相圖與相平衡單元系統(tǒng)

相圖與相平衡單元系統(tǒng)第一頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三單元系統(tǒng)基本性質(zhì)概述相圖中點(diǎn),線,區(qū)域的含義相圖的特點(diǎn)第二頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三單元系統(tǒng)概述在單元系統(tǒng)中所研究的對(duì)象制有一種純物質(zhì)，即獨(dú)立組分?jǐn)?shù)C＝1，根據(jù)相律：

F＝C－P＋2＝3－P當(dāng)Pmin＝1時(shí)，F(xiàn)max＝2Pmin＝3時(shí)，F(xiàn)max＝0可見(jiàn)，單元系統(tǒng)中平衡共存的相數(shù)最多不超過(guò)三個(gè)，在三相平衡共存時(shí)系統(tǒng)是無(wú)變量的（即F＝0）因?yàn)橄到y(tǒng)中的相數(shù)不可能少于一個(gè)，所以但是元系統(tǒng)的最大自由度為2.第三頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三由于單元系統(tǒng)各相中，只有一種純物質(zhì)，組成是不變的，所以自由度數(shù)為2，表明了這兩個(gè)獨(dú)立變量是溫度和壓力，如果把這兩個(gè)變量確定狀態(tài)，系統(tǒng)的狀態(tài)就可以完全確定。因此，可以用溫度和壓力作坐標(biāo)的平面圖（T-P圖）來(lái)表示單元系統(tǒng)的相圖，由于相圖上的每一個(gè)點(diǎn)都對(duì)應(yīng)著系統(tǒng)的某一個(gè)狀態(tài)，因此相圖上的每一個(gè)點(diǎn)常稱為狀態(tài)點(diǎn)第四頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三相圖中點(diǎn)，線，區(qū)域的含義區(qū)：在單相區(qū)內(nèi)，相數(shù)P＝1，自由度數(shù)F＝3－P＝2，即在各單相區(qū)范圍內(nèi)，溫度和壓力均可以改變。第五頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三相圖中點(diǎn)，線，區(qū)域的含義線：由于在這些線上是兩相平衡共存，P=2，根據(jù)相律F＝3－P＝1，所以在線上溫度和壓力兩個(gè)變量中只有一個(gè)是獨(dú)立可變的。CD線上液相和氣相兩相平衡共存，是液相的蒸發(fā)曲線BC線上α－晶型和氣相兩相平衡共存，是α－晶型的升華曲線。AB線上β－晶型和氣相兩相平衡共存，是β－晶型的升華曲線CF線上α－晶型和液相兩相平衡共存，是α－晶型的熔融曲線在BE線上α－晶型和β－晶型兩相平衡共存，是兩種晶型之間的多晶轉(zhuǎn)變曲線。第六頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三相圖中點(diǎn)，線，區(qū)域的含義點(diǎn)由于在點(diǎn)上是三相平衡共存，P＝3，則F＝0，故單元系統(tǒng)中的三相點(diǎn)無(wú)自由度，即無(wú)變量點(diǎn)，也就是說(shuō)，要維持三相平衡共存，必須嚴(yán)格保持溫度和壓力不變，否則就會(huì)有相的消失。在B點(diǎn)上平衡并存的是α－晶型，β－晶型和氣相，是個(gè)多晶轉(zhuǎn)變點(diǎn)，在C點(diǎn)上平衡共存的是α－晶型，液相和氣相，是α－晶型的熔點(diǎn)。第七頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三相圖中點(diǎn)，線，區(qū)域的含義EBGH是過(guò)熱β－晶型的介穩(wěn)相區(qū)EBK是過(guò)冷的α－晶型介穩(wěn)相區(qū)FCGH是過(guò)冷的液體的介穩(wěn)狀態(tài)區(qū)第八頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三BK是過(guò)冷α－晶型的升華曲線相圖中點(diǎn)，線，區(qū)域的含義BG是過(guò)熱β－晶型的升華曲線CG是過(guò)冷液相的蒸發(fā)曲線GH是過(guò)熱β－晶型的熔融曲線第九頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三G點(diǎn)是過(guò)熱β－晶型，過(guò)冷液相和蒸氣三相平衡共存的介穩(wěn)三相點(diǎn)，在這點(diǎn)上過(guò)熱的β－晶型與過(guò)冷液相蒸氣壓相等，因此這點(diǎn)實(shí)際上是過(guò)熱的β－晶型的熔點(diǎn)。