第五章相平衡-ppt課件

1、第五章 相平衡主要內(nèi)容主要內(nèi)容 系統(tǒng)論述相圖的根本系統(tǒng)論述相圖的根本原理原理 結(jié)合實(shí)踐引見(jiàn)相圖在結(jié)合實(shí)踐引見(jiàn)相圖在無(wú)機(jī)非無(wú)機(jī)非 金屬資料的研討和消金屬資料的研討和消費(fèi)實(shí)際費(fèi)實(shí)際 中的詳細(xì)運(yùn)用。中的詳細(xì)運(yùn)用。 第一節(jié)第一節(jié) 硅酸鹽系統(tǒng)相平衡特點(diǎn)硅酸鹽系統(tǒng)相平衡特點(diǎn) 一、熱力學(xué)平衡態(tài)和非平衡態(tài)一、熱力學(xué)平衡態(tài)和非平衡態(tài) 1. 平衡態(tài)平衡態(tài) 相圖即平衡相圖，反響的是體系所處的熱力相圖即平衡相圖，反響的是體系所處的熱力學(xué)平衡形狀，學(xué)平衡形狀， 即僅指出在一定條件下體系所處的平衡態(tài)即僅指出在一定條件下體系所處的平衡態(tài) (其中所包含的相數(shù)，各相的形狀、數(shù)量和組其中所包含的相數(shù)，各相的形狀、數(shù)量和組成成)，

2、 與達(dá)平衡所需的時(shí)間無(wú)關(guān)。與達(dá)平衡所需的時(shí)間無(wú)關(guān)。 硅酸鹽熔體即使處于高溫熔融形狀，其粘度也很硅酸鹽熔體即使處于高溫熔融形狀，其粘度也很大，其分散才干很有限，因此硅酸鹽體系的高溫物理大，其分散才干很有限，因此硅酸鹽體系的高溫物理化學(xué)過(guò)程要到達(dá)一定條件下的熱力學(xué)平衡形狀，所需化學(xué)過(guò)程要到達(dá)一定條件下的熱力學(xué)平衡形狀，所需的時(shí)間是比較長(zhǎng)的，所以實(shí)踐選用的是一種近似形狀。的時(shí)間是比較長(zhǎng)的，所以實(shí)踐選用的是一種近似形狀。 2. 介穩(wěn)態(tài)介穩(wěn)態(tài) 即熱力學(xué)非平衡態(tài)，經(jīng)常出現(xiàn)于硅酸鹽系統(tǒng)中。即熱力學(xué)非平衡態(tài)，經(jīng)常出現(xiàn)于硅酸鹽系統(tǒng)中。 如：如：闡明：介穩(wěn)態(tài)的出現(xiàn)不一定都是不利的。由于某些介穩(wěn)態(tài)具有闡明：介穩(wěn)態(tài)的

3、出現(xiàn)不一定都是不利的。由于某些介穩(wěn)態(tài)具有 所需求的性質(zhì)，因此發(fā)明條件所需求的性質(zhì)，因此發(fā)明條件(快速冷卻或摻加雜質(zhì)快速冷卻或摻加雜質(zhì)) 有意把它保管下來(lái)。有意把它保管下來(lái)。 如：水泥中的如：水泥中的 C2S，陶瓷中介穩(wěn)的四方氧化鋯，陶瓷中介穩(wěn)的四方氧化鋯 ; 耐火資料硅磚中的鱗石英以及一切的玻璃資料。耐火資料硅磚中的鱗石英以及一切的玻璃資料。 石英石英 鱗石英鱗石英 方石英方石英 石英石英 鱗石英鱗石英 方石英方石英 鱗石英鱗石英 5731631178701470180270但由于轉(zhuǎn)變速度慢，實(shí)踐可長(zhǎng)期存在。但由于轉(zhuǎn)變速度慢，實(shí)踐可長(zhǎng)期存在。根據(jù)吉布斯相律根據(jù)吉布斯相律 f = cp2 f 自

4、在度數(shù)自在度數(shù) c 獨(dú)立組分?jǐn)?shù)獨(dú)立組分?jǐn)?shù) p 相數(shù)相數(shù) 2 溫度和壓力外界要素溫度和壓力外界要素 硅酸鹽系統(tǒng)的相律為硅酸鹽系統(tǒng)的相律為 : f = cp1二、相二、相 律律(i) 相與相之間有界面，可以用物理或機(jī)械方法分開。相與相之間有界面，可以用物理或機(jī)械方法分開。(ii) 一個(gè)相可以是均勻的，但不一定是一種物質(zhì)。一個(gè)相可以是均勻的，但不一定是一種物質(zhì)。 氣體：普通是一個(gè)相，如空氣組分復(fù)雜。氣體：普通是一個(gè)相，如空氣組分復(fù)雜。 固體：有幾種物質(zhì)就有幾個(gè)相，但假設(shè)是固溶體時(shí)為一個(gè)相。固體：有幾種物質(zhì)就有幾個(gè)相，但假設(shè)是固溶體時(shí)為一個(gè)相。 由于在由于在 固溶體晶格上各組分的化學(xué)質(zhì)點(diǎn)隨機(jī)分布均勻，

5、固溶體晶格上各組分的化學(xué)質(zhì)點(diǎn)隨機(jī)分布均勻， 其物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)符合相均勻性的要求，因此幾個(gè)其物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)符合相均勻性的要求，因此幾個(gè) 組分構(gòu)成的固溶體是組分構(gòu)成的固溶體是 一個(gè)相。一個(gè)相。 液體：視其混溶程度而定。液體：視其混溶程度而定。 p 相數(shù)，相數(shù)， p = 1 單相系統(tǒng)，單相系統(tǒng)，p = 2 雙相系統(tǒng)，雙相系統(tǒng)，p = 3 三相系統(tǒng)三相系統(tǒng)1、相：指系統(tǒng)中具有一樣的物理性質(zhì)、相：指系統(tǒng)中具有一樣的物理性質(zhì) 和化學(xué)性質(zhì)的均勻部分。和化學(xué)性質(zhì)的均勻部分。 注：均勻微觀尺度上的均勻，而非普通意義上的均勻。注：均勻微觀尺度上的均勻，而非普通意義上的均勻。2、組分、獨(dú)立組分、組分、獨(dú)立組

6、分 (組元組元)組分：組成系統(tǒng)的物質(zhì)。組分：組成系統(tǒng)的物質(zhì)。 獨(dú)立組分：足以表示構(gòu)成平衡系統(tǒng)中各相所需求的最少數(shù)目的獨(dú)立組分：足以表示構(gòu)成平衡系統(tǒng)中各相所需求的最少數(shù)目的 組分組分: c = 組分?jǐn)?shù)獨(dú)立化學(xué)反響數(shù)目限制條件組分?jǐn)?shù)獨(dú)立化學(xué)反響數(shù)目限制條件 例如：例如： 23COCaOCaCO c = 310 = 2系統(tǒng)中化學(xué)物質(zhì)和組分的關(guān)系：系統(tǒng)中化學(xué)物質(zhì)和組分的關(guān)系： 當(dāng)物質(zhì)之間沒(méi)有化學(xué)反響時(shí)，化學(xué)物質(zhì)數(shù)目組分?jǐn)?shù)；當(dāng)物質(zhì)之間沒(méi)有化學(xué)反響時(shí)，化學(xué)物質(zhì)數(shù)目組分?jǐn)?shù)； 當(dāng)物質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反響時(shí)，當(dāng)物質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反響時(shí)， 組分?jǐn)?shù)組分?jǐn)?shù) = 化學(xué)物質(zhì)數(shù)化學(xué)物質(zhì)數(shù) - 在穩(wěn)定條件下的化在穩(wěn)定條件下的化 學(xué)

7、反響數(shù)。學(xué)反響數(shù)。 在硅酸鹽系統(tǒng)中經(jīng)常采用氧化物作為系統(tǒng)的組分。在硅酸鹽系統(tǒng)中經(jīng)常采用氧化物作為系統(tǒng)的組分。 如：如：SiO2一元系統(tǒng)一元系統(tǒng) Al2O3SiO2二元系統(tǒng)二元系統(tǒng) CaOAl2O3SiO2三元系統(tǒng)三元系統(tǒng)留意區(qū)分：留意區(qū)分：2CaO.SiO2(C2S) ; CaOSiO2; K2O.Al2O3.4SiO2 SiO23、自在度、自在度 (f) 定義定義: 溫度、壓力、組分濃度等能夠影響系統(tǒng)平衡形狀的變量中，溫度、壓力、組分濃度等能夠影響系統(tǒng)平衡形狀的變量中， 可以在一定范圍內(nèi)改動(dòng)而不會(huì)引起舊相消逝新相產(chǎn)生的可以在一定范圍內(nèi)改動(dòng)而不會(huì)引起舊相消逝新相產(chǎn)生的 獨(dú)立變量的數(shù)目獨(dú)立變量的

