[LT] Išradimas priklauso gamtos ir technikos mokslams bei technikos pramonei.Išradimas skirtas tarpusavio ryšio tarp pusiausvyrinės fizikinės - cheminės sistemos būsenos parametrų (sudėties), taip pat tarp jų ir kitų sistemos parametrų nustatymo būdui ir grafinei analizei ir gali būti panaudotas medžiagotyroje, technikoje, pramonėje, mineralogijoje. Keturkomponenčių sistemų sudėties bei būsenos grafinės analizės būdas, skirtas metalų lydinių, statybinių konstrukcinių ir šilumos bei garso izoliacinių kompozitų gamybai ir tyrimams, nauja jame tai, kad nustato bent vieną komponento reikšmę, sistemos komponentus suskirsto į dvi komponentų poras, kiekvienos poros komponentų sumą prilygina 100 % arba 1, parenka diagramos formą - koordinačių kvadratą, vienos poros komponentų kiekius išdėsto atskirose horizontaliose koordinačių kvadrato kraštinėse, vieno komponento kiekiui kintant nuo 0 iki 100 % arba nuo 0 iki 1, kito komponento kiekiui kintant nuo 100 % iki 0 arba nuo 1 iki 0, tuo tarpu kitos poros komponentų kiekius išdėsto atskirose vertikaliose koordinačių kvadrato kraštinėse, vieno komponento kiekiui kintant nuo 0 iki 100 % arba nuo 0 iki 1, kito komponento kiekiui kintant nuo 100 % iki 0 arba nuo 1 iki 0, viena tiese sujungia pirmos komponentų poros atidėtų kiekių taškus, kita tiese sujungia antros komponentų poros atidėtų kiekių taškus, nubrėžtų tiesių susikirtimo taškas nurodoketurkomponentės sistemos sudėtį bei būsenos faktorius.
[EN] The invention relates to technical science and industry. The invention can be used for addition and graphic analysis of state of tetra - component system. The invention can be applied in material science, technique, industry, mineralogy. Method is designed for producing and analysis of metal alloys, building construction and composites for insulation of heat and sound. New that is determined at least one component value, components are distributed into two pairs of components, a sum of components of each pair is equal 100 % or 1, a form of diagram square of coordinates is chosen. Amount of components of one pair are placed in different horizontal sides of square coordinates when a quantity of one component changes from 0 to 100 % or from 0 to 1, when a quantity of another component changes from 100 % to 0 or from 1 to 0. Component quantity of another pair are placed in separate vertical sides of square coordinates, when a quantity of one component changes from 0 to 100 % or from 0 to 1, when a quantity of another quantity changes from 100 % to 0 or from 1 to 0, points of defined quantities of first pair of components are joined by one line, points of defined quantities of second pair of components are joined by another line. Intersection point indicates factors of system addition and state of tetra - component system.
[0001] Išradimas priklauso gamtos ir technikos mokslams bei technikos pramonei.
[0002] Išradimas skirtas tarpusavio ryšio tarp pusiausvyrinės fizikinės - cheminės sistemos būsenos parametrų (sudėties), taip pat tarp jų ir kitų sistemos parametrų nustatymo būdui ir gali būti panaudotas medžiagotyroje, technikoje, pramonėje, mineralogijoje.
[0003] Grafinė tarpusavio ryšio tarp pusiausvyrinės fizikinės - cheminės sistemos būsenos parametrų (sudėties), taip pat tarp jų ir kitų sistemos parametrų (koncentracijos, tūrio, slėgio, temperatūros, termodinaminių parametrų), išraiška vadinama sistemos (medžiagų, fazių) būsenos diagrama. Tokios diagramos turi didelę svarbą medžiagotyroje, technikoje, pramonėje, mineralogijoje. Štai, geležies - anglies diagrama yra plieno terminio perdirbimo pagrindas. Metalų sieros diagramomis plačiai naudojamasi spalvotųjų metalų metalurgijoje. Vandens - druskų diagramos turi didelę svarbą metalurgijoje bei mineralinių druskų technologijoje. Silikatinės diagramos yra ta informacija, be kurios neįmanoma apsieiti tiriant silikatus (cementai, keraminės medžiagos, stiklai, šlakai). Ypač didelę reikšmę turi šios diagramos kompozicinių medžiagų gamyboje bei tyrimuose. Sudėties bei būsenos diagramose atsispindi įvairiakomponenčių sistemų charakteristikos.
