhỏ, mỗi các có 1 điểm cộng tinh 2 nguyên (E1,E2,E3). Việc phân tích nó

giống trên.

e).Hệ 3 nguyên hợp chất dung điểm khác thành phần 3 nguyên.

- Hệ 3 nguyên hợp chất dung điểm khác thành phần, ở một nhiệt độ nào đó giản đồ 9-6 biểu thị .

- AC là hợp chất dung điểm khác thành phần, ở một nhiệt độ nào đó nó là ổn định, khi muồn phân giải pha lỏng. Hệ này bao gồm

4 mặt pha lỏng, trong đó một mặt cong có điểm cao nhất che

khuất thuộc về chất AC không ổn định của pha lỏng. Chất đầu tiên kết tinh của các khu vực Π1 Π E1 với hợp chất là AC, 3 khu

vực tồn tại lần lượt cụm 3 nguyên A,B,C : Π Π 1 là đường bao

tinh, e3 Π, e1E, Π E là đường cộng tinh 2 nguyên, E là điểm

cộng tinh 3 nguyên(AC,B,C) Π là điểm bao tinh 3 nguyên. Sự

biến đổi nhiệt độ, như múi tên trong giản đồ biểu thị. Phản ứng

bao tinh là A + L = AC (L là pha lỏng). Đặc điểm của điểm bao tinh 3 nguyên là đồng thời với kết tinh hợp chất AC có sự tiết ra

tinh thể B từ trong pha lỏng.

- Dùng nguyên lý đòn bẩy xác định không khó, phàm là tố thành ở

trong tam giác A - B - AC, có pha lỏng kết thúc kết tinh ở điểm П , ở trong tam giác C - B - AC, có pha lỏng kết thúc kết tinh ở điểm E .

phần 3 nguyên

- Hình 9 - 6. Hệ 3 nguyên của hợp chất dung điểm khác thành

phần 2 nguyên.

Phương pháp biểu thị giản đồ pha hệ 3 nguyên

TÁC DỤNG HOÀN NGUYÊN CỦA HY DR O:

QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH GANG