8、數(shù)目 詳細(xì)看一個(gè)二元系統(tǒng)的自在度。詳細(xì)看一個(gè)二元系統(tǒng)的自在度。ABL f=2LB f=1AB f=1LA f=1f =0 E 相律運(yùn)用必需留意以下四點(diǎn)：相律運(yùn)用必需留意以下四點(diǎn)： 1. 相律是根據(jù)熱力學(xué)平衡條件推導(dǎo)而得，因此只能處置真實(shí)相律是根據(jù)熱力學(xué)平衡條件推導(dǎo)而得，因此只能處置真實(shí) 的熱力學(xué)平衡體系。的熱力學(xué)平衡體系。 2. 相律表達(dá)式中的相律表達(dá)式中的“2是代表外界條件溫度和壓強(qiáng)。是代表外界條件溫度和壓強(qiáng)。 假設(shè)電場(chǎng)、磁場(chǎng)或重力場(chǎng)對(duì)平衡形狀有影響，那么相律中的假設(shè)電場(chǎng)、磁場(chǎng)或重力場(chǎng)對(duì)平衡形狀有影響，那么相律中的 “2應(yīng)為應(yīng)為“3、“4、“5。假設(shè)研討的體系為固態(tài)物質(zhì)，可。假設(shè)研討的體系為

9、固態(tài)物質(zhì)，可以以 忽略壓強(qiáng)的影響，相律中的忽略壓強(qiáng)的影響，相律中的“2應(yīng)為應(yīng)為“1。 3. 必需正確判別獨(dú)立組分?jǐn)?shù)、獨(dú)立化學(xué)反響式、相數(shù)以及限必需正確判別獨(dú)立組分?jǐn)?shù)、獨(dú)立化學(xué)反響式、相數(shù)以及限 制條件數(shù)，才干正確運(yùn)用相律。制條件數(shù)，才干正確運(yùn)用相律。 4. 自在度只取自在度只取“0以上的正值。假設(shè)出現(xiàn)負(fù)值，那么闡明體系以上的正值。假設(shè)出現(xiàn)負(fù)值，那么闡明體系可可 能處于非平衡態(tài)。能處于非平衡態(tài)。熱分析法熱分析法差差 熱熱 分析法分析法(DTA)溶溶 解解 度度 法法 靜態(tài)法靜態(tài)法(淬冷法淬冷法) 動(dòng) 態(tài) 法動(dòng) 態(tài) 法三、相平衡研討方法三、相平衡研討方法1、熱分析法、熱分析法 原理：根據(jù)系統(tǒng)在冷卻

10、過(guò)程中溫度隨時(shí)間的變化情況來(lái)判別原理：根據(jù)系統(tǒng)在冷卻過(guò)程中溫度隨時(shí)間的變化情況來(lái)判別 系統(tǒng)中能否發(fā)生了相變化。系統(tǒng)中能否發(fā)生了相變化。 做法：做法： (1) 將樣品加熱成液態(tài)；將樣品加熱成液態(tài)； (2) 令其緩慢而均勻地冷卻，記錄冷卻過(guò)程中系統(tǒng)在不同時(shí)令其緩慢而均勻地冷卻，記錄冷卻過(guò)程中系統(tǒng)在不同時(shí) 刻的溫度數(shù)據(jù)；刻的溫度數(shù)據(jù)； (3) 以溫度為縱坐標(biāo)，時(shí)間為橫坐標(biāo)，繪制成溫度時(shí)間曲線，以溫度為縱坐標(biāo)，時(shí)間為橫坐標(biāo)，繪制成溫度時(shí)間曲線， 即步冷曲線即步冷曲線(冷卻曲線冷卻曲線)； (4) 由假設(shè)干條組成不同的系統(tǒng)的冷卻曲線就可以繪制出相圖。由假設(shè)干條組成不同的系統(tǒng)的冷卻曲線就可以繪制出相圖。以

11、以BiCd為例：為例： Cd質(zhì)量百分?jǐn)?shù)：質(zhì)量百分?jǐn)?shù)：a ,0；b,20；c,40；d,75；e,100 a b c d e 冷卻曲線冷卻曲線 BiCd系統(tǒng)的相圖系統(tǒng)的相圖 Bi(s)+Cd(s)L+Bi(s) L+Cd(s) Lmv2mv1自動(dòng)自動(dòng)記錄記錄惰性基準(zhǔn)物惰性基準(zhǔn)物試樣試樣加熱器隔熱板鉑絲鉑絲鉑銠絲mv1-試樣溫度變化mv2-電勢(shì)差2、 差熱分析法差熱分析法(DTA)3、 溶解度法溶解度法 適用于水鹽系統(tǒng)的相圖。適用于水鹽系統(tǒng)的相圖。 4、淬冷法、淬冷法 最大優(yōu)點(diǎn)：準(zhǔn)確度高。由于長(zhǎng)時(shí)間保溫較接近平衡最大優(yōu)點(diǎn)：準(zhǔn)確度高。由于長(zhǎng)時(shí)間保溫較接近平衡形狀，淬冷后在室溫下又可對(duì)試樣中平衡共存的

12、相形狀，淬冷后在室溫下又可對(duì)試樣中平衡共存的相數(shù)、各相的組成、形狀和數(shù)量直接進(jìn)展測(cè)定。數(shù)、各相的組成、形狀和數(shù)量直接進(jìn)展測(cè)定。 適用對(duì)象：適用于相變速度慢的系統(tǒng)，假設(shè)快那適用對(duì)象：適用于相變速度慢的系統(tǒng)，假設(shè)快那么在淬冷時(shí)發(fā)生相變。么在淬冷時(shí)發(fā)生相變。 單元系統(tǒng)中，只需一種組分，不存在濃度問(wèn)題。 影響要素只需溫度和壓力。 由于 c = 1, 根據(jù)相律 f = cp + 2 = 3 p 一、水的相圖一、水的相圖二、一元相圖的型式二、一元相圖的型式三、可逆和不可逆的多晶轉(zhuǎn)變?nèi)?、可逆和不可逆的多晶轉(zhuǎn)變四、四、SiO2系統(tǒng)的相圖系統(tǒng)的相圖五、五、ZrO2 系統(tǒng)系統(tǒng)第二節(jié)第二節(jié) 單元系統(tǒng)單元系統(tǒng)蒸發(fā)蒸發(fā)

13、溶解溶解升華升華ABCOCSLg臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)壓壓強(qiáng)強(qiáng)溫度溫度一、水的相圖一、水的相圖凝固點(diǎn)凝固點(diǎn)(0.0099)。2000個(gè)大氣壓以上，可得幾重冰，比艱苦于水。個(gè)大氣壓以上，可得幾重冰，比艱苦于水。T374P217.7大氣壓大氣壓ABCOCSLg蒸發(fā)蒸發(fā)溶解溶解升華升華臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)P溫度溫度解釋界限的斜率：解釋界限的斜率： 由克勞修斯克拉珀龍方程由克勞修斯克拉珀龍方程dp/dT=H/TV , 從低溫型向高溫轉(zhuǎn)變，從低溫型向高溫轉(zhuǎn)變， H0 L g ；S g V0, 那么斜率那么斜率0 ； 而而S L 冰變成水冰變成水V0 , 斜率斜率0 ,那么斜率那么斜率0 。 如對(duì)于有晶型轉(zhuǎn)變的，由于如對(duì)于

