BINARY EUTECTIC SYSTEMS

Diagram fase tembaga – perak digambar 9.7 adalah diagram fasa eutektik biner. tiga daerah fase tunggal ditemukan pada diagram: α, β, Dan cair.  fase α adalah larutan padat yang kaya akan tembaga, Fase ini memiliki perak sebagai komponen zat terlarut dan struktur kristal FCC. Larutan padat fase β memiliki struktur FCC dan tembaga adalah zat terlarut. α dipertimbangkan sebagai tembaga murni dan β dipertimbangkan sebagai perak murni.

Figure 9.7 The copper–silver phase diagram. [Adapted from Binary Alloy Phase

Diagrams, 2nd edition, Vol. 1, T. B. Massalski (Editor-in-Chief), 1990. Reprinted by

permission of ASM International, Materials Park, OH.]

Dengan demikian, kelarutan di masing-masing fase padat ini terbatas, dalam suhu berapa saja di bawah garis BEG konsentrasi perak yang terlarut dalam tembaga adalah terbatas (untuk fase α). dalam suhu berapa saja di bawah garis BEG konsentrasi tembagda yang terlarut dalam perak adalah terbatas (untuk fase β). Batas kelarutan fase α sesuai dengan garis batas berlabe CBA; itu meningkat dengan suhu hingga maksimal [8.0 wt% Ag at 779 ^oC (1434 ^oF)] pada poin B, dan menurun kembali ke nol pada suhu leleh tembaga murni, poin A [1085 ^oC (1985 ^oF)]. Pada temperatur dibawah 779 ^oC (1434 ^oF) batas garis kelarutan padat yang memisahkan daerah fase α dan α + β disebut garis solvus. batas AB antara bidang α dan α + L disebut garis solidus. Kelarutan maksimum dari tembaga berada pada fase β, point G(8.8 wt% Cu), terjadi pada 779 ^oC (1434 ^oF). Garis horizontal BEG ini, yang sejajar dengan sumbu komposisi dan memanjang antara posisi kelarutan maksimum ini, dapat juga dianggap sebagai garis solidus; itu merupakan suhu terendah di mana fase cair mungkin ada untuk setiap paduan tembaga-perak yang berada di ekuilibrium.

Seperti perak ditambahkan ke tembaga, suhu di mana paduan menjadi benar-benar cair menurun di sepanjang garis liquidus pada garis AE; dengan demikian, suhu leleh tembaga diturunkan dengan penambahan perak. Hal yang sama dapat dikatakan untuk perak: pengantar tembaga mengurangi suhu pelelehan sempurna sepanjang garis likuidus lainnya, FE. Garis-garis likuidus ini bertemu pada titik E pada diagram fase, yang melaluinya juga melewati garis horizontal isoterm BEG. Titik E disebut titik invarian, seperti yang ditunjukan pada komposisi C_E dan pada temperature T_E . untuk sistem tembaga-perak, nilai-nilai C_E adalah 71.9 wt% Ag dan T_E adalah 779 ^oC (1434 ^oF).

Setelah pendinginan, fase cair diubah menjadi dua fase padat α dan β pada suhu T_E ; reaksi sebaliknya terjadi saat pemanasan. Ini disebut reaksi eutektik (eutektik berarti "mudah meleleh"), dan C_E dan T_E .  mewakili komposisi dan temperatur eutektik, masing-masing; C_αE dan C_βE adalah komposisi masing-masing fase α dan β di T_E. Seringkali, garis solidus horizontal di T_E disebut isoterm eutektik.

Reaksi eutektik, setelah pendinginan, mirip dengan pemadatan untuk komponen murni di mana reaksi berlangsung sampai selesai pada suhu konstan, atau secara isotermal, di T_E. Namun, produk padat pemadatan eutektik selalu dua fase padat, sedangkan untuk komponen murni hanya bentuk fase tunggal. Karena reaksi eutektik ini, diagram fasa serupa dengan yang pada Gambar 9.7 disebut diagram fase eutektik; komponen yang menunjukkan perilaku ini terdiri dari sistem eutektik.

Untuk sistem eutektik, tiga fase (α, β, dan Liquid) mungkin berada dalam ekuilibrium, tetapi hanya pada titik-titik di sepanjang isoterm eutektik. Aturan umum lainnya adalah bahwa daerah fase tunggal selalu dipisahkan satu sama lain oleh wilayah dua fase yang terdiri dari dua fase tunggal yang memisahkan.