第十頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三上述這些過(guò)熱晶體，過(guò)冷晶體或過(guò)冷液體都是介穩(wěn)相，當(dāng)系統(tǒng)處于能從一個(gè)相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)相的條件下，由于某種原因（如快速加熱或快速冷卻）這種轉(zhuǎn)變并不發(fā)生而出現(xiàn)了延滯轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象，從而使某一相在它穩(wěn)定存在的范圍之外并不轉(zhuǎn)變成新條件下的穩(wěn)定相而繼續(xù)保持了原有狀態(tài)，這樣的相稱為介穩(wěn)相。這里介穩(wěn)包含了兩方面的含意：一方面在新條件下的介穩(wěn)相只要適當(dāng)控制條件可以長(zhǎng)時(shí)間存在而不發(fā)生相變，另一方面，介穩(wěn)相與相應(yīng)條件下的介穩(wěn)相相比含有較高的能量，因此，它存在著自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定相的趨勢(shì)，而且這種轉(zhuǎn)變不可逆。第十一頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三相圖的特點(diǎn)通過(guò)對(duì)以上各條線、各個(gè)點(diǎn)的分析可以看出，在單元系統(tǒng)相圖中：晶體的升華曲線（或延長(zhǎng)線）與液體的蒸發(fā)曲線（或延長(zhǎng)線）的交點(diǎn)是該晶體的熔點(diǎn)兩中晶型的升華曲線的交點(diǎn)是兩種晶型的多晶轉(zhuǎn)變點(diǎn)，在同一溫度下，蒸氣壓低的相較穩(wěn)定，如在同一溫度下表示介穩(wěn)平衡的虛線在表示穩(wěn)定平衡的實(shí)線上方，其蒸氣壓高。第十二頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三交匯于三相點(diǎn)的三條平衡曲線互相之間的位置遵循下面兩條準(zhǔn)則：

每條曲線越過(guò)三相點(diǎn)的延長(zhǎng)線必定在另外兩條曲線之間。

同一溫度時(shí)，在三相點(diǎn)附近比容差最大的兩相之間的變量曲線或介穩(wěn)延長(zhǎng)線居中間位置。第十三頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三對(duì)于固－液－氣的三相點(diǎn)來(lái)講，只有兩種排列方式，如圖7－13和圖7－14這兩個(gè)圖的主要區(qū)別在于固－液平衡的熔融曲線OC傾斜方向不同，第一種情況固體熱容大于液體熱容，熔化時(shí)體積收縮，第二種固體熱容小于液體熱容，熔化時(shí)體積膨脹。第十四頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三關(guān)于兩相平衡曲線的斜率可以應(yīng)用熱力學(xué)中克拉貝龍－克勞修斯方程式（簡(jiǎn)稱克－克方程式）予以確定?？耍朔匠淌綖椋旱谑屙?yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三根據(jù)此方程式我們來(lái)討論一下升華、蒸發(fā)、熔融三條平衡曲線的斜率：在升華的情況下，方程式右方都是正值（吸熱為正，V氣＞V固）在蒸發(fā)的情況下，方程式右方也都是正值（吸熱為正，V氣＞V液）對(duì)于同一物質(zhì)來(lái)說(shuō)肯定有ΔH升華＞ΔH蒸發(fā)，所以必有第十六頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三多晶轉(zhuǎn)變

