Кадрлар тайёрлаш миллий дастури

7-§ ҲОЛАТ ДИАГРАММАЛАРИ
Ҳолат диаграммалари қотишмаларнинг температура ва компонентлар концепциясига боғлиқ ҳолда фаза ҳолатининг график тасвиридан иборатдир. Ҳолат диаграммалари мувозанат ҳолатлари учун, яъни жуда кичик совиш тезилигида ёки ўзоқ муддат қиздирилганда қотишма эришадиган ҳолат учун қурилади. Қотишмаларнинг мувозанат ҳолатдаги ҳолат диаграммалари назарий диаграммалар ҳисобланади, чунки амалда ҳақиқий мувозанат ҳолат жуда кам учрайди. Кўпинча қотишмалар метастабил ҳолатда, яъни чекланган турғун ҳолатда бўлади.
Қаттиқ ҳолатда компонентлари чексиз эрийдиган ҳол учун қотишмаларнинг ҳолат диаграммаси. Мис-никель системаси қотишмасининг ҳолат диаграммасини кўриб чиқамиз.(14-расм) Мис ва никель исталган пропорацияда бирикиб, қаттиқ қотишмаларнинг узлуксиз қаторини ҳосил қилади, чунки никель атомлари кристалл панжарадаги барча мис атомлари ўрнини эгаллаш хусусиятига эга. Миснинг суюқланиш температураси 1083⁰С, никельники эса 1445⁰С га тенг.
Мис-никель системаси қотишмасининг қуйидаги концентрациядаги беш хил таркиби учун совитиш эгри чизиқларини кўриб чиқамиз. (14-расм, а) %:100Сu+20Ni, 60Cu+40Ni, 20Cu+80Ni, 100Ni. Тоза металлар (1 ва5 эгри чизиқлар) битта критик нуқтага – қотиш (кристалланиш) температурасига, қотишмалар эса 2,3,4 эгри чизиқлар) иккита критик нуқтага эга бўлади. Қотишмалар тоза металлардан фарқли равишда маълум температура оралиғида кристалланади. Масалан, қотишма 3 нинг кристалланиши t₁ температурада (а нуқта) бошланади, бу температурада суюқ қотишмадан қаттиқ эритманинг дастлабки кристаллари ажралиб чиқа бошлайди, кристалланиш эса t₃ температурада (b₁нуқта) тугайди. Бу температуранинг турли температуралари қаттиқ фаза таркиби узлуксиз ўзгариб боришидан далолат беради.
Ҳолат диаграммасини (14-расм, б) қуриш учун температура – концентрация кордината ўқларининг абциссасида бешта қотишма таркиби нуқталар билан белгиланади ва ҳар бир нуқтадан вертикал чизиқлар чиқарилади. Шундан сўнг критик нуқталар қотишмаларнинг совиш эгри чизиқларидан бу вертикал чизиқлар кўчирилади. Чап ва ўнг томондаги температура координаталарида тоза металлар – 100 % мис ва 100% никель кристалланишининг температуралари белгиланади. Барча қотишмалар кристалланишининг бошланиши ва тугалланишини билдирувчи температураларни эгри чизиқ билан туташтириб, мис-никель системаси қотишмасининг ҳолат диаграммаси олинади. Бу система компонентлари қаттиқ ҳолатда чекланмаган миқдорда эрий олади. Мис ва никель қотишмаси маълум температураоралиғида кристалланади ва қотади. Диаграммада бу оралиқ тоза мис ва никель суюқланиш нуқталарини туташтирувчи иккита чизиқ билан чегараланган. Юқориги чизиқ совишда қотишнинг бошланишини ёки қиздирилганла суюқланиш тугашини билдирса, пастки чизиқ мос равишда қотиш тугашини ёки суюқланиш бошланишини билдиради. Мис – никель қотишмасининг кўриб ўтилган ҳолат диаграммаси учта областга эга. Суюқ қотишма мавжуж бўлган область мис ва никельнинг суюқланиш нуқталарини туташтирувчи юқори чизиқдан баландда ётади. Бу областнинг юқори чегараси ликвидус, пастки чегараси солидус чизиғи деб аталади (“ликвидус” лотин тилида суюқ, “солидус” эса қаттиқ деган маънони билдиради)
Бу ҳолат даграммасидан қотишма кристалланишида қаттиқ ва суюқ фазалар концентрациясини аниқлаш мумкин. Масалан қотишма 3 учун t₂ температурада фазалар концентрацияси mn₁ горизонтал чизиқ билан аниқланади, бу чизиқ солидус ва ликвидус чизиқлари билан кесишгунча давом эттирилади, n₁ нуқта қаттиқ фаза концентрациқсини, m нуқта эса суюв фаза концентрациясини билдиради. t₃ температурада фаза концентрацияси ҳолат диаграммасида b₁ нуқта билан, суюқ фаза концентрацияси эса m₁ нуқта билан аниқланади. Юқорида айтилганлардан кристалланиш процессида фазалар таркиби, яъни суюқ фаза ликвидус чизиғи бўйлаб, қаттиқ фаза эса солидус чизиғи бўйича ўзгаради, деган фикр келиб чиқади. Турли температураларда суюқ эритмадан чўкадиган қаттиқ эритма кристалларининг таркиби ўзгаради. У ёки бу қотишма айрим кристалларининг бир жинслимаслиги кристаллараро ёки дендрит ликвация дейилади. Ликвидус ва солидус чизиқлари орасидаги масофа қанча катта бўлса, дендрит ликвация ҳам шунча катта бўлади.
Одатда, дендрит ликвация номақбул бўлиб, у қотишма таркибини текислаш мақсадида ўзоқ муддат қиздириш билан йўқотилади. Қотишма таркиби унда содир бўладиган диффузион процесс туфайли текисланади.
Қаттиқ қотишмаларга, шунингдек Сu –Au, Ag-Au, Ni-Au, Fe-Cr, Fe-Va, Bi-Sb ва ҳакозо системалар қотиишмалари ҳам киради. Бу қотишмалар юқорида кўрилган ҳолат диаграммаси кўринишида кристалланади, бу қотишмаларнинг иккала компоненти ҳам суюқ ва қаттиқ ҳолатларда чексиз эрийди ҳамда химиявий бирикмалар ҳосил қилмайди.
14-расм. Мис-никель қотишмасининг ҳолат диаграммаси.