Определение фазового состава силикатов по диаграммам состояния двухкомпонентных систем

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Южно-Уральский государственный университет

Кафедра «Строительные материалы»

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему:

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАЗОВОГО СОСТАВА СИЛИКАТОВ
    ПО ДИАГРАММАМ СОСТОЯНИЯ ДВУХКОМПОНЕНТНЫХ

СИСТЕМ

Вариант № 1

Преподаватель,

к.т.н., доцент кафедры        _________________________________ Горбунов С.П.

Студент, гр. АСИ-192        _________________________________ Табунова В.П

г. Челябинск, 2018 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ        3

ЗАДАНИЕ        4

1 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ        5

1.1 Дать определение всем основным элементам диаграммы двухкомпонентной системы        5

1.2 В каких случаях (для каких процессов) для диаграмм двухкомпонентных систем наблюдается нонвариантное состояние?        8

1.3 Как графически на диаграмме изображаются: химические соединения, полиморфные превращения компонентов и химических соединений, ликвация, твердые растворы (с графическими примерами элементов изображения)?        9

1.4 При каких условиях кристаллизация расплава системы заканчивается в точке перитектики?        9

1.5 Сформулируйте правило рычага. Для каких целей оно используется?        12

1.6 Дайте характеристику минералов в задаваемых системах. При производстве каких строительных материалов используется сырье подобного состава?        14

2·ТАБЛИЦА ФИГУРАТИВНЫХ ТОЧЕК        17

3 ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ СаО-SiO2        18

4 ОПИСАНИЕ ОБЛАСТЕЙ ФАЗОВЫХ РАВНОВЕСИЙ ДИАГРАММЫ        19

5 РЕШЕНИЕ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ РАБОТЫ        20

ЗАКЛЮЧЕНИЕ        22

БИБЛИОГАФИЧЕСКИЙ СПИСОК        23

ВВЕДЕНИЕ

Диаграмма равновесия двухкомпонентных систем представляет собой графическое изображение последовательных равновесных состояний при бесконечно малых изменениях температуры или иных термодинамических параметров состояния системы.

Диаграмма равновесия представляет собой координатную сетку, на которой по оси абсцисс откладываются значения концентрации компонентов системы (в весовых или молярных долях), а на оси ординат – температура системы. Такие графические изображения устанавливают строгую функциональную зависимость между термодинамическими параметрами системы при изменении ее фазового равновесия. Особенностью диаграмм подобного рода является то, что любая ее точка характеризует определенное фазовое равновесие и числовые значения этого состояния.

Исходя из вышесказанного, по диаграмме состояния для любых заданных параметров системы можно определить количество фаз, находящихся в равновесии в данный момент времени; состав равновесных фаз; количественное соотношение равновесных фаз, и, зная свойства образовавшихся фаз, предсказать свойства материала, полученного в результате термической обработки данной системы в процессе изготовления обжиговых строительных материалов. Обратной задачей является разработка такого технологического процесса (количественная оценка его параметров), который позволил бы получить изделия с заданными нормативными значениями и свойствами данного материала.

Цель данной работы:

• изучить основные элементы диаграмм двухкомпонентных систем;
• овладеть практическими навыками построения диаграмм равновесия двухкомпонентных систем;
• освоить методику определения фазового равновесия двухкомпонентных систем и практическое решение технологических задач.

ЗАДАНИЕ

1. По фигуративным точкам построить диаграмму равновесия заданной системы.
2. На диаграмме состояния отметить области фазовых равновесий с обязательным указанием всех имеющихся полиморфных превращений кристаллической решетки минералов или индивидуальных компонентов.
3. По диаграмме определить:

1. Состав и количество фаз, образовавшихся при охлаждении исходного состава системы до температуры T1;
2. Количество эвтектических кристаллов и их состав для заданного исходного состава;
3. Температуру, при которой количество кристаллов и расплава находятся в заданном соотношении (2:1, 1:1, 1:2, 1:3).
4. Фазовое равновесие до начала химической реакции и по ее окончанию при инконгруэнтном плавлении химического соединения.

1. Вариант контрольных заданий для системы CaO-SiO2

Таблица 1 – Вариант индивидуального задания для системы CaO-SiO2

1 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.1 Дать определение всем основным элементам диаграммы двухкомпонентной системы

К основным элементам строения двухкомпонентных (бинарных) диаграмм состояния относятся: координатные оси, вертикали составов, изотермы, точки составов химических соединений, кривые ликвидуса и солидуса, точки эвтектики и перитектики, эвтектоидные точки, изотермы полиморфных превращений, бинодальные кривые.