14、有晶型轉(zhuǎn)變的，由于V很小，因此其界限幾乎是垂直的。很小，因此其界限幾乎是垂直的。 有多晶轉(zhuǎn)變的一元系統(tǒng)相圖型式。有多晶轉(zhuǎn)變的一元系統(tǒng)相圖型式。EF壓強(qiáng)壓強(qiáng)A f = 2B f =0C f=0D溫溫 度度氣相氣相f =2-固相固相f=2-固相固相f=2液相液相二、一元相圖的型式二、一元相圖的型式 一元系統(tǒng)相圖中各平衡相稱號(hào) 平衡相 ABCD 氣相 ABE -固相相區(qū) EBCF -固相 FCD 液相 AB 氣相- -固相相線 BC 氣相- -固相 CD 氣相液相 BE -固相 -固相 FC -固相液相相點(diǎn) B -固相 -固相氣相 C -固相氣相液相1. 可逆可逆三、可逆和不可逆的多晶轉(zhuǎn)變?nèi)?、可逆?/p>

15、不可逆的多晶轉(zhuǎn)變實(shí)線表示穩(wěn)定態(tài)，虛線表示介穩(wěn)態(tài)。實(shí)線表示穩(wěn)定態(tài)，虛線表示介穩(wěn)態(tài)。晶體晶體1 晶體晶體2 液相液相特點(diǎn)：特點(diǎn)：(1)晶體晶體I，晶體，晶體2都有穩(wěn)定區(qū)；都有穩(wěn)定區(qū)； (2) T1215001500構(gòu)成立方晶型固溶體，稱穩(wěn)定化立方構(gòu)成立方晶型固溶體，稱穩(wěn)定化立方ZrO2 ZrO2 2 2、熔點(diǎn)高、熔點(diǎn)高(2680)(2680)，作耐火資料，作耐火資料3 3、利用導(dǎo)氧導(dǎo)電性能，作氧敏傳感器元件、利用導(dǎo)氧導(dǎo)電性能，作氧敏傳感器元件4 4、利用體積效應(yīng)，對(duì)陶瓷資料進(jìn)展相變?cè)鲰g。、利用體積效應(yīng)，對(duì)陶瓷資料進(jìn)展相變?cè)鲰g。 二元凝聚系統(tǒng)，二元凝聚系統(tǒng)， f = c p + 1 = 2 p 1

16、3 p 二元系統(tǒng)相圖以濃度為橫坐標(biāo)，溫度為縱坐標(biāo)來(lái)繪制的。二元系統(tǒng)相圖以濃度為橫坐標(biāo)，溫度為縱坐標(biāo)來(lái)繪制的。 二元相圖的八種類型：二元相圖的八種類型： 1、具有低共熔點(diǎn)的二元系統(tǒng)；、具有低共熔點(diǎn)的二元系統(tǒng)； 2、生成一致熔融化合物的二元系統(tǒng)；、生成一致熔融化合物的二元系統(tǒng)； 3、生成不一致熔融化合物的二元系統(tǒng)；、生成不一致熔融化合物的二元系統(tǒng)； 4、固相中有化合物構(gòu)成或分解的系統(tǒng)；、固相中有化合物構(gòu)成或分解的系統(tǒng)； 5、具有多晶轉(zhuǎn)變的系統(tǒng)；、具有多晶轉(zhuǎn)變的系統(tǒng)； 6、具有液相分層的系統(tǒng)；、具有液相分層的系統(tǒng)； 7、構(gòu)成延續(xù)固溶體的系統(tǒng)；、構(gòu)成延續(xù)固溶體的系統(tǒng)； 8、構(gòu)成不延續(xù)固溶體的系統(tǒng)。、構(gòu)

17、成不延續(xù)固溶體的系統(tǒng)。第三節(jié)第三節(jié) 二元系統(tǒng)二元系統(tǒng)學(xué)習(xí)相圖的要求：學(xué)習(xí)相圖的要求： 1、相圖中點(diǎn)、線、面含、相圖中點(diǎn)、線、面含義；義； 2、析晶路程；、析晶路程； 3、杠桿規(guī)那么；、杠桿規(guī)那么； 4、相圖的作用。、相圖的作用。1、E：低共熔點(diǎn)：低共熔點(diǎn) L AB f=0 TAE 液相線液相線 L A f=1 TBE 液相線液相線 L B f=12、M點(diǎn)析晶路程點(diǎn)析晶路程一、具有低共熔點(diǎn)的二元系統(tǒng)相圖一、具有低共熔點(diǎn)的二元系統(tǒng)相圖A TBE ABALBLTABLBM Lp=1 f=2M(熔體熔體)L1 s1,(A)L A p=2 f=1L2s2,AL A p=2 f=1EsE，A(B)L A+

18、B p=3 f=0E(液相消逝液相消逝)ME,A+Bp=2 f=1M3,A+BA TBALBLTABLBMA+BEL2S2L1S1SEMEM33、杠桿規(guī)那么、杠桿規(guī)那么A TBALBLTABLBMA+BEL2S2L1S1SEMEM3M2M1T1T2TE (1) T1： 固相量固相量 S% = 0 ; 液相量液相量 L=100%; (2) T2： S% = M2L2/S2L2 100 ；L M2S2/S2L2 100 (3) 剛到剛到TE : 晶體晶體B未析出，固相只含未析出，固相只含A。 S% = MEE/SEE 100 ；L MESE/SEE 100 (4) 分開分開TE ：L 消逝，晶體消

19、逝，晶體A、B 完全析出。完全析出。 SA% = MEB/AB 100 ； SB% = MEA/AB 100 4、相圖的作用、相圖的作用 (1) 知道開場(chǎng)析晶的溫度，知道開場(chǎng)析晶的溫度， 析晶終點(diǎn)，熔化終點(diǎn)的溫度；析晶終點(diǎn)，熔化終點(diǎn)的溫度； (2) 平衡時(shí)相的種類；平衡時(shí)相的種類； (3) 平衡時(shí)相的組成平衡時(shí)相的組成 預(yù)測(cè)瓷胎的顯微構(gòu)造預(yù)測(cè)瓷胎的顯微構(gòu)造 預(yù)測(cè)產(chǎn)品性質(zhì)預(yù)測(cè)產(chǎn)品性質(zhì) (4) 平衡時(shí)相的含量。平衡時(shí)相的含量。A AmBn BMNLA LAAmBnB+AmBnB+LL+ AmBnL +AmBnE1E21、 E1、E2均為低共熔點(diǎn)；均為低共熔點(diǎn)；2、 冷卻組成變化道路；冷卻組成變化道

20、路；3、 杠桿規(guī)那么；杠桿規(guī)那么；4、 相圖作用：當(dāng)原始配料落在相圖作用：當(dāng)原始配料落在AAmBn范圍內(nèi)，最終析晶產(chǎn)物為范圍內(nèi)，最終析晶產(chǎn)物為A和和AmBn； 當(dāng)原始配料落在當(dāng)原始配料落在BAmBn范圍內(nèi)，最終析晶產(chǎn)物為范圍內(nèi)，最終析晶產(chǎn)物為B和和AmBn；二、生成一致熔融二元化合物的二元系統(tǒng)相圖二、生成一致熔融二元化合物的二元系統(tǒng)相圖討論討論1、E：低共熔點(diǎn)：低共熔點(diǎn) ，f 0，是析晶終點(diǎn)，是析晶終點(diǎn)，L AC ； P：轉(zhuǎn)熔點(diǎn)或回吸點(diǎn)，：轉(zhuǎn)熔點(diǎn)或回吸點(diǎn)， f0，不一定是析晶終點(diǎn)，不一定是析晶終點(diǎn)， LBC一種液相和一種晶相，二者組成與化合物組成皆不一樣。一種液相和一種晶相，二者組成與化合物組

21、成皆不一樣。bL+AL+CA+CC+BA C BL+BTaTEEPKL三、生成一個(gè)不一致熔融化合物的二元相圖三、生成一個(gè)不一致熔融化合物的二元相圖bL+AL+CA+CC+BA C BL+BTaEKL12 析晶道路析晶道路 Lp=1 f=2熔體熔體1K M , (B)PF, 開場(chǎng)回吸開場(chǎng)回吸B(C)PD ，晶體，晶體B消逝消逝CLP C p=2 f=1EH , C+(A)E(液相消逝液相消逝)O , A+CL A+C p=3 f=0L B p=2 f=1LP BC p=3 f=0PFMGBCLDOH同理可分析組成同理可分析組成2的冷卻過(guò)程。在轉(zhuǎn)熔點(diǎn)的冷卻過(guò)程。在轉(zhuǎn)熔點(diǎn)P處，處， LBC時(shí)，時(shí)，L

