Загальні теоретичні відомості. Для характеристики стану сплавів широко застосовують правило фаз Гіббса, записане у формі: (3.9)

Для характеристики стану сплавів широко застосовують правило фаз Гіббса, записане у формі:

(3.9)

де С – число ступенів свободи;

К – число компонентів;

Ф – число фаз.

Діаграми в координатах ”склад - температура кристалізації” (діаграми плавкості) вказують на наявність тих чи інших фаз, температуру кристалізації суміші визначеної сполуки, складу і кількості фаз при тій чи іншій температурі. Найбільш розповсюджений метод для побудови діаграм плавкості – метод термічного аналізу, в основі якого лежить спостереження за швидкістю охолодження розплавлених чистих речовин і сплавів різного складу.

Якщо дві речовини змішати одну з одною у визначених пропорціях і суміш нагріти до високої температури, то в більшості випадків утвориться однорідна рідина, що представляє розчин одного компонента в іншому. Якщо такий розчин чи розплав охолоджувати, то при деякій температурі він почне кристалізуватися, тому що розчинність речовин зі зниженням температури, як правило, зменшується. Кількість речовини, що випадає, обумовлюється природою і кількісними співвідношеннями компонентів у розчині. Теплота кристалізації, що виділяється при цьому, впливає на швидкість охолодження сплаву. У деяких випадках охолодження може цілком припинитися і температура суміші протягом деякого-часу буде залишатися постійною. Таким чином, охолоджуючи даний розплав, досягають нерівномірного зменшення температури в залежності від процесів, що відбуваються в сплаві. Якщо наносити на осі ординат температуру, а на осі абсцис - час, то одержимо криві, що ілюструють процес охолодження. Вид цих кривих буде характерний як для чистих речовин, так і для сумішей різних концентрацій.

У процесі кристалізації, в залежності від складу суміші, можуть випадати або тверді чисті компоненти, або тверді розчини. Діаграми плавкості розділяють на три типи в залежності від того, яка фаза виділяється з розчину. До першого типу відносяться системи, при кристалізації яких з розплавів виділяються чисті тверді компоненти, так звані неізоморфні суміші. Другий тип представляють системи, при кристалізації яких з рідких розчинів виділяються тверді розчини з необмеженою областю взаємної розчинності - ізоморфні суміші. Третій тип – системи, при кристалізації яких з рідких розчинів виділяються тверді розчини, що характеризуються визначеними областями взаємної розчинності.

Розглянемо докладніше діаграми плавкості неізоморфних сумішей з простою евтектикою, оскільки досліджувана нами система нафталін - бензойна кислота кристалізується саме за таким типом.