Uch komponentli sistemalar grafik tasviri

|
Uch komponentli sistemalar grafik tasviri
|
bet | 21/69 | Sana | 23.05.2024 | Hajmi | 1,78 Mb. | | #251021 |
Bog'liq Маъруза o’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vaz (1)Uch komponentli sistemalar grafik tasviri.
Uch komponentli sistemalarda o’zgaruvchan parametr bo’lib bosim, harorat va ikki konstentrastiya bo’lishi mumkin. Odatda uch komponentli kondensirlangan sistemalarni o’rganish o’zgarmas bosimda olib boriladi. Sistemalar holatini uch o’zgaruvchan parametrga boqlikligini fazaviy diagramma ko’rinishida tasvirlash mumkin.
Bu diagramma asosi tengtomonli uchburchak bo’lgan to’qri burchakli prizma ko’rinishda bo’ladi. Prizma asosi uchlama sistema tarkibini, balandligi esa haroratni belgilaydi. Sistema tarkibini teng tomonli uchburchak yuzasida tasvirlash geometriyaning quyidagi qoidasiga asoslangan: teng tomonli uchburchakning istalgan nuqtasidan uch tomonga tushirilgan tik chiziqlar (perpendikulyarlar) yiqindisi uchburchak balandligiga teng. Agar balandligi 100% deb qabul qilinsa, tik chiziqlarning yiqindisi ham 100% ga teng bo’ladi. Uchburchak ichidagi nuqtalar uch komponentli sistema tarkibini bildiradi. Tabiiyki, uchburchak uchlariga yakin nuqta bilan belgilayotgan sistemaga shu komponent miqdori ko’p bo’ladi.
Yuqoridagi prizmatik diagramma asosida tarkibini tasvirlash uchun ikki-Gibbs va Rozembum usullarini qo’llash mumkin.
G ibbs usuli yuqoridagi geometriya qoidasiga asoslangan. Masalan, R nuqtadagi sistemada A-50%, V-20% va S-30% ni tashqil etadi.
Rozebum usuli bo’yicha, bu uchburchak ichidagi uchlama sistema tarkibini ifodalovchi nuqtani topish teng tomonli uchburchakning quyidagi hosasiga asoslangan: teng tomonli uchburchak ichidagi har qanday nuqtadan uchburchak tomonlariga chizilgan parallel chiziqlar uzunliklarining yiqindisi uchburchak tomonining uzunligiga teng. Agar ma’lum tarkibni aks ettiradigan figurativ nuqtani topish kerak bo’lsa, uchburchakning qanday bo’lsin bir tomonidan, masalan AV tomonida A va V miqdorini ko’rsatgan nuqtalaridan uchburchakning kolgan ikki tomoniga parallel chiziqlar tortiladi, bu chiziqlar uchrashgan nuqtasi izlanayotgan figurativ nuqtani beradi.
Agar R figurativ nuqta bilan harakterlangan sistema S va T tarkibli ikki fazaga ajralsa, bu uchchala sistemaning figurativ nuqtalari bir to’qri chiziqda yotadi. Bu qoidani birlashtiruvchi to’qri chiziqlar qoidasi deyiladi. Bu sistemalarga richag qoidasini qo’llash mumukin. Binobarin,
m1m2m0 bo’ladi; bu erda: m1 va m2 - S va T nuqtalardagi yondosh fazalar miqdori; m0-R nuqtadagi dastlabki sistema miqdori.
Prizma asosidagi uchburchak tomonlaridagi yotgan nuqtalar ikki komponentli sistemalarni tarkibini ifodalaydi. Tushunish oson bo’lgani (ko’rgazmali bo’lganidan) bilan fazaviy diagrammalarni amaliy maqsadlarida qo’llash ancha noqulay. Shuning uchun fazaviy diagrammani prizma asosiga izotermik proekstiyalaridan ko’prok foydalaniladi.
Uch komponentli suyuq sistemalar.
Biror A, V va S suyuq moddalardan iborat sistemani quraylik. Faraz qilaylik A va S hamda V va S komponentlar o’zaro bir-biridan cheksiz eriydigan bo’lsin; A va V moddalar o’zaro chekli (malum miqdordagina) erishi kuzatilsin. Agar A va V komponentlarni o’zaro aralashtirsak, malum tarkibdan boshlab sistema ikki qavatga ajraladi. Bu qavatlarning tarkiblarini izotermik (biror T1 haroratdagi) proekstiyalarni AV tomonidan a va b nuqtalar bilan belgilasak; bu sistemaga uchinchi S moddadan qo’shsak, u ikki qavat bo’ylab taqsimlanadi va natijada ikki yondosh uch komponentli sistemalar hosil bo’ladi.