22、先消逝，固相組先消逝，固相組 成點(diǎn)為成點(diǎn)為D和和F，其，其含量含量 由由D、J、F三點(diǎn)相對(duì)位置求出。三點(diǎn)相對(duì)位置求出。P點(diǎn)是回吸點(diǎn)又點(diǎn)是回吸點(diǎn)又是析晶終點(diǎn)。是析晶終點(diǎn)。BCLbL+AL+CA+CA C BL+BTaEP D J FML2B+C組成組成3在在P點(diǎn)回吸，在點(diǎn)回吸，在LBC時(shí)時(shí)LB同時(shí)消逝，同時(shí)消逝， P點(diǎn)是回吸點(diǎn)又是析晶終點(diǎn)。點(diǎn)是回吸點(diǎn)又是析晶終點(diǎn)。bL+AL+CA+CC+BA C BL+BTaEP D L3BCLP點(diǎn)是過(guò)渡點(diǎn)，由于無(wú)點(diǎn)是過(guò)渡點(diǎn)，由于無(wú)B相生成。相生成。bL+AL+CA+CC+BA C BL+BTaTEEPL Lp=1 f=2熔體熔體4F D , (C)EH , C

23、+(A)E(液相消逝液相消逝)L ，ACL C p=2 f=1L A+C p=3 f=04FD L H 組成組成 反響性質(zhì)反響性質(zhì)(TP) 析晶終點(diǎn)析晶終點(diǎn) 析晶終相析晶終相 組成在組成在PD之間之間 LBC ；B先消逝先消逝 E AC DF之間之間 LBC ；L先消逝先消逝 P BC D點(diǎn)點(diǎn) LBC ；LB同時(shí)消逝同時(shí)消逝 P C P點(diǎn)點(diǎn) L(B)C E AC 總結(jié)規(guī)律：總結(jié)規(guī)律：4bL+AL+CA+CC+BA C BL+BTaTEEPKL132D F化合物在低溫構(gòu)成高溫分解化合物在低溫構(gòu)成高溫分解L+AL+BA+BA C BA+CC+BETaTeTd1A BA+BA+CB+CA+BEL+A

24、L+B化合物存在于某一溫度范圍內(nèi)化合物存在于某一溫度范圍內(nèi)2四、固相中有化合物構(gòu)成或分解的二元系統(tǒng)相圖四、固相中有化合物構(gòu)成或分解的二元系統(tǒng)相圖A BA+BA+CB+CL+AL+CL+B3升溫構(gòu)成，降溫分解升溫構(gòu)成，降溫分解C C/ D D/EHOP熔體熔體3的冷卻過(guò)程：的冷卻過(guò)程：L P +BCp=3 f=0 Lp=1 f=2熔體熔體3C C/ , (B)L Bp=2 f=1PD/, 開場(chǎng)回吸開場(chǎng)回吸B(C)P (液相消逝液相消逝)D ，BC B+C p=2 f=1H , B+AO , A+BB+A p=2 f=1BCLCA+B 兩種類型：兩種類型：A、在低共熔點(diǎn)下發(fā)生、在低共熔點(diǎn)下發(fā)生 B

25、、在低共熔點(diǎn)以上發(fā)生、在低共熔點(diǎn)以上發(fā)生 實(shí)例運(yùn)用：實(shí)例運(yùn)用： 1、CaO.Al2O3.2SiO2SiO2系統(tǒng)相系統(tǒng)相 圖，圖，石石 英多晶轉(zhuǎn)變溫度在低共熔點(diǎn)英多晶轉(zhuǎn)變溫度在低共熔點(diǎn)8之上，之上， 在液相中，在液相中， -方石英方石英 -鱗石英的轉(zhuǎn)鱗石英的轉(zhuǎn) 變溫度變溫度 1470。 2、CaO.SiO2 CaO.Al2O3.2SiO2系系 統(tǒng)相圖，統(tǒng)相圖， CS在低于低共熔點(diǎn)在低于低共熔點(diǎn) (1307)的溫度，的溫度， 在固相中發(fā)生在固相中發(fā)生 多晶轉(zhuǎn)變：多晶轉(zhuǎn)變：-CS -CS， 轉(zhuǎn)變溫度為轉(zhuǎn)變溫度為1125。五、具有多晶轉(zhuǎn)變的二元系統(tǒng)相圖五、具有多晶轉(zhuǎn)變的二元系統(tǒng)相圖A、在低共熔點(diǎn)下發(fā)生

26、、在低共熔點(diǎn)下發(fā)生TETPBA B ABABALBLETabB、在低共熔點(diǎn)以上發(fā)生、在低共熔點(diǎn)以上發(fā)生aC P EA+LA+LA+BB+LLA BB%1BA B ABABALBLETaTETPP F/ FD D/C C/1/b析晶路程：析晶路程： Lp=1 f=2熔體熔體1C C/ , (B)L Bp=2 f=1ED/, B(A)A+B p=2 f=1F，AB E(液相消逝液相消逝)D , B A A +B p=2 f=1L A+B p=3 f=01/ ，ABLA+BAA 23aEA+LA+LA+BB+LLA BB%DL A p=2 f=1F F/ , (A)F/FC P PC , (AA)E

27、 D/ ， A +BD/ Lp=1 f=2熔體熔體2PC , A L+A A +L p=3 f=0 A A E(L消逝消逝)G ，A BGL A +B p=3 f=0A +BLL A p=2 f=11、點(diǎn)、點(diǎn)E：低共熔點(diǎn)：低共熔點(diǎn) LAB f=0 F：LG ALF f=02、線、線GKF為液相分界限；為液相分界限；3、帽形區(qū)、帽形區(qū)GKFG為二液存在區(qū)，區(qū)域的存在與溫度有關(guān)。為二液存在區(qū)，區(qū)域的存在與溫度有關(guān)。4、析晶路程：、析晶路程：六、具有液相分層的二元系統(tǒng)相圖六、具有液相分層的二元系統(tǒng)相圖TFTEKTaG EbA A+BA+LA+LB+LL2L分相分相 區(qū)區(qū)OBFB 兩層兩層p=1 f=

28、2熔體熔體1L A +B p=3 f=0E(L消逝消逝)O ，ABLF A p=2 f=1E TE ， A+(B) 兩層兩層p=1 f=2L2L2/GTF，(A)FTF，ALG LF+A f=0L1 L1/ TFTEKTaG EbA A+BA+LA+LB+LL2L分相分相 區(qū)區(qū)OBFBDP1TFTEKTaG EbA A+BA+LA+LB+LL2L分相分相 區(qū)區(qū)OBFB1 兩層兩層p=1 f=2熔體熔體1L1 L1/L1 L1/ L2 L2/ 兩層兩層p=1 f=2L2L2/PGTF，(A)FTF，ALG LF+A f=0LF A p=2 f=1E TE ， A+(B)L A +B p=3 f=

29、0E(L消逝消逝)O ，AB L A +B 5、運(yùn)用：、運(yùn)用： CaO-SiO2及及MgO-SiO2系統(tǒng)相圖，在系統(tǒng)相圖，在SiO2含量高處都有含量高處都有 一個(gè)二液一個(gè)二液分層區(qū)。分層區(qū)。11、特點(diǎn)：、特點(diǎn)： 無(wú)三相無(wú)變量點(diǎn)，即無(wú)三相無(wú)變量點(diǎn)，即fMIN1 兩個(gè)相平衡點(diǎn)，例兩個(gè)相平衡點(diǎn)，例2點(diǎn)和點(diǎn)和7點(diǎn)。點(diǎn)。2、杠桿規(guī)那么計(jì)算固液相量。、杠桿規(guī)那么計(jì)算固液相量。A BCTTaTbS(AB)LL+S(AB)L+S(AB)B%236745OA B TTaTbS(AB)LL+S(AB)B%七、構(gòu)成延續(xù)固溶體的二元系統(tǒng)相圖七、構(gòu)成延續(xù)固溶體的二元系統(tǒng)相圖3、舉例：、舉例： 2MgO.SiO2和和2F