[0004] Šiuo metu žinomos vien-, dvi- ir trikomponenčių sistemų sudėties bei būsenų grafinės analizės būdai. Profesoriaus J. Barkausko "Kristalų chemijos kurso paskaitų konspekte" (VU Chemijos fakultetas, Bendrosios ir neorganinės chemijos katedra, 2007 m.) aprašytas dvikomponentės sistemos sudėties grafinės analizės būdas. Dvikomponentė (binarinė) sistema apibūdinama pagal tris žinomus parametrus: slėgį, temperatūrą ir vieno iš komponentų koncentraciją. Teigiant, kad komponentų suma lygi 1, koncentracijų koordinatėje atidedama atkarpa, kurios ilgis prilyginamas 1. Atkarpos pradžia reiškia gryną komponentą A (xA = 1; xB = 0), o atkarpos pabaigą - gryną komponentą B (xA = 0; xB = 1). Bet kokia tarpinė dvikomponentės sistemos sudėtis bus taškas šioje atkarpoje.
[0005] Tačiau šio grafinės analizės būdo negalima pritaikyti keturkomponenčių sistemų grafinei analizei.
[0006] Išradimo medžiagoje aptariamos keturkomponenčių sistemų grafinės analizės būdo, diagramų sudarymo, komponentų sudėčių įvedimo į jas ir esančių diagramose sistemų sudėties išaiškinimo galimybės, gaminant ir tiriant metalų lydinius, statybinius konstrukcinius ir šilumos bei garso izoliacinius kompozitus.
[0007] Apie šio tipo diagramų svarbą kalba tokie faktai, kad panaudojant jas būtų galima nagrinėti daugelį praktiškai labai svarbių sistemų. Prie jų, pavyzdžiui, galima priskirti šias sistemas:
[0008] metalų lydiniai,
[0009] smėlis, molis: SiO2 - (CaO + MgO) - (Al2O3 + Fe2O3) - k. n.,
[0010] klintys, kalkės: (CaO + MgO) - SiO2 - (Al2O3 + Fe2O3) - k. n. ,
[0011] trepelis, opoka: SiO2 - (Al2O3 + Fe2O3) - (CaO + MgO) - (Na2O + K2O),
[0012] dolomitas: CaO - MgO - SiO2 - k. n.,
[0013] glaukonitas: SiO2 - (Al2O3 + Fe2O3) - (CaO + MgO) - (Na2O + H2O),
[0014] portlandcementis: (CaO + MgO) - SiO2 - (Al2O3 + Fe2O3) - (Na2O + K2O),
[0015] stiklo pluoštas: SiO2 - (Na2O + K2O) - (CaO + MgO) - (Al2O3 + Fe2O3),
[0016] statybiniai konstrukciniai ir šilumos bei garso izoliaciniai kompozitai: cementai -(smėlis+statybinis gipsas) - gamtinės celiuliozinės žaliavos - polimeriniai rišikliai,
[0017] (k. n. - kaitinimo nuostoliai, praktiškai CO2 ir H2O).
[0018] Šio išradimo tikslas yra pritaikyti grafinę analizę, gaminant ir tiriant keturkomponentes medžiagų sistemas.
[0019] Išradimo esmę sudaro tai, kad metalų lydinių, statybinių konstrukcinių ir šilumos bei garso izoliacinių kompozitų gamybai ir tyrimams taiko grafinės analizės būdą, apimantį bent vieno komponento reikšmės nustatymą, sistemos komponentų suskirstymą į dvi komponentų poras, kiekvienos poros komponentų sumos prilyginimą 100 % arba 1, koordinačių kvadrato parinkimą kaip diagramos formos, vienos poros komponentų kiekių išdėstymą atskirose horizontaliose koordinačių kvadrato kraštinėse, vieno komponento kiekiui kintant nuo 0 iki 100 % arba nuo 0 iki 1, kito komponento kiekiui kintant nuo 100 % iki 0 arba nuo 1 iki 0, tuo tarpu kitos poros komponentų kiekių išdėstymą atskirose vertikaliose koordinačių kvadrato kraštinėse, vieno komponento kiekiui kintant nuo 0 iki 100 % arba nuo 0 iki 1, kito komponento kiekiui kintant nuo 100 % iki 0 arba nuo 1 iki 0, pirmos komponentų poros atidėtų kiekių taškų sujungimą viena tiese, antros komponentų poros atidėtų kiekių taškų sujungimą kita tiese, keturkomponentės sistemos sudėties bei būsenos faktorių nustatymą nubrėžtų tiesių susikirtimo tašku. Išradimo esmei paaiškinti pateikiamas brėžinys, kuriame pavaizduota keturkomponentės sistemos sudėties diagrama, atitinkanti kalcio aliumosilikato hidrato (C6AS3H12) sudėtį.
