8-diagrame ternare

20
Cursul 8 DIAGRAME DE ECHILIBRU TERMIC FAZAL SISTEME TERNARE

Upload: calin-mihaela

Post on 07-Nov-2014

99 views

Category:

Documents


6 download

TRANSCRIPT

Page 1: 8-Diagrame ternare

Cursul 8

DIAGRAME DE ECHILIBRU TERMIC

FAZAL

SISTEME TERNARE

Page 2: 8-Diagrame ternare

e2E

e1

e3A C

B

TA

TC

TB

e1 e2

ETE

e3

I. SISTEM TERNAR ELEMENTARReprezentare în coordonate T-x

Page 3: 8-Diagrame ternare

• ST → 3 sisteme binare (SB) AC: e1BC: e3AB: e2

• Pentru fiecare sistem binar avem un plan perpendicular pe planul ∆ABC cu e1, e2 şi e3;

• Punctul E se plasează pe verticala din punctul E € ∆ABC.

• Curbe liquidus binare TAe1, TCe1TCe3, TBe3TBe2, TAe2

• Curbe liquidus ternare: e1E, e2E, e3E• Suprafaţa liquidus ternară: constituită din trei porţiuni,

fiecare pornind dintr-un maxim şi desfăcându-se către eutecticele SB care conţin componenţii respectivi:

TAe1e2ETBe2e3E TCe1e3E

⇒ se unesc în E (punct de minim)⇒ se unesc două câte două după curbele liquidus

ternare: TAe1e2E TBe1e2E = e1E

I. SISTEM TERNAR ELEMENTARReprezentare în coordonate T-x

Page 4: 8-Diagrame ternare

e2E

e1

e3A C

B

Mr

TA

TC

TB

e1 e2

E

TM

Tr

TE

Lr

LM

e3

I. SISTEM TERNAR ELEMENTARReprezentare în coordonate T-x

Page 5: 8-Diagrame ternare

• M cristalizareaT>TM: liq (M) TM - Tr: A + liq (lM – lr)Tr – TE: A + C + liq (lr – lE)TE: A + C + B + liq E V=OT< TE: A + B + C

I. SISTEM TERNAR ELEMENTARTrasee de cristalizare / topire

Page 6: 8-Diagrame ternare

A B

C

e3 e2

e1

E

C

A

B

I. SISTEM TERNAR ELEMENTARReprezentare în coordonate de

compoziţie

Câmp de cristalizare primară

Page 7: 8-Diagrame ternare

I. SISTEM TERNAR ELEMENTARIzoterme

1100

B

C

e3 e2

e1

1100600

700

800

900

100060

070

080

090

0

1000

E

C

A

B

700

8009001000

600

1100

A

Page 8: 8-Diagrame ternare

80

60

40

20 80

60

40

A B100 80 60 40 20 0

100

C

20

M

%A

%C%B

I. SISTEM TERNAR ELEMENTARDeterminarea compoziţiei unui amestec ternar

%C%A

%B

%C%B %A

0

0 100

Page 9: 8-Diagrame ternare

A B

C

e1

e3 e2

M1

M3

M2

E

r2

r1

C

A

B

I. SISTEM TERNAR ELEMENTARTrasee de topire / cristalizare

● M1 – cristalizare

T > TM1liq (M1)

TM1– Tr1

A+liq(M1 → r1)

Tr1– TE A+C+liq(r1 → E)

TE A+B+C+liq E

T < TE A+B+C

● M2 – topire

T < TE A+B+C

TE A+B+C+liq E V=0

TE – Tr2A+B+liq(E → r2)

Tr2– TM2

A+liq(r2 → M2)

T > TM2liq (M2)

● M3 – cristalizare

T > TM3 liq (M3)

TM3– TE3

A+liq(M3 → E)

TE A+B+C+liq E

V=0

T < TE A+B+C

Page 10: 8-Diagrame ternare

A B

C

e1

e3 e2

M4

E

r4

C

A

B

M5

I. SISTEM TERNAR ELEMENTARTrasee de topire / cristalizare

M4 Topirea• T< TE: A+B+C• TE –Tr4: B+C+liq (E –lr4)• Tr4--TM4: B+liq (lr4 – lM4)• T> TM4: liq(M4)

M5 Cristalizarea• T> TM5: liq(M5)• TM5 -TE: C +A+liq (lr5 – E)• TE: C+A+B+liq E• T<TE: C+A+B

Page 11: 8-Diagrame ternare

A

C

B

A B

C

liq L1

liq r

AT1

Tr

e2 e1

e3

M

L1

r

E

P’ P

I. SISTEM TERNAR ELEMENTARRELATII CANTITATIVE – PERIOADA PRIMARA

DE SOLIDIFICARE

A

Page 12: 8-Diagrame ternare

Tratamente termice: – Răcire la echilibru termodinamic: masa solidificată va fi

constituită din cristale de A, B, C în procentecorespunzătoare componenţilor amestecului respectiv.

– Răcire rapidă: echilibrul termodinamic este întrerupt într-oanumită fază a procesului de solidificare → cristalizare primară, secundară.

– La solidificarea topiturii se obţine fază vitroasă deoarece o parte din componenţii sistemului nu apucă să cristalizeze.