可逆多晶轉(zhuǎn)變不可逆多晶轉(zhuǎn)變第十七頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三多晶轉(zhuǎn)變根據(jù)其進(jìn)行的方向是否可逆，分為可逆轉(zhuǎn)變（又稱雙向轉(zhuǎn)變）和不可逆轉(zhuǎn)變（又稱單相轉(zhuǎn)變）在圖7－12所示的單元系統(tǒng)中，α－晶型與β－晶型之間的轉(zhuǎn)變就是可逆的，因?yàn)棣拢图訜岬睫D(zhuǎn)變溫度會(huì)轉(zhuǎn)變成α－晶型，而高溫穩(wěn)定的α－晶型冷卻到轉(zhuǎn)變溫度又會(huì)轉(zhuǎn)變成β－晶型?？赡娑嗑мD(zhuǎn)變第十八頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三點(diǎn)1是過(guò)熱的晶型Ⅰ的升華曲線與過(guò)冷的熔體蒸發(fā)曲線的交點(diǎn)，因此點(diǎn)1是晶型Ⅰ的熔點(diǎn)，它所對(duì)應(yīng)的溫度為T(mén)1點(diǎn)2是晶型Ⅱ的熔點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的溫度為T(mén)2點(diǎn)3是晶型Ⅰ與晶型Ⅱ之間的多晶轉(zhuǎn)變點(diǎn)，其溫度為T(mén)3忽略壓力對(duì)熔點(diǎn)和轉(zhuǎn)變點(diǎn)的影響，將晶型Ⅰ加熱到T3時(shí)，即轉(zhuǎn)變成晶型Ⅱ從高溫冷卻時(shí)，晶型Ⅱ又可在T3溫度轉(zhuǎn)變?yōu)榫廷袢艟廷褶D(zhuǎn)變?yōu)榫廷蚝笤倮^續(xù)升高溫度到T2以上時(shí)，晶相將消失而變?yōu)槿垠w。在低于T3溫度時(shí)，晶型Ⅰ是穩(wěn)定的晶型Ⅱ是介穩(wěn)的，而當(dāng)溫度高于T3時(shí)，晶型Ⅱ是穩(wěn)定的，晶型Ⅰ是介穩(wěn)的。由圖可以得出結(jié)論，多晶轉(zhuǎn)變的溫度低于兩種晶型的熔點(diǎn)。第十九頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三不可逆多晶轉(zhuǎn)變圖7－16是具有不可逆多晶轉(zhuǎn)變物質(zhì)的單元系統(tǒng)相圖，圖中點(diǎn)1是晶型Ⅰ的熔點(diǎn)，點(diǎn)2是晶型Ⅱ的熔點(diǎn)，點(diǎn)3是晶型Ⅰ和晶型Ⅱ的升華曲線延長(zhǎng)線的交點(diǎn)，是多晶轉(zhuǎn)變點(diǎn)。然而這個(gè)三相點(diǎn)實(shí)際是得不到的，因?yàn)榫w不能過(guò)熱而超過(guò)其熔點(diǎn)，即沒(méi)有超過(guò)熔點(diǎn)的過(guò)熱態(tài)。第二十頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三由于晶型Ⅱ的蒸氣壓不論在高溫還是低溫階段都比晶型Ⅰ的蒸氣壓高，因此晶型Ⅱ處于介穩(wěn)狀態(tài)，隨時(shí)都有向晶型Ⅰ轉(zhuǎn)變的傾向，加熱晶型Ⅰ到T1溫度，晶相熔融成為熔體，熔體冷卻到T1溫度又結(jié)晶成為晶型Ⅰ，要獲得晶型Ⅱ，必須使熔體過(guò)冷，而不能直接加熱晶型Ⅰ得到。晶型Ⅰ和晶型Ⅱ之間的轉(zhuǎn)變是不可逆的（單向的），晶型Ⅰ和熔體之間的轉(zhuǎn)變才是可逆的?？梢钥闯?，這一類(lèi)的相圖則有這樣的特點(diǎn)：多晶轉(zhuǎn)變的溫度高于兩種晶型的熔點(diǎn)。第二十一頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三雖然系統(tǒng)處于介穩(wěn)狀態(tài)時(shí)具有的能量比較高，有自發(fā)地降低自身的能量向穩(wěn)定態(tài)轉(zhuǎn)變的傾向，但實(shí)踐證明，這種轉(zhuǎn)變過(guò)程有時(shí)不是直接完成的，它先要依次經(jīng)過(guò)中間的介穩(wěn)狀態(tài)，最后才變?yōu)樵谠摐囟认碌姆€(wěn)定狀態(tài)，這個(gè)規(guī)律稱為階段轉(zhuǎn)變定律。第二十二頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三專業(yè)單元系統(tǒng)相圖舉例SiO2系統(tǒng)相圖C2S系統(tǒng)相圖ZrO2系統(tǒng)相圖金剛石相圖硫的相圖第二十三頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三SiO2系統(tǒng)相圖二氧化硅是具有多晶轉(zhuǎn)變的典型氧化物，在自然界分布極廣，它的存在形態(tài)很多，以原生狀態(tài)存在的有水晶，脈石英，瑪瑙，以次生態(tài)存在的則有砂巖，蛋白石，玉髓。燧石等。此外，尚有變質(zhì)作用的產(chǎn)物如石英巖等。石英的用途也很廣泛。第二十四頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三SiO2的多晶轉(zhuǎn)變通常二氧化硅SiO2有七種晶型，可分為三個(gè)系列，即石英，鱗石英和方石英系列，每個(gè)系列中又有高溫型變體和低溫型變體，即α、β－石英，α、β、γ－鱗石英，α、β－方石英。