30、eO.SiO2在高溫能在高溫能以各種比例互溶構(gòu)成延續(xù)固溶體。以各種比例互溶構(gòu)成延續(xù)固溶體。舉例：舉例： 鐵鈣黃長(zhǎng)石鐵鈣黃長(zhǎng)石(Ca2FeSiAlO7)與鎂與鎂方柱石方柱石(Ca2MgSi2O7)構(gòu)成延續(xù)固溶構(gòu)成延續(xù)固溶體中間有一交點(diǎn)。體中間有一交點(diǎn)。 SA(B)表示表示B組分溶解到組分溶解到A組分中所構(gòu)成的固溶體；組分中所構(gòu)成的固溶體； SB(A)表示表示A組分溶解在組分溶解在 B組分中所構(gòu)成的固溶體。組分中所構(gòu)成的固溶體。八、構(gòu)成不延續(xù)固溶體的二元相圖八、構(gòu)成不延續(xù)固溶體的二元相圖T A F G B C DEba SA(B)+ SB(A)SA(B)SA(B)+LL+ SB(A)SB(A)LT

31、 A F G B C Eba SA(B)+ SB(A)SA(BSA(B)+LL+ SB(A)SB(A)LD2 13ED , (SA(B)SB(A)T2P S , (SB(A)PST1SB(A)L Lp=1 f=2熔體熔體1液態(tài)溶液液態(tài)溶液L SB(A)p=2 f=11/ SB(A)+ SA(B)p=2 f=11/ ， SA(B)+ SB(A)Q NT3IL SB(A)+ SA(B)p=3 f=0L SB(A)+ SA(B)SA(B)SB(A)E(L消逝消逝)H ， SA(B)SB(A)H另一類：生成不延續(xù)固溶體且具有回吸點(diǎn)的另一類：生成不延續(xù)固溶體且具有回吸點(diǎn)的二元系統(tǒng)相圖二元系統(tǒng)相圖1、點(diǎn)、

32、點(diǎn)G :低共熔點(diǎn)低共熔點(diǎn) LSA(B)+ SB(A) f=0 點(diǎn)點(diǎn)J ：回吸點(diǎn)，：回吸點(diǎn)，f=0 L+SA(B) SB(A)123A O P BbaFGJSA(B)+ SB(A)SA(B)SA(B)+LSB(A)L+ SB(A)TA O P BbaSA(B)+ SB(A)SA(B)SA(B)+LL+ SB(A)T3JF , 開場(chǎng)回吸開場(chǎng)回吸SA(B)(SB(A)FJSA(B)L + SA(B) SB(A)p=3 f=0SB(A) SB(A)p=1 f=2X ， SA(B)+ SB(A)SB(A)HX Lp=1 f=2熔體熔體3JG，SB(A)GD C , (SA(B)CDL SA(B)p=2

33、f=1L SB(A)p=2 f=1E FF(L消逝消逝)E ， SB(A) LSB(A) SB(A) SA(B) + SB(A) 剛分開剛分開J時(shí)組成時(shí)組成 SA(B)先消逝先消逝 LSA(B)同時(shí)消逝同時(shí)消逝 L先消逝先消逝 J點(diǎn)點(diǎn): LSA(B) SB(A) 3 1 2組成點(diǎn)組成點(diǎn)123A O P BbaFGJSA(B)+ SB(A)SA(B)SA(B)+LSB(A)L+ SB(A)T 1、CaO-SiO2系統(tǒng)相圖系統(tǒng)相圖 要求：要求： (1)會(huì)劃分分二元系統(tǒng)；會(huì)劃分分二元系統(tǒng)； (2)無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)，相間平衡；無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)，相間平衡； (3)詳細(xì)分析詳細(xì)分析SiO2-CS分系統(tǒng)，解釋為

34、何分系統(tǒng)，解釋為何CaO可作可作為為 硅磚消費(fèi)的硅磚消費(fèi)的 礦化劑；礦化劑； (4) C2S-CaO分系統(tǒng)含有硅酸鹽水泥的重要礦物分系統(tǒng)含有硅酸鹽水泥的重要礦物 C3S和和C2S，C3S是不一致熔融化合物，僅能穩(wěn)是不一致熔融化合物，僅能穩(wěn) 定存在于定存在于12502150之間。之間。 (5) 會(huì)運(yùn)用相圖指點(diǎn)實(shí)踐消費(fèi)。會(huì)運(yùn)用相圖指點(diǎn)實(shí)踐消費(fèi)。專業(yè)相圖：專業(yè)相圖：圖10-14 C2S的多晶轉(zhuǎn)變自由焓050010001500T 52567072586011601420LH(4) 在在A3S2SiO2分系統(tǒng)分系統(tǒng),莫來(lái)石質(zhì)莫來(lái)石質(zhì) (Al2O372% )及剛玉質(zhì)耐火磚及剛玉質(zhì)耐火磚(Al2O390%

35、)都都 是性能優(yōu)良的耐火資料。是性能優(yōu)良的耐火資料。分析粘土磚，其礦物組成分析粘土磚，其礦物組成?分析消費(fèi)硅磚中分析消費(fèi)硅磚中Al2O3存在降低耐火度的影存在降低耐火度的影 響響?2、Al2O3-SiO2系統(tǒng)相圖系統(tǒng)相圖分析粘土磚，其礦物組成分析粘土磚，其礦物組成? 石英和莫來(lái)石石英和莫來(lái)石(A3S2), A3S2含量添加，含量添加，耐火度增大，其中含耐火度增大，其中含Al2O3大約大約33。 留意：配料組成在留意：配料組成在E1F范圍內(nèi)，必需留范圍內(nèi)，必需留意液相線的變化。意液相線的變化。 分析消費(fèi)硅磚中分析消費(fèi)硅磚中Al2O3存在降低耐火度的影存在降低耐火度的影 響響? 因因 為此系統(tǒng)中在

36、為此系統(tǒng)中在1595低共熔點(diǎn)處生成低共熔點(diǎn)處生成含含Al2O3 5.5wt%d的液的液 相，相，E1點(diǎn)接近點(diǎn)接近SiO2,當(dāng)當(dāng)參與參與1wt的，在的，在1595就產(chǎn)生就產(chǎn)生 1：5.5=18.2 液相，與液相，與SiO2平衡的液相線從熔點(diǎn)平衡的液相線從熔點(diǎn)1723迅速降為迅速降為1595，因此使耐火度大大降低。，因此使耐火度大大降低。 圖10-15 Al2O3-SiO2系統(tǒng)相圖20001800160014001200溫 度SiO220406080Al2O3摩爾20406080L+Al2O31723 L+SiO2E11595L+A3S2固溶體1850L1840E2Al2O3+A3S2固溶體A3S

37、2固溶體SiO2+A3S2固溶體重量2050L+A3S2固溶體F (1)劃分二元分系統(tǒng)；劃分二元分系統(tǒng)； (2)確定各無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)及相間平衡；確定各無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)及相間平衡； (3)運(yùn)用：鎂質(zhì)耐火資料配料中運(yùn)用：鎂質(zhì)耐火資料配料中MgO含量應(yīng)大于含量應(yīng)大于Mg2SiO4中中 MgO含量，否那么配料點(diǎn)落入含量，否那么配料點(diǎn)落入Mg2SiO4SiO2系系統(tǒng)，統(tǒng)， 開場(chǎng)出現(xiàn)液相溫開場(chǎng)出現(xiàn)液相溫 度及全融溫度急劇下降，呵斥耐度及全融溫度急劇下降，呵斥耐 火度急劇下降?；鸲燃眲∠陆?。 留意：鎂質(zhì)磚留意：鎂質(zhì)磚(T共共1850)與硅質(zhì)磚與硅質(zhì)磚(T共共1436) 不能混用，否那么共熔點(diǎn)下降。不能混用，否

38、那么共熔點(diǎn)下降。 3、MgO-SiO2二元系統(tǒng)二元系統(tǒng)L150017001900210023002500270029000102030405060708090100MgOMg2SiO4MgSiO3SiO2重 量 SiO318501890BCMgOMgO+LDFFL+ -方 石 英1543MgSiO3+LMgSiO3+ -方 石 英Mg2SiO4+LAMgO+MgSiO4Mg2SiO4+MgSiO31557E1695圖10-16 MgO-SiO2系統(tǒng)相圖常用于玻璃，其最低共熔點(diǎn)為常用于玻璃，其最低共熔點(diǎn)為799。 73SiO2和和27Na2O易溶于水生成泡花堿。易溶于水生成泡花堿。 由于由于Na

