Faasidiagrammissa

Faasidiagrammissa tarkoitetaan visuaalista esitystä siitä, miten aine esiintyy eri lämpötiloissa ja koostumuksissa. Diagrammi kuvaa tasapainotilan faasit sekä näiden faasien rajapinnat, kun lämpötilaa ja koostumusta muokataan. Se osoittaa, mitkä faasit ovat stabiileja kuhunkin tilaan liittyen, sekä miten faasit muuttuvat, kun olosuhteita muutetaan.

Diagrammit jaetaan yleensä binäärisiin (kaksi komponenttia) ja ternäärisiin (kolme komponenttia) sen mukaan, kuinka monta ainetta ne kattavat. Tyypillisesti x-akselilla on koostumus (esim. molekyyliprosentteina) ja y-akselilla lämpötila; paine voi olla kolmas ulottuvuus, kun kyseessä ovat paineherkät järjestelmät.

Faasidiagrammissa esiintyy useita tunnusmerkkejä. Nestelinja ja kiinteälinja erottavat nestemäisen ja kiinteän faasin rajat. Faasialueilla on yksi tai useampi faasi tasapainossa, ja alueiden rajat sekä tielinjat kuvaavat faasien koostumusten muutoksia. Eri systeemissä voi tavata invariantteja reaktioita, kuten eutektisiä ja peritektisiä pisteitä, joiden kohdalla kolmen faasin tasapaino on erityisen stabiilia tiettyyn koostumukseen.

Faasidiagrammeja käytetään laajasti metallurgiassa, keramiikassa, kemianteollisuudessa ja geologiassa. Niiden avulla voidaan ennustaa sulamispisteitä, kiinteytymistä, liukenemista ja seossuhteita sekä suunnitella lämpökäsittelyjä ja lisäaineiden vaikutuksia. Diagrammit perustuvat termodynamiikan perusolettamuksiin ja tasapainotilojen oletukseen, mikä asettaa rajoituksensa kinetiikan ja epäpuhtauksien vaikutusten kannalta.