6-Ma’ruza. Qattiq eritmalar

V.14-rasm. Qattiq holatda cheksiz eruvchanlikka ega bo’lgan, ekstremal nuqtali sistemalarning holat diagrammasi: a-maksimumga ega; b-minimumga ega
Chekli eruvchanlikka ega bo’lgan qattiq eritmali sistemalar. Chekli eruvchan holat diagrammalari ikki turli bo’ladi. 1-turdagi holat diagrammalariga 2 ta qattiq eritma tutgan sistemalar kiradi. 1-turga mansub sistemalarda qattiq eritmalar barcha haroratlarda barqaror bo’ladi (V.15-rasm). Bunda A va B komponentlar sistemada toza holda emas, balki qattiq eritmalar holida ajralib chiqadi. Bunday sistemalarda faqat ma’lum tarkibli qattiq eritmalar hosil bo’ladi. a va b nuqtalar orasida A ning B dagi qattiq eritmasi bilan B ning A dagi qattiq eritmasi aralash holda bo’ladi.
Agar k tarkibli suyuq qotishmani sovita borsak, e nuqtaga kelguncha sistema birgina fazadan, ya’ni suyuq qotishmadan iborat bo’ladi. m nuqtada va hattoki n nuqtada ham (to’la qotib bo’lmagan) sistema 2 fazali bo’ladi: E tarkibli suyuq evtektik qotishma va b tarkibli qattiq eritma. Sovitish yana davom ettirilsa, evtektik qotishma qotadi va a tarkibli va b tarkibli qattiq eritmalar aralashmasi hosil bo’ladi. Bu jarayon vaqtida fazalar soni 3 ta bo’ladi: E tarkibli suyuq qotishma; a tarkibli qattiq eritma (- kristallari); b tarkibli qattiq eritma (-kristallari). Kristallanish batamom tugagandan keyin sistema 2 fazali bo’lib qoladi: - kristallari va  -kristallari.

V.15-rasm. Qattiq holatda ma’lum chegarada eriydigan sistema:
С – suyuq qotishma;  – B ning A dagi qattiq eritmasi;  – A ning B dagi eritmasi; + – ikkala qattiq eritma aralashmasi

V.16-rasm. Qattiq holatda chekli eruvchanlikka ega bo’lgan sistemaning holat diagrammasi (1-tur)
Masalan, q nuqtadagi sistema r takribli qattiq eritma bilan S tarkibli qattiq eritma aralashmasidan iborat. Fazalarning miqdorlari orasidagi nisbat qs va qr masofalar orasidagi nisbatga tengdir (yelka qoidasi). V.16-rasmda kumush-mis sistemasining holat diagrammasi 1-tur diagrammasining misoli sifatida keltirilgan. Ushbu diagrammada AE va BE – likvidus chiziqlari, AС va BD – solidus chiziqlari va D – evtektik nuqta. Likvidusdan yuqorida mis va kumush qotishmasi suyuq holatda bo’ladi.  va  lar bilan belgilangan sohalarda qattiq eritmalar bo’ladi. AСE va BDE sohalarida suyuq faza bilan qattiq fazalar muvozanatda bo’ladi.
Nihoyat, СED chizig’ining pastida kumushning misdagi qattiq eritmasi bilan misning kumushdagi qattiq eritmasidan iborat aralashma bo’ladi.
Agar tarkibi evtektik qotishmaga to’g’ri keladigan suyuq qotishma (i) sovitilsa, harorat 779⁰C da sistema qota boshlaydi, natijada, misning kumushdagi С tarkibli qattiq eritmasi va kumushning misdagi D tarkibli qattiq eritmasi hosil bo’ladi.
Bunday diagrammalar, umumiy holda, komponentlarning birbirida eruvchanligi o’zgarishi bilan quyidagicha o’zgaradi:
– qattiq komponentlarning bir-birida eruvchanligi ortib borsa, V.15-rasmdagi evtektik chiziq (ab) qisqaradi. Eruvchanlik ortaversa, borib-borib a nuqta bilan b nuqta birlashadi. Unda V.15- rasmdagi diagramma V.14, b-rasmdagi diagrammaga aylanadi. V.14, a,b-rasmlarda tasvirlangan sistemalarning komponentlari suyuq holatda ham, qattiq holatda ham bir-birida cheksiz eriydi. Diagrammaning С nuqtasi bilan ifodalangan qattiq eritma yuqorida ta’kidlaganimizdek, xuddi toza modda kabi, o’zgarmas haroratda suyuqlanadi, uning kimyoviy tarkibi ham doimo bir xil bo’ladi, lekin u kimyoviy birikma emas, balki qattiq eritmadir; – qattiq eritma komponentlarining bir-birida eruvchanligi kamayib borsa, V.15-rasmdagi evtektik chiziq (ab) uzayadi; eruvchanlik kamayaversa, T_Aaс va T_Bbd chiziqlari ordinate chiziqlari bilan birlashib ketadi. Vaholanki, shunday ekan, u vaqtda 1 ta evtektikali oddiy diagramma hosil bo’ladi. Ammo ushbu diagrammada solidusdan pastda qattiq eritmalarning aralashmasi (+) bo’ladi, oddiy diagrammada esa, komponentlar qattiq holatda bir-birida erimasdan, alohida-alohida kristallanadi.

V.17-rasm. Qattiq holatda chekli suyuqlanuvchi sistemaning holat diagrammasi (2-tur)
2-turga mansub sistemalarda esa, qattiq eritmalardan biri ma’lum bir haroratgacha barqarordir (V.17-rasm). Bu diagrammada СF – peritektik chiziq va T_с – peritektik harorat. a₀ nuqtada  qattiq eritma ajrala boshlaydi (a₂ nuqta). Sovitish davom ettirilganda qattiq eritmaning tarkibi a₂F bo’yicha, suyuq qotishmaning tarkibi esa, a₀С egri bo’yicha o’zgaradi. T_c haroratda va undan quyida  qattiq eritma barqaror bo’ladi (H nuqta). Shuning uchun, T_c haroratgacha sovitilganda  qattiq eritmaning kristallari ajrala boshlaydi. Sistema 3 fazali bo’ladi va F=0: Tc harorat va 3 ta fazalarning tarkibi (C, H, F nuqtalar) o’zgarmas bo’lib turishi kerak. C nuqtadagi tarkibni (y_c) doimiy qilib ushlab turish uchun,  qattiq eritmaning kristallanishi davomida avval ajralib chiqqan  qattiq eritmaning kristallari suyuqlanib ketishi kerak. Jarayon  kristallarning yo’qolishi bilan tugaydi.
(Ф=2; F=1)