бинарные
системы, двухкомпонентные
системы, физико-химические
системы, состоящие из двух независимых составных частей (компонентов). Особое практическое значение имеют конденсированные Д. с., т. е. не содержащие газов или паров. Диаграммы состояния (См.
Диаграмма состояния) и диаграммы состав - свойство (См.
Диаграмма состав - свойство) таких
систем изображают на плоскости, откладывая на оси абсцисс состав
х (выраженный в процентах по массе, атомных или мольных процентах одного из компонентов), а на оси ординат - температуры
Т фазовых превращений (начала и конца кристаллизации, полиморфных превращений и др.) или численные значения измеримых свойств Д. с. (плотности, твёрдости, электропроводности и др.). Здесь рассмотрены лишь простейшие изобарические (при давлении 1
атм) диаграммы состояния Д. с., в которых существуют только жидкие фазы
L и твёрдые
S.
Если взаимная растворимость компонентов
А и
В в жидком и в твёрдом состоянии отсутствует, то диаграмма состояния (
рис. 1) изображается двумя горизонтальными прямыми, проведёнными через точки
ТА и
TB, отвечающие температурам плавления
А и
В. Выше
TB система состоит из двух жидких фаз
LA и
LB, между
TB и
TA - из
LA и кристаллов
В, ниже
TA - из смеси кристаллов
А и
В. Если взаимная растворимость компонентов
А и
В в жидком состоянии не ограничена, а в твёрдом состоянии отсутствует, то из одной жидкой фазы
L при охлаждении выпадают две твёрдые фазы - кристаллы
А и
В (
рис. 2). Кривые ликвидуса (геометрия, место температур начала кристаллизации)
TAE и
TBE пересекаются в эвтектической точке
Е (см.
Эвтектика)
. Жидкость, состав которой отвечает точке
Е, затвердевает при постоянной температуре в тонкую смесь кристаллов
А и
В. Из жидкостей, состав которых лежит между
А и
Е, при охлаждении начинают выпадать кристаллы
А, вследствие чего содержание
В в жидкости увеличивается; когда её состав будет отвечать точке
Е, процесс закончится кристаллизацией эвтектики. Точно так же затвердевание жидкостей, состав которых лежит между
В и
Е, начинается выпадением кристаллов
В и заканчивается кристаллизацией эвтектики. Прямая
FG, проведённая через точку
Е, называется линией солидуса (геометрическое место температур конца кристаллизации). Затвердевшие Д. с. этого типа состоят из двухфазной смеси кристаллов
А+В. Изотермы свойств таких смесей приближаются к прямой линии ε
А ε
В (
рис. 2).
Если компоненты
А и
В обладают неограниченной взаимной растворимостью как в жидком, так и в твёрдом состоянии, то из одной жидкой фазы
L при охлаждении выпадает только одна кристаллическая фаза -твёрдый раствор (См.
Твёрдые растворы) S (
рис. 3). Диаграмма состояния такой Д. с. может быть без максимума и минимума (
рис. 3, I), с максимумом (
рис. 3, II) и с минимумом (
рис. 3, III)
. Изотермы свойств имеют вид непрерывных кривых, обращенных выпуклостью вверх (
рис. 3, IV) или вниз (
рис. 3, V).
Если взаимная растворимость А и В в жидком состоянии не ограничена, а в твёрдом - ограничена, то в случае образования эвтектики последняя состоит из смеси двух твёрдых растворов ( и β (рис. 4), предельные концентрации которых отвечают точкам F и G при эвтектической температуре и точкам М и N при комнатной. Изотермы состав - свойство (отвечающие температуре t) состоят из 3 ветвей εAm1n1εB и εAm2n2εB, точки m1, m2 и n1, n2 отвечают предельным концентрациям твёрдых растворов α и β при температуре t.
В случае, когда из жидкости L кристаллизуется одно химическое соединение С, плавящееся без разложения, и твёрдые растворы отсутствуют, на кривой ликвидуса наблюдается либо рациональный максимум М, либо сингулярная точка D, отвечающие составу соединения С, и две эвтектические точки E1 и E2, отвечающие эвтектикам, образуемым С с А и В соответственно (рис. 5). Изотермы свойств имеют вид двух прямых, пересекающихся на ординате соединения С. Более сложные случаи диаграмм состояния Д. с. см. в приведённой ниже литературе.
Лит.: Курнаков Н. С., Избр. труды, т. 1-3, М., 1960-63; Вол А. Е., Строение и свойства двойных металлических
систем, т. 1-2, М., 1959-62; Хансен М., Андерко К., Структуры двойных сплавов, пер. с англ. , М. , 1962; см. также лит. при ст.
Диаграмма состояния.
С. А. Погодин.
Рис. 1 к ст. Двойные системы.
Рис. 3 к ст. Двойные системы.
Рис. 4 к ст. Двойные системы.
Рис. 2 к ст. Двойные системы.
Рис. 5 к ст. Двойные системы.