Sıvı - Katı Faz Diyagramlar
İki farklı katıyı oluşturacak olan sıvı karışımın soğuma eğrileri incelenerek soğuma denge diyagramları elde edilebilir. Bu tür diyagramların elde edilmesi için belirli bileşimdeki karışımlarda kısmen kristalenmenin başladığı ve sonlandığı sıcaklıklarla tüm kristallenmenin olduğu gözlenlerden yararlanılır.
Şekil 1 deki (I) de yapılan A ve B maddelerinin karışımlarının deneysel çalışmaların örnekleri, Şekil 1 deki (II) de ise deneysel çalışma sonucu elde edilen verilerden hareketle çizilen B bileşeninin mol kesrine için faz diyagramı görülmektedir.
Şekil 1 de bu tür bir A ve B maddelerinden oluşan karışımlar için faz diyagramı görülmektedir.
Şekil 1 : Sıvıdan katıya geçişte ölçeksiz faz geçiş diyagramı.
Şekil 1-(I) daki A grafiği saf A maddesinin soğumasını göstermektedir. Şekilden de görüldüğü gibi sıvı haldeki A maddesi donma noktasına ulaştığında donmaya başlar (| ile gösterilmiştir.) ve donma süresi boyunca sıcaklığında herhangi bir değişiklik olmamıştır (| ile gösterilmiştir.). A tamamen donduğunda, katı haldeki A nın sıcaklığı düşmeye devam etmiştir(| ile gösterilmiştir.).
Benzer şekilde; Şekil 1-(I) daki B grafiği saf B maddesinin soğumasını göstermektedir. Şekilden de görüldüğü gibi sıvı haldeki B maddesi donma noktasına ulaştığında donmaya başlar (| ile gösterilmiştir.) ve donma süresi boyunca sıcaklığında herhangi bir değişiklik olmamıştır (kesikli | ile gösterilmiştir.). A tamamen donduğunda, katı haldeki A nın sıcaklığı düşmeye devam etmiştir(| ile gösterilmiştir.).
Şekil 1 -(I) deki Ö ile gösterilen grafik özel bir A-B karışım oranı için ortaya çıkar. Bu karışım ötektik karışım olarak adlandırılır. Bu nokta da ötektik nokta veya ötektik sıcaklık olarak adlandırılır. Bu noktadaki grafiğe dikkat edilirse, saf A ve B maddelerinin donma grafiklerine benzemektedir.
Eutektik karışımlardaki bu nokta, karışımın erime noktasının en düşük olduğu özgül bir bileşim ve sıcaklık gösteren özel bir karışım değerine karşı gelir.
Ötektik bir karışımda, iki veya daha fazla bileşen öyle karışım oluşturur ki madde sanki yeni bir saf maddeymiş gibi davranır. bir şekilde bir araya getirilir ki, Bu tür bir karışımlar, ötektik olmayan karışımların aksine sabit bir sıcaklıkta katılaşacaktır.
Ötektik karışımlar malzeme bilimi, metalurji ve diğer alanlarda istenen özelliklere sahip alaşımlar oluşturmak için kullanılabilirler. Bu özellikler arasında artan mukavemet, artan dayanıklılık ve korozyona karşı direnç yer alır. Ötektik karışımlar ayrıca ilaç endüstrisinde katı dozaj formlarının üretilmesinde ve gıda endüstrisinde çikolata ve dondurma üretiminde kullanılır. Ötektik noktada ürünün düzgün bir yapıda olur.
Şekil 1 - (I) deki (1) ve (2) grafikleri ötektik noktanın berisinde ve A ile daha zengin olan karışım için soğuma grafiğini göstermektedir. Bu grafikler için (II) den görüldüğü gibi donma işlemi başladığında karışım içinde zengin olan A donmaya başlar. Karışım donmuş halde A ve sıvı halde A-B karışımını bulundurur. A katılaşarak ayrıldıkça karışımın donma noktası yavaş yavaş ötektik noktaya kadar düşer. Bu durum Şekil 1 - (I) de kesikli sarı-siyah çizgi ile gösterilmiştir. ötektik noktaya ulaşıldığında tüm karışım donmuştur. Bu grafiklerden (1) ve (2) arasındaki fark (1) karışımın donmaya başladığı sıcaklığın (II) den daha yüksek olmasıdır.
Şekil 1 - (I) deki (3) ve (4) grafikleri ötektik noktanın ötesinde ve B ile daha zengin olan karışım için soğuma grafiğini göstermektedir. Bu grafikler için (II) den görüldüğü gibi donma işlemi başladığında karışım içinde zengin olan B donmaya başlar. Karışım donmuş halde B ve sıvı halde A-B karışımını bulundurur. B katılaşarak ayrıldıkça karışımın donma noktası yavaş yavaş ötektik noktaya kadar düşer. Bu durum Şekil 1 - (I) de kesikli turkuaz-siyah çizgi ile gösterilmiştir. ötektik noktaya ulaşıldığında tüm karışım donmuştur. Bu grafiklerden (3) ve (4) arasındaki fark (4) karışımın donmaya başladığı sıcaklığın (3) den daha yüksek olmasıdır.
Kaynaklar |