S moddadan har xil miqdorlarda qo’shib bir necha yondosh uchlama sistemalar hosil qilish mumkin. Bu sistemalarni tarkibini ifodalovchi nuqtalarni egri chiziqlar bilan birlashtirib a1b binodal egrisini olish mumkin. Bu egri chiziq uchburchakni geterogen va gomogen sohalarga bo’ladi. Geterogen soha ichidagi biror X figurativ nuqta bilan belgilangan A,V va S lardan iborat uch komponentli sistema ikki qavatga ajraladi va bu qavatlar tarkiblari a1 va b1 lar bilan ifodalanadi. Shuni takidlash kerakki, - S komponent qo’shilgan sari A va V komponentlarning o’zaro eruvchanligi ortib boradi. Buning natijasida yondosh uchlama sistemalarning tarkiblari bir-biridan yanada kamrok fark qila boradi va bora-bora k1 nuqtaga etib kelinganda ikkala yondosh sistema tarkiblari bir xil bo’lib qoladi. k1 – nuqta kritik nuqta deyiladi. X nuqta bilan belgilangan sistemalarga yondosh nuqtalarni tarkiblarini aniqlash uchun Tarasenkov qoidasidan foydalanish mumkin. Bu qoidaga binoan hamma konnodalar bir nuqtada kesishadi (D nuqta). Bu qoidadan foydalanib grafik usulda fazalar tarkibini aniqlash mumkin. D, nuqtadan binodal egriga (aa1 k1b1b ga) urunma utkazib kritik nuqtani topish mumkin.
Ikki ma’lum chegaragacha bir-birida eriydigan moddalar aralashmasiga uchinchi moddani qo’shilishi o’zaro eruvchanlikni ortishiga olib keladi. Harorat oshishi bilan komponentlarning o’zaro eruvchanligi o’zgaradi va temperatura (Tk) kritik haroratga borgach, sistema qanday tarkibli bo’lishidan kat’iy nazar, gomogen bo’ladi. Buni fazaviy diagrammadan qurish mumkin:
T Tk
K” T1
K’ C
A
K
T o’liq (prizma ko’rinishidagi) xolat diagrammasida gomogen va geterogen sohalar binodal yuza (qoshiqsimon) bilan ajralib turadi. kk1k11 egrisi xar xil haroratlardagi izotermalarning kritik nuqtalarini belgilaydi.
Uch komponentli suyuq sistemalarda chekli erish ikki qo’sh komponentlar orasida xam sodir bo’lishi mumkin. Masalan, o’zaro chekli eriydigan ikki juft komponentlardan (A va S, S va V) tashqil topgan sistema uchun diagrammaning izotermik proekstiyasini ko’raylik. Bunda A va V komponentlar o’zaro cheksiz eriydigan deb olingan. Proekstiyalardan ko’rinib turibdiki, ikki binodal egrilari ak1s va a1k2b hosil bo’ladi. Bulardan kritik nuqtalar mos ravishda k1 va k2 lardir.
M a’lumki, binodal egrilar (shtrixlangan) bilan belgilangan sohalar geterogen sohalardir. G’uyidagi o’zaro uchchala komponentlar chekli eriydigan sistemaning izotermik proekstiyalari keltirilgan.
Uchala komponent bir-biridan oldin yaxshi erib, lekin ma’lum tarkibdan boshlab bu sistema qavatlanishi sodir bo’lishi xam mumkin. Bunda izotermik proekstiya quyidagicha bo’lishi mumkin;
Ilgarigi maruzalarda uch komponentli sistemalarni to’liq holat diagrammasi asosi teng tomonli uchburchak bo’lgan to’qri burchakli prizma ekanligini aytib o’tgan edik.Uch komponentli kondensirlangan sistema (K3) uchun fazalararo muvozonatning asosiy qonunini har xil haroratlar uchun S3-F14-F ko’rinishida yozish mumkin.
Harorat o’zgarmas bo’lganida S3-F bo’ladi.
