Nonequilibrium phase diagrams in the PbCl₂−AgCl eutectic system

Abstract

It is well-known that eutectics do not necessarily grow at the eutectic temperature, or with the eutectic composition. Thus, the eutectic point can be shifted due to nonequilibrium conditions in the system. This fact was observed in many experiments. We try to explain this behaviour on base of the study of phase transformation kinetics. We construct the kinetic phase diagrams of PbCl₂−AgCl within the framework as of the nucleation theory as of the theory of growth on the phase interface. Our models are based on the molecular model of the difference of chemical potential of components for the liquid and solid phases. The proposed model describes the position of the eutectic point very well and is practically applied for the study of nonequilibrium directional growth in the PbCl₂−AgCl system.

Zusammenfassung

Es ist allgemein bekannt, daß Eutektika nicht unbedingt bei der eutektischen Temperatur oder mit der eutektischen Zusammensetzung wachsen. Somit kann der eutektische Punkt aufgrund von Nichtgleichgewichtsbedingungen im System verschoben werden. Diese Tatsache wurde in zahlreichen Versuchen beobachtet. Vorliegend wurde auf der Grundlage einer Untersuchung der Phasenumwandlungskinetik ein Versuch zur Erklärung dieses Verhaltens unternommen. Dabei wurden die kinetischen Phasendiagramms von PbCl₂−AgCl sowohl innerhalb der Keimbildungstheorie als auch der Theorie des Wachstums an der Phasengrenze konstruiert. Unsere Modelle basierten auf einem molekularen Modell der Differenzen zwischen den chemischen Potentialen der Komponenten für die flüssigen und die festen Phasen. Das vorgeschlagene Modell beschreibt die Lage des eutektischen Punktes sehr gut und wurde praktisch bei einer Untersuchung des Nichtgleichgewichts-Richtungswachstumes im PbCl₂−AgCl System angewendet.