Se întrerupe echilibrul termodinamic la T1, când faza liq. în echilibru cu cristale de A are compoziţia L1 → în faza de cristalizare primară.•Masa M este constituită din A + B + liq. L1, M € ∆AL1B•Cantitatea de:

- liq.: proporţională cu segmentul AM- A : proporţională cu segmentul ML1

•Unim L1 cu B şi ducem o paralelă la L1B din M, care intersectează AB în P.

– segm. BP = % A– segm. Ap = % liq. L1

Se intrerupe echilibrul termodinamic la Tr – analog.

I. SISTEM TERNAR ELEMENTARRELATII CANTITATIVE – PERIOADA PRIMARA DE

SOLIDIFICARE

Page 13: 8-Diagrame ternare

A

C

B

A B

C

e2 e1

e3

M

r

E

L2

BB

B

AA

A

b2 bE b a pE p2T2

TE

Solidificarecompletă

liq L2liq E

C

SISTEM TERNAR ELEMENTARRELATII CANTITATIVE – PERIOADA SECUNDARA DE

SOLIDIFICARE

Page 14: 8-Diagrame ternare

Se întrerupe echilibrul termodinamic la T2, când faza liq. în echilibru cu cristale de A are compoziţia L2 → în faza de cristalizare secundară.• Masa M este constituită din A + B + liq. L2, M € ∆AL2B• Se duce o paralelă din M la latura opusă lui B (AL2) care intersectează AB în b2. Se duce o paralelă din M la latura opusă lui A (BL2) care intersectează AB în p2.

– segm. Ab2 = % B– segm. Bp2 = % A– segm. b2p2 = % liq. L2

Se întrerupe echilibrul termodinamic la TE, când faza liq. în echilibru cu cristale de A şi B are compoziţia LE → în faza de cristalizare terţiară.• Masa M este constituită din A + B + liq. LE, M € ∆ALEB• Se duce o paralelă din M la latura opusă lui B (ALE) care intersectează AB în bE. Se duce o paralelă din m la latura opusă lui A (BLE) care intersectează AB în pE.

– segm. AbE = % B– segm. BpE = % A– segm. bEpE = % liq. LE

Prin solidificarea de echilibru a masei M: • Prin M ducem parelele la laturile ∆ABC. • Cantitatea de:

– A: proporţională cu segmentul aB– B: proporţională cu segmentul Ab– C: proporţională cu segmentul ab

I. SISTEM TERNAR ELEMENTARRELATII CANTITATIVE – PERIOADA SECUNDARĂ DE

SOLIDIFICARE

Page 15: 8-Diagrame ternare

II. SISTEM TERNAR CU COMPUS BINAR CONGRUENT

B

C

e4

e3

e1 e2AmBn

E1 E2

B

C

AM

AmBn

e5

900

700

900

700

500

500

700

A

Page 16: 8-Diagrame ternare

III. SISTEM TERNAR CU COMPUS BINAR INCONGRUENT

TOPIRE SI CRISTALIZARE FARA RESORBTIE

● M1 – cristalizare

T > TM1 liq (M

1)

TM1– Tr1

AB+liq(M1 – r1)

Tr1– TE2

AB+B+liq(r1 – E2)

TE2AB+B+C+liq E2

● M3 – cristalizare

T > TM3 liq (M3)

TM3– Tr3

C+liq(M3 – r3)

Tr3– TE2

C+AB+liq(r3 – E2)

TE2AB+C+B+liq (E2)

T < TE2AB+B+C

r3

B

C

A

B

e4

e3

g1 e2AmBn

G1

E2

AmBn

r1

M1

M3

C

A

Page 17: 8-Diagrame ternare

A B

C

AB

C

e4

e3

g1 e2AmBn

G1

E2

AmBn

r2

M2

III. SISTEM TERNAR CU COMPUS BINAR INCONGRUENT

TOPIRE SI CRISTALIZARE CU RESORBTIE PARTIALA

● M2 – topire

T < TG1 A+AB+C

TG1A+AB+C+liq G1

V=0 AB ⇋ A+liq G1

TG1– Tr2

A+C+liq(G1 – r2)

Tr2– TM2

A+liq(r2 – M2)

T > TM2liq (M2)

Page 18: 8-Diagrame ternare

A B

C

A

B

C

I II

e4

e3

g1 e2AmBn

G1

E2

AmBn

w4

v4

M4 r4

III. SISTEM TERNAR CU COMPUS BINAR INCONGRUENT

CRISTALIZARE CU RESORBTIE TOTALA

● M4 – cristalizare

T > TM4 liq (M4)

TM4– Tr4

A+liq(M4 → r4)

Tr4– Tv4

A+AB+liq(r4 → v4)

(A+liq ⇋ AB) resorbtie totala A

Tv4– Tw4

AB+liq(v4 → w4)

Tw4– TE2

AB+B+liq(w4 – E2)

TE2AB+B+C+liq E2 (V=0)

T < TE2AB+B+C

Page 19: 8-Diagrame ternare

A B

C

B

C

e4

e3

g1 e2AmBn

G1

E2

AmBn

III. SISTEM TERNAR CU COMPUS BINAR INCONGRUENT

ZONELE DE RESORBTIE

A

RP(A)

RT(A)

RP(A) – resorbtie partiala a compusului A

RT(A) – resorbtie totala a compusului A

Page 20: 8-Diagrame ternare

A

B

C

700

500600

700

600

500

700

60050

0

A

C

B

III

I

II

e1

e3e2

e4

e5e6

E3E2

E1

ABC

500600

ABC

IV. SISTEM TERNAR CU COMPUS TERNAR CONGRUENT