39、2O在高溫容易揮發(fā)在高溫容易揮發(fā),故相圖中缺乏故相圖中缺乏Na2O含量高部分。含量高部分。4、Na2O-SiO2二元系統(tǒng)二元系統(tǒng) 三元凝聚系統(tǒng)三元凝聚系統(tǒng): f c p 14 p ， 當(dāng)當(dāng) p=1 時(shí)，時(shí)， fmax3 ( 即組成即組成x1、x2和溫度的變和溫度的變化?；?。)第四節(jié)第四節(jié) 三元系統(tǒng)相圖三元系統(tǒng)相圖相圖相圖頂點(diǎn)：?jiǎn)卧淀旤c(diǎn)：?jiǎn)卧到y(tǒng)或純組分；統(tǒng)或純組分； 邊：邊： 二元系二元系統(tǒng)；統(tǒng)； 內(nèi)部：三元系內(nèi)部：三元系統(tǒng)統(tǒng) 運(yùn)用：運(yùn)用：1、知組成點(diǎn)確定各物質(zhì)的含量；、知組成點(diǎn)確定各物質(zhì)的含量； 2、知含量確定其組成點(diǎn)的物質(zhì)。、知含量確定其組成點(diǎn)的物質(zhì)。一、一、 三元系統(tǒng)組成的表示方法三元

40、系統(tǒng)組成的表示方法 在三元系統(tǒng)中用等邊三角形來(lái)表示組成。在三元系統(tǒng)中用等邊三角形來(lái)表示組成。圖10-18 濃度三角形909090808080707070606060505050404040303030202020101010cEMDaABCa圖10-19 雙線法確定三元組成CABMbca二、三元系統(tǒng)組成中的一些關(guān)系二、三元系統(tǒng)組成中的一些關(guān)系 1、等含量規(guī)那么、等含量規(guī)那么 在等邊三角形中，平行于一條邊的直線上在等邊三角形中，平行于一條邊的直線上的一切各點(diǎn)均含有相等的對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)的組成。的一切各點(diǎn)均含有相等的對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)的組成。ABCMNEDFO 從等邊三角形的某一頂點(diǎn)向?qū)呑鲝牡冗吶切蔚哪骋豁旤c(diǎn)向

41、對(duì)邊作不斷線，那么在線上的任一點(diǎn)表示對(duì)邊兩不斷線，那么在線上的任一點(diǎn)表示對(duì)邊兩組分含量之比不變，而頂點(diǎn)組分的含量那組分含量之比不變，而頂點(diǎn)組分的含量那么隨著遠(yuǎn)離頂點(diǎn)而降低。么隨著遠(yuǎn)離頂點(diǎn)而降低。 背向規(guī)那么：背向規(guī)那么：在三角形中任一混合物在三角形中任一混合物M，假設(shè)從，假設(shè)從M中不中不斷析出某一頂點(diǎn)的成分，那么剩余物質(zhì)的斷析出某一頂點(diǎn)的成分，那么剩余物質(zhì)的成分也不斷改動(dòng)成分也不斷改動(dòng)(相對(duì)含量不變相對(duì)含量不變)，改動(dòng)的，改動(dòng)的途徑在這個(gè)頂點(diǎn)和這個(gè)混合物的連線上，途徑在這個(gè)頂點(diǎn)和這個(gè)混合物的連線上，改動(dòng)的方向背向頂點(diǎn)。改動(dòng)的方向背向頂點(diǎn)。 2、定比例規(guī)那、定比例規(guī)那么么ABCMNEDFO3、杠

42、桿規(guī)那么、杠桿規(guī)那么 在三元系統(tǒng)中，一種混合物分解為兩種物質(zhì)在三元系統(tǒng)中，一種混合物分解為兩種物質(zhì)(或或兩種物質(zhì)合成為一種混合物兩種物質(zhì)合成為一種混合物)時(shí)，它們的組成點(diǎn)在時(shí)，它們的組成點(diǎn)在一條直線上，它們的分量比與其它組成點(diǎn)之間的一條直線上，它們的分量比與其它組成點(diǎn)之間的間隔成反比。間隔成反比。A BCoMPb1bb2 推導(dǎo)：推導(dǎo)：GMGOGP GMb%GOb1%+GPb2%MOMPGGPO 物質(zhì)的分解和合成實(shí)踐上就是物相的變化。對(duì)于三元系統(tǒng)中有物質(zhì)的分解和合成實(shí)踐上就是物相的變化。對(duì)于三元系統(tǒng)中有混合物分解為三種物質(zhì)，或有三種物質(zhì)生成一種物質(zhì)，其分量比需混合物分解為三種物質(zhì)，或有三種物質(zhì)生

43、成一種物質(zhì)，其分量比需用兩次杠桿規(guī)那么求出。用兩次杠桿規(guī)那么求出。根據(jù)杠桿規(guī)那么：根據(jù)杠桿規(guī)那么：M1M2P PM3 MM1 M2M3 MM1M2M3M.PA BC5 5、交叉位置規(guī)那么、交叉位置規(guī)那么 M M點(diǎn)在點(diǎn)在M1M2M3M1M2M3某一某一條邊的外側(cè)，且在另二條條邊的外側(cè)，且在另二條邊的延伸線范圍內(nèi)。這需邊的延伸線范圍內(nèi)。這需求從物質(zhì)求從物質(zhì)M1M1M2M2中取出一中取出一定量的定量的M3M3才干得到混合物才干得到混合物M M，此規(guī)那么稱為交叉位置，此規(guī)那么稱為交叉位置規(guī)那么。規(guī)那么。 由杠桿規(guī)那么：由杠桿規(guī)那么：M1M2P M+M3PM1M2MM3M1M2M3MPA BC從M1M2

44、中取出M3愈多，那么M點(diǎn)離M3愈遠(yuǎn)。6 6、共軛位置規(guī)那么、共軛位置規(guī)那么 在三元系統(tǒng)中，物質(zhì)組成在三元系統(tǒng)中，物質(zhì)組成點(diǎn)點(diǎn)M M在在的一個(gè)角頂之外，這的一個(gè)角頂之外，這需求從物質(zhì)需求從物質(zhì)M3M3中取出一定量的中取出一定量的混合物質(zhì)混合物質(zhì)M1M1M2M2，才干得到，才干得到新物質(zhì)新物質(zhì)M M，此規(guī)那么稱為共軛，此規(guī)那么稱為共軛位置規(guī)那么。位置規(guī)那么。 由重心規(guī)那么：由重心規(guī)那么： M1 M1M2M2M MM3M3 或：或：M M M3 M3 (M1(M1M2)M2) 結(jié)論：從結(jié)論：從M3M3中取出中取出M1M1M2M2愈多，愈多， 那么那么M M點(diǎn)離點(diǎn)離M1M1和和M2M2愈遠(yuǎn)。愈遠(yuǎn)。M1

45、M2M3MA BC.CBAE2E1E3E/A/B/C/e3e1e2EABCM/DMFD/三、簡(jiǎn)單三元系統(tǒng)的立體形狀圖和平面投影圖三、簡(jiǎn)單三元系統(tǒng)的立體形狀圖和平面投影圖立體圖的空間曲面立體圖的空間曲面(液相面液相面) 投影為平面上的初晶投影為平面上的初晶區(qū)區(qū) 、 、 ABCe1E E1E/、e2E E2E/ 、e3E E3E/;平面界限平面界限空間界限空間界限平面點(diǎn)平面點(diǎn)空間點(diǎn)空間點(diǎn)e1 E1e2 E2e3 E3 EE/ (2) 冷卻過(guò)程溫度降低的方向 (3) 等溫線： 在空間構(gòu)造圖的液相面上， 高度不同，溫度也不同， 而液相面投影到ABC上是 一個(gè)沒(méi)有高低差別的平面， 因此引入 等溫線。 相

46、圖中普通注明等溫線的溫度。 結(jié)論：結(jié)論： 三角形頂點(diǎn)溫度最高，三角形頂點(diǎn)溫度最高， 離頂點(diǎn)愈遠(yuǎn)其離頂點(diǎn)愈遠(yuǎn)其 表示表示 溫度愈低。等溫線愈密，表示液溫度愈低。等溫線愈密，表示液 相面越相面越 陡陡 峭。峭。三元系統(tǒng)的等溫截面三元系統(tǒng)的等溫截面 Lp=1 f=3熔體熔體MM C , (C)L Cp=2 f=2DC , C(B)L A +B+C p=4 f=0E(L消逝消逝)M ，AB+CE F ，B+C+(A)7、析晶路程：、析晶路程：L C+Bp=3 f=1FCBAEDCAB1 1、生成一個(gè)一致熔融二元化合物的三元系統(tǒng)相圖、生成一個(gè)一致熔融二元化合物的三元系統(tǒng)相圖L+AL+SL+BA e1 S

