Faasikaavioita

Faasikaavioita ovat graafisia esityksiä, jotka kuvaavat aineen faasien stabiilisuutta olosuhteissa kuten lämpötilassa, paineessa ja koostumuksessa. Ne osoittavat, missä olosuhteissa aine on yksittäisenä faasina tai useamman faasin yhdistelmänä. Yleisimmät muuttujat ovat puhtaalle aineelle lämpötila ja paine (T–P-kaavio) sekä seoksille lämpötila ja koostumus (x–T-kaavio) tai koostumus ja paine (x–P-kaavio). Faasikaavioissa on faasirajoja, joiden kautta faasien vakaus muuttuu.

Puhtaille aineille T–P-kaaviot esittävät alueita, joilla vallitsee kiinteä, neste tai kaasu, sekä viivoja, jotka määrittävät faasien rajat. Kolmipiste on piste, jossa kolme faasia voivat samanaikaisesti olla tasapainossa. Kriittinen piste puolestaan on kohta, jossa nestemäisen ja kaasumaisen faasin erottuvuus häviää. Binäärisille seoksille faasikaavioita tulkitaan usein x–T- tai x–P-kaavioina, joissa näkyvät sulamispisteet, liukenemiskäyrät sekä mahdolliset eutektiset ja muut ominaisuustasot. Tieviivat ja tie-linjat kuvaavat, miten koostumus voi jakautua eri faaseihin annetussa lämpötilassa ja paineessa.

Faasikaavioita käytetään materiaalien ja prosessien suunnittelussa sekä analysoinnissa, esimerkiksi tislaus-, kiteytys- ja sulamispisteiden optimoinnissa sekä metallurgiassa seosten suunnittelussa. Ne auttavat ymmärtämään faasimuutoksia ja niiden vaikutuksia ominaisuuksiin. Rajoituksina ne kuvaavat todellisuudessa tasapainotilaa eivätkä kinetiikkaa tai epäpuhtauksien vaikutuksia täysin, mikä voi johtaa poikkeamiin käytännön järjestelmissä.