Misol tariqasida bir-biri bilan kimyoviy birikma hosil qilmaydigan, uchlama evtetikasi bo’lgan, Bi-Sn-Pb sistemaning diagrammasini ko’ramiz. Toza metallar suyuqlanish haroratlari prizma kirralarida qo’yilgan. (TBi, TPb, TSn). O’rganilayotgan uch komponentli sistemada uchlama evtektika (E4) bo’lib, bu oson suyuqlanadigan qotishma tarkibidir. Prizma ichidagi TVi E3 E4 E1, T Pb, E2 E4 E4 va TSn E1 E4 E2 yuzalari likvidus yuzalardir. Bu yuzalardan yuqorida faqat bitta-faza suyuq faza mavjud. Bu yuzalardan pastda ikki faza-suyuq faza va tegishli metalardan birining kristallari mavjud. Masalan, TVi E3 E4 E1, yuzasidan pastda –suyuq faza va Bi kristallari bor. Hajmiy diagrammani gorizontal yuzalar (bir xil haroratlarda) bilan kesib va ularni likvidus yuzalari bilan kesishi chiziqlarini prizma asosida proekstiyalasak, suyuqlanmalardan fazalarini kristallanishi hakida malumot beruvchi izotermik proekstiyalarni olish mumkin. E01, E02, E03 nuqtalari ikkilama evtektikalar tarkibini belgilaydi.
Uch komponentli sistema sovitilganda uning qotishini kuzataylik.
M figurativ nuqtadagi uch komponentli suyuqlamani sovita borilsa, M1 nuqtadan Bi kristallari tusha boshlaydi. Sovitish davom ettirilsa suyuqlanma tarkibi M0A0 chiziq buylab o’zgaradi; Bunda Sn va Pb konstentrastiyalari nisbati o’zgarmas bo’lib qoladi. A0 nuqtada Bi kristallari bilan bir paytda Sn kristallari ham cho’ka boshlaydi. (F3). Bu sistemaning erkinlik darajasi 1 ga teng (S4-31). Binobarin har bir haroratga suyuqlanmaning malum tarkibi mos keladi. Bundan keyin (sovitish davom ettirilsa) sistemaning kristallanishi A0E04 chizigi bo’ylab ketadi. Uchlama evtektika E04 (E4) nuqtada Pb kristallari ham ajrala boshlaydi va sistema 4 fazadan iborat bo’ladi. Bular Bi, Sn, Pb kristallari va suyuqlanmadir. Demak, sistemaning erkinlik darajalari soni S4-40 ga teng bo’ladi va sistema variantsiz deb ataladi. Sistemaning holatini belgilovchi hamma faktorlar, (temperatura, fazalar tarkibi) sistemada 4 ta faza bo’lib tursa, o’zgarmaydi. Hamma suyuqlanma qotib, sistemada faqat uch qattiq faza qolgach, sistema temperaturasi pasayib boradi. Yuqorida ko’rgan sistemamizda hech qanday birikmalar hosil bo’lmaydi. Xayotda, sanoatdagi jarayonlarda esa uch komponentli sistemalarda ham ikki komponentli qattiq sistemalar kabi, holatlar, jumladan har xil yangi ximyaviy brikmalar hosil bo’lishi mumkin. Jumladan SaO – Ae2O3 – SiO2 sistemasi tabiiy materiallar va silikatlar sanoatida ko’p uchraydigan mahsulotlarni o’z ichiga oladi.
Quyida bu sistemaning soddalashtirilgan fazaviy diagrammasi va uchburchak diagrammasi (ko’p birikmalar soddalashtirish maksadida tushirilib qoldirilgan) keltirilgan. Bu diagrammadan 1, 2, 3, yuzalari toza komponentlarning kristallanish yuzalarini belgilaydi.
Prizmaning yon tomonlariga chikadigan 4, 5, 6 va boshqa yuzalar (yani mos ravishda uchburchak tomonlariga (uyalariga emas)) komponentlarining qo’sh birikmalarni yana kalstiy silikat, alyuminatlar va alyuminiy silikatlarni kristallanish yuzalarini ifodalaydi. Prizma yon tomonlariga (yoki uchburchak tomonlariga) chikmaydigan 7, 8 yuzalari uchlama birikmalarini (kalstiy alyumaslikatlarni) kristallanish yuzalarini bildiradi.
CaO Al2O3 CaO
Al2O3 2
3 8 6
4 7
1
SiO2 SiO2
|
| |