47、 e2 B e4e3CABCSE1E2m 在相圖上的特點(diǎn)：在相圖上的特點(diǎn)： 其組成點(diǎn)位于其初晶區(qū)范圍內(nèi)。其組成點(diǎn)位于其初晶區(qū)范圍內(nèi)。 要求：要求： (1) 確定溫度的變化方向；確定溫度的變化方向； (2)各界限的性質(zhì)；各界限的性質(zhì)； (3) 會(huì)劃分各分三元系統(tǒng)；會(huì)劃分各分三元系統(tǒng)； (4) 分析不同組成點(diǎn)的析晶路程，分析不同組成點(diǎn)的析晶路程， 析析 晶終點(diǎn)和析晶終產(chǎn)物；晶終點(diǎn)和析晶終產(chǎn)物； (5) 在在E1E2界限上界限上m點(diǎn)是溫度最點(diǎn)是溫度最 高點(diǎn)。高點(diǎn)。 (連線規(guī)那么連線規(guī)那么)四、三元系統(tǒng)相圖的根本類型四、三元系統(tǒng)相圖的根本類型相圖上的特點(diǎn)：相圖上的特點(diǎn)： 化合物組成點(diǎn)化合物組成點(diǎn)不在其

48、初晶區(qū)范不在其初晶區(qū)范圍內(nèi)。圍內(nèi)。A/Q/S/B/L+AL+SL+BA e1 Q S B e4e3CABCSEmP2 2、生成一個(gè)不、生成一個(gè)不一致熔融二元化一致熔融二元化合物的三元系統(tǒng)合物的三元系統(tǒng)(1) 幾條重要規(guī)那么幾條重要規(guī)那么 A 連線規(guī)那么：用來(lái)判別界限的溫度走向；連線規(guī)那么：用來(lái)判別界限的溫度走向； 定義：將界限定義：將界限(或延伸線或延伸線)與相應(yīng)的連線相交，與相應(yīng)的連線相交， 其交點(diǎn)是該界限上的溫度最高點(diǎn)；其交點(diǎn)是該界限上的溫度最高點(diǎn)； 溫度走向是背叛交點(diǎn)。溫度走向是背叛交點(diǎn)。CSCSEFmCSmCSCSmCS共熔界限的溫度下降方向：共熔界限的溫度下降方向：轉(zhuǎn)熔界限的溫度下降

49、方向：轉(zhuǎn)熔界限的溫度下降方向：注：副三角形指與該無(wú)變量點(diǎn)液相平衡的三個(gè)晶相組成點(diǎn)銜注：副三角形指與該無(wú)變量點(diǎn)液相平衡的三個(gè)晶相組成點(diǎn)銜接成的三角形。接成的三角形。 判別無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)的又一方法：判別無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)的又一方法： 根據(jù)界限的溫度下降方向，任何一個(gè)無(wú)變量點(diǎn)必是根據(jù)界限的溫度下降方向，任何一個(gè)無(wú)變量點(diǎn)必是 三個(gè)初相區(qū)和三條界限的交匯點(diǎn)：三個(gè)初相區(qū)和三條界限的交匯點(diǎn)： 三條界限的溫度下降箭頭一定都指向交匯點(diǎn)共熔點(diǎn)；三條界限的溫度下降箭頭一定都指向交匯點(diǎn)共熔點(diǎn)； 兩條界限的溫度下降箭頭指向交匯點(diǎn)單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)兩條界限的溫度下降箭頭指向交匯點(diǎn)單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)(雙升點(diǎn)雙升點(diǎn))； 兩條界限的溫度下降箭頭背向交

50、匯點(diǎn)雙轉(zhuǎn)熔點(diǎn)兩條界限的溫度下降箭頭背向交匯點(diǎn)雙轉(zhuǎn)熔點(diǎn)(雙降點(diǎn)雙降點(diǎn))。A e1 Q S B e4e3CABCSEmP課堂總結(jié)課堂總結(jié)一、一、 三元系統(tǒng)組成的表示方法三元系統(tǒng)組成的表示方法BACM N P b c a 二、三元系統(tǒng)組成中的一些關(guān)系二、三元系統(tǒng)組成中的一些關(guān)系 1、等含量規(guī)那么、等含量規(guī)那么A BCP Q E D FM3、杠桿規(guī)那么、杠桿規(guī)那么5 5、交叉位置規(guī)那么、交叉位置規(guī)那么6 6、共軛位置規(guī)那么、共軛位置規(guī)那么M1M2M3M.PA BCM1M2M3MPA BC2、定比例規(guī)那么、定比例規(guī)那么幾條重要規(guī)那么幾條重要規(guī)那么A e1 Q S B e4e3CABCSEmP副三角形副三

51、角形(2) 不同組成的結(jié)晶路程分析不同組成的結(jié)晶路程分析 A、劃分副三角形，、劃分副三角形， 確定組成點(diǎn)的位置；確定組成點(diǎn)的位置； B、 分析析晶產(chǎn)物和析晶終點(diǎn)；分析析晶產(chǎn)物和析晶終點(diǎn)； C、分析析晶道路，正確書寫其結(jié)晶路程；、分析析晶道路，正確書寫其結(jié)晶路程；D、利用規(guī)那么檢驗(yàn)其正確性。、利用規(guī)那么檢驗(yàn)其正確性。A e1 Q S B e4e3CABCSEmP.1FDL A +S p=3 f=1 Lp=1 f=3熔體熔體11 S , (S)DS , S(A)L A +S+C p=4 f=0E(L消逝消逝)1 ，AS+CE F ，A+S+(C)L S p=2 f=2A e1 Q S B e4e3

52、CABCSEmPOQ2 .2點(diǎn)在點(diǎn)在B的初晶區(qū)，的初晶區(qū)，開場(chǎng)析出的晶相為開場(chǎng)析出的晶相為B，組成點(diǎn)在組成點(diǎn)在 BSC內(nèi)，內(nèi)，析晶終點(diǎn)為析晶終點(diǎn)為P點(diǎn)，點(diǎn)，析出晶相為析出晶相為B、S、C。L C +B p=3 f=1 Lp=1 f=3熔體熔體22 B , (B)QB , B(C)L+B S+C p=4 f=0P(L消逝消逝)2 ，BS+CP O ，B+(S)+CL B p=2 f=2A e1 Q S B e4e3CABCSEP. 3分析：分析：3點(diǎn)在點(diǎn)在C的初晶區(qū)內(nèi)，的初晶區(qū)內(nèi)，開場(chǎng)析出的晶相為開場(chǎng)析出的晶相為C， 在在ASC內(nèi)，析晶終內(nèi)，析晶終點(diǎn)在點(diǎn)在E點(diǎn)，結(jié)晶終產(chǎn)物是點(diǎn)，結(jié)晶終產(chǎn)物是A、S

53、、C。途中經(jīng)過(guò)。途中經(jīng)過(guò)P點(diǎn)，點(diǎn)，P點(diǎn)點(diǎn)是轉(zhuǎn)熔點(diǎn)，同時(shí)也是過(guò)渡是轉(zhuǎn)熔點(diǎn)，同時(shí)也是過(guò)渡點(diǎn)。點(diǎn)。 L+B S+C L C +B p=3 f=1 Lp=1 f=3熔體熔體33 C , (C)mC , C(B)L+B S+C p=4 f=0P(B消逝消逝)F ，S+CP D ，B+(S)+CL C p=2 f=2L S+C p=3 f=1E G ，S+(A)+CL A+S+C p=4 f=0E(L消逝消逝)3 ，A+S+CDFGmA e1 Q S B e4e3CABCSEmP. 4課堂分析L +B C p=3 f=1 Lp=1 f=3熔體熔體55 B , (B)HB , B(S)L S p=2 f=2