[0020] Toliau pateikiami išradimą apibūdinantys duomenys ir išradimo realizavimo būdas. Optimaliausia visais požiūriais keturkomponentės diagramos forma, kuria galima realizuoti sistemos sudėties bei būsenos grafinę analizę, yra kvadratas.
[0021] Prieš įvedant komponentų A, B, C, D kiekius į diagramą, komponentų ketveriukė suskirstoma į dvi komponentų poras, pvz. A - B, C - D. Komponentų kiekiai diagramoje išdėstomi kvadrato kraštinėse, kintant jiems nuo 0 iki 100 %.
[0022] Kompozitų bei medžiagų mišinių sudėties įvedimas į keturkomponentę diagramą atliekamas tokia tvarka. 1) Randami komponentų A ir B kiekiai, esant jų sumai lygiai 100 %; tas pats atliekama su komponentais C ir D. 2) Radus komponentų A ir B kiekių vietas kraštinėse A ir B, kvadrato viduje pravedama tiesė; tas pats atliekama su komponentais C ir D. 3) Tiesių A - B ir C - D susikirtime atžymimas taškas, pvz. K.
[0023] Tam, kad būtų nesunku atlikti priešingą sudėties įvedimui procedūrą - sudėties išaiškinimą, tikslinga grafike greta gauto taško numerio nurodyti ir atitinkamus sudėties faktorius: pirma - sistemos A - B, po to - sistemos C-D. Tokiu atveju sudėties tašką tikslinga nurodyti, pvz. taip: (0,45; 0,55).
[0024] Kompozitų, medžiagų mišinių bei cheminių junginių, užšifruotų taškais keturkomponentėje diagramoje, sudėtis bei būsena išaiškinamos, nustačius taško koordinates visose keturiose kraštinėse ir panaudojus duotos sudėties faktorių reikšmes. Jei jos neduotos, jas tenka išaiškinti, sprendžiant sudarytas iš koordinačių reikšmių lygčių sistemas.
[0025] Tuo būdu, nurodyta metodika galima užšifruoti keturkomponenčių sistemų sudėtis bei būsenos faktorius, o esant reikalui išaiškinti jas, panaudojus tyrėjams žinomas reikšmes.
[0026] Konkrečiu atveju (diagrama parodyta brėžinyje) analizuojant kalcio aliumosilikato hidratą (C6AS3B12), pirmoji komponentų pora yra CaO ir SiO2, kurios kiekiai, atitinkamai 65 ir 35, pažymimi horizontaliosiose koordinačių kvadrato kraštinėse, antroji komponentų pora H2O ir Al2O3, kurios kiekiai, atitinkamai 68 ir 32, pažymimi vertikaliose koordinačių kvadrato kraštinėse.
Keturkomponenčių sistemų sudėties bei būsenos grafinės analizės būdas, apimantis dviejų komponentų sumos atidėjimą koordinatėje, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad nustato bent vieną komponento reikšmę, sistemos komponentus suskirsto į dvi komponentų poras, kiekvienos poros komponentų sumą prilygina 100 % arba 1, parenka diagramos formą - koordinačių kvadratą, vienos poros komponentų kiekius išdėsto atskirose horizontaliose koordinačių kvadrato kraštinėse, vieno komponento kiekiui kintant nuo 0 iki 100 % arba nuo 0 iki 1, kito komponento kiekiui kintant nuo 100 % iki 0 arba nuo 1 iki 0, tuo tarpu kitos poros komponentų kiekius išdėsto atskirose vertikaliose koordinačių kvadrato kraštinėse, vieno komponento kiekiui kintant nuo 0 iki 100 % arba nuo 0 iki 1, kito komponento kiekiui kintant nuo 100 % iki 0 arba nuo 1 iki 0, viena tiese sujungia pirmos komponentų poros atidėtų kiekių taškus, kita tiese sujungia antros komponentų poros atidėtų kiekių taškus, nubrėžtų tiesių susikirtimo taškas nurodo keturkomponentės sistemos sudėtį bei būsenos faktorius.