54、ES ，S+(C+A)I (B消逝消逝)S ，SL B p=2 f=2L S+C+A p=4 f=0E(L消逝消逝)5 ，A+S+CA e1 Q S B e4e3CABCSEmPHI. 5注：注：5點(diǎn)在點(diǎn)在ES的連線上的連線上A e1 Q S B e4e3CABCSEmP 3、組成點(diǎn)、組成點(diǎn) 在在 ASC內(nèi)，內(nèi)，E點(diǎn)是析晶終點(diǎn)，點(diǎn)是析晶終點(diǎn)， 在在 BSC內(nèi)，內(nèi)，P點(diǎn)是析晶終點(diǎn)。點(diǎn)是析晶終點(diǎn)。 在連線在連線SC上，上，P點(diǎn)是析晶終點(diǎn)。點(diǎn)是析晶終點(diǎn)。4、 P點(diǎn)點(diǎn):在多邊形在多邊形PCSQ范圍內(nèi)，經(jīng)過(guò)范圍內(nèi)，經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)熔，點(diǎn)時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)熔， 晶相晶相B先消逝，先消逝， 液相沿液相沿PE挪動(dòng)，在挪

55、動(dòng)，在E點(diǎn)液相消逝；點(diǎn)液相消逝； 在在 SPQ內(nèi)存在穿晶區(qū)；內(nèi)存在穿晶區(qū)； 在在 BSC內(nèi)，在內(nèi)，在P點(diǎn)液相先消逝；點(diǎn)液相先消逝； 在連線在連線SC上，上，B和液一樣時(shí)消逝。和液一樣時(shí)消逝。1、無(wú)變量點(diǎn)性質(zhì)、無(wú)變量點(diǎn)性質(zhì) P點(diǎn)：點(diǎn)：L+B S+C E點(diǎn)：點(diǎn)： L AS+C2、界限性質(zhì)、界限性質(zhì)PQ是轉(zhuǎn)熔線是轉(zhuǎn)熔線 L+B S 其它為共熔線。其它為共熔線。 特點(diǎn)：三個(gè)無(wú)變量點(diǎn)，但只能劃分兩個(gè)特點(diǎn)：三個(gè)無(wú)變量點(diǎn)，但只能劃分兩個(gè)副三角形，即能夠的析晶終點(diǎn)是副三角形，即能夠的析晶終點(diǎn)是P點(diǎn)或點(diǎn)或E點(diǎn)。點(diǎn)。(1) 點(diǎn)的性質(zhì)：點(diǎn)的性質(zhì)： P 單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)單轉(zhuǎn)熔點(diǎn) LA SC ； E 共熔點(diǎn)共熔點(diǎn) L SCB

56、R 過(guò)渡點(diǎn)，雙降點(diǎn)過(guò)渡點(diǎn)，雙降點(diǎn) LAB S (L起介質(zhì)作用起介質(zhì)作用)(2) 用切線規(guī)那么判別界限性質(zhì)。用切線規(guī)那么判別界限性質(zhì)。 PR ： LA S(3) 分析分析1點(diǎn)的析晶路程點(diǎn)的析晶路程 A S e3 BCP E RACSBS+AS+BA+BL+AL+Bae3/b. 13 3、生成一個(gè)固相分解的二元化合物的三元系統(tǒng)、生成一個(gè)固相分解的二元化合物的三元系統(tǒng) A S e3 BCP E RACSBL +A S p=3 f=1 Lp=1 f=3熔體熔體11 A , (A)DA , A(S)L S p=2 f=2FS ，S+(C)N (A消逝消逝)S ，SL A p=2 f=2L S+C p=3

57、 f=1E(L消逝消逝)1 ，B+S+CODFN. 1EO ，(B)+S+CL B+S+C p=4 f=0相圖特點(diǎn)：相圖特點(diǎn)：S的組成點(diǎn)在其初晶區(qū)內(nèi)。系統(tǒng)可劃分為三個(gè)分系統(tǒng)的組成點(diǎn)在其初晶區(qū)內(nèi)。系統(tǒng)可劃分為三個(gè)分系統(tǒng) 要求：要求：(1) 由連線規(guī)那么確定溫降方向；由連線規(guī)那么確定溫降方向； (2) 由切線規(guī)那么判別界限性質(zhì)；由切線規(guī)那么判別界限性質(zhì)； . S Ae3BCe2e1ABCS (3) 由重心規(guī)那么確定無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)；由重心規(guī)那么確定無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)； (4) 由三角形規(guī)那么確定析晶終點(diǎn)及終產(chǎn)物；由三角形規(guī)那么確定析晶終點(diǎn)及終產(chǎn)物； (5) 分析析晶路程。分析析晶路程。4 4、 具有一個(gè)

58、一致熔融三元化合物的三元系統(tǒng)相具有一個(gè)一致熔融三元化合物的三元系統(tǒng)相 (1) 特點(diǎn)：組成點(diǎn)不在初晶區(qū)內(nèi)；特點(diǎn)：組成點(diǎn)不在初晶區(qū)內(nèi)； (2) 劃分三個(gè)副三角形；劃分三個(gè)副三角形； (3) 用重心規(guī)那么或溫降變化方向判別點(diǎn)的性質(zhì)，用重心規(guī)那么或溫降變化方向判別點(diǎn)的性質(zhì)， 無(wú)變量點(diǎn)所處位置有兩種能夠，交叉位或共軛位，無(wú)變量點(diǎn)所處位置有兩種能夠，交叉位或共軛位， 相應(yīng)的性質(zhì)為單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)或雙轉(zhuǎn)熔點(diǎn)；相應(yīng)的性質(zhì)為單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)或雙轉(zhuǎn)熔點(diǎn)； (4)用切線規(guī)那么判別界限性質(zhì)。有時(shí)某一界限具用切線規(guī)那么判別界限性質(zhì)。有時(shí)某一界限具 有兩種性質(zhì)，有兩種性質(zhì)， 即共熔線和轉(zhuǎn)熔線。即共熔線和轉(zhuǎn)熔線。E1：低共熔點(diǎn)：低共熔點(diǎn)

59、LASCE2： 低共熔點(diǎn)低共熔點(diǎn) LBSCP： 單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)單轉(zhuǎn)熔點(diǎn) LA BS線線PE1 ： 轉(zhuǎn)熔線轉(zhuǎn)熔線 LA S. SE1E2PBCASe1e2e3ABC5 5、 具有不一致熔融三元化合物的三元系統(tǒng)相圖具有不一致熔融三元化合物的三元系統(tǒng)相圖E： 低共熔點(diǎn)低共熔點(diǎn) L ASCF： 低共熔點(diǎn)低共熔點(diǎn) L BSCP： 雙轉(zhuǎn)熔點(diǎn)雙轉(zhuǎn)熔點(diǎn) LAB S線線PE： 轉(zhuǎn)熔線轉(zhuǎn)熔線 LAS線線FP：兼有兩種性質(zhì)，：兼有兩種性質(zhì)，N點(diǎn)是轉(zhuǎn)機(jī)點(diǎn)點(diǎn)是轉(zhuǎn)機(jī)點(diǎn) PN： 轉(zhuǎn)熔線轉(zhuǎn)熔線 LBS NF： 共熔線共熔線 L BS6 6、 具有多晶轉(zhuǎn)變的三元系統(tǒng)相圖具有多晶轉(zhuǎn)變的三元系統(tǒng)相圖7 7、 構(gòu)成一個(gè)二元延續(xù)固溶體的三元

60、系統(tǒng)相圖構(gòu)成一個(gè)二元延續(xù)固溶體的三元系統(tǒng)相圖8 8、 具有液相分層的三元系統(tǒng)相圖具有液相分層的三元系統(tǒng)相圖ABC. . SBSCAEFPN1.五、五、 三元系統(tǒng)相圖舉例三元系統(tǒng)相圖舉例圖10-28 CaO-Al2O3-SiO2系統(tǒng)相圖 1、 CaOAl2O3SiO2系統(tǒng)系統(tǒng) 判讀相圖的步驟：判讀相圖的步驟： (1) 判別有多少化合物生成，判別化合物的性質(zhì)。判別有多少化合物生成，判別化合物的性質(zhì)。 (2) 用連線規(guī)那么判別界限溫度變化方向；用連線規(guī)那么判別界限溫度變化方向； (3) 用切線規(guī)那么判別界限性質(zhì)；用切線規(guī)那么判別界限性質(zhì)； (4) 根據(jù)無(wú)變量點(diǎn)劃分相應(yīng)的副三角形。根據(jù)無(wú)變量點(diǎn)劃分相應(yīng)