各SiO2變體之間的轉(zhuǎn)變關(guān)系如左圖（箭頭的虛實(shí)線與圖7－17的變量平衡曲線相對(duì)應(yīng)）：第二十五頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三第二十六頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三根據(jù)多晶轉(zhuǎn)變的速度和轉(zhuǎn)變時(shí)晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的不同，可以將SiO2變體之間的轉(zhuǎn)變分為兩類(lèi)：一級(jí)變體間的轉(zhuǎn)變不同系列如石英鱗石英、方石英和熔體之間的轉(zhuǎn)變。由于各變體的結(jié)構(gòu)差異顯著，故轉(zhuǎn)變時(shí)要破壞原有結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變速度非常緩慢，此外，這種轉(zhuǎn)變通常是由晶體的表面開(kāi)始逐漸向內(nèi)部進(jìn)行的，因此，必須在轉(zhuǎn)變溫度下，保持相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變。要使轉(zhuǎn)變加快，必須加入礦化劑由于這類(lèi)轉(zhuǎn)變速度緩慢，所以高溫型的SiO2變體，經(jīng)常以介穩(wěn)狀態(tài)在常溫下存在，而不發(fā)生轉(zhuǎn)變。第二十七頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三二級(jí)變體間的轉(zhuǎn)變?yōu)橥盗兄械摩?、β、γ形態(tài)之間的轉(zhuǎn)變也稱為高低溫型轉(zhuǎn)變，各變體在結(jié)構(gòu)上差別不大，轉(zhuǎn)變時(shí)不必打開(kāi)結(jié)合鍵，只是原子的位置發(fā)生位移和Si－O－Si鍵角稍有變化，即發(fā)生位移性轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變速度迅速，而且是可逆的，轉(zhuǎn)變?cè)谝粋€(gè)確定的溫度下，于全部晶體內(nèi)發(fā)生必須指出，根據(jù)精確的測(cè)定表明，位移性轉(zhuǎn)變的突變點(diǎn)并不存在，觀察到的常是一種持續(xù)的轉(zhuǎn)變，而且是在較低的溫度下已開(kāi)始轉(zhuǎn)化，加熱時(shí)和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變情況也有差別，存在滯后現(xiàn)象。即加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變結(jié)束溫度比冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變開(kāi)始溫度稍高些，這些情況是因?yàn)榫w結(jié)構(gòu)中存在缺陷而造成的。每一轉(zhuǎn)變，先變形成晶核，缺陷對(duì)形成晶核是有利的，它降低了轉(zhuǎn)變溫度。第二十八頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三SiO2的相平衡芬奈研究了SiO2各變體間的相互轉(zhuǎn)變情況，并作出了SiO2的相圖。如下圖所示第二十九頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三由SiO2相圖可見(jiàn)，忽略壓力的影響，在573℃以下，只有β－石英是熱力學(xué)穩(wěn)定的變體，這說(shuō)明在自然界或在低溫時(shí)最常見(jiàn)的是β－石英。當(dāng)溫度達(dá)到573℃時(shí)，β－石英很快轉(zhuǎn)變?yōu)棣粒?，α－石英繼續(xù)加熱到870℃應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)棣粒[石英，但因這一轉(zhuǎn)變速度較慢，當(dāng)加熱速度較快時(shí)，就可能過(guò)熱，達(dá)到1600℃是熔融，如果加熱速度慢，使在平衡條件下轉(zhuǎn)變?chǔ)粒⒕娃D(zhuǎn)變?yōu)棣粒[石英，且穩(wěn)定的溫度一只可達(dá)到1470℃第三十頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三同樣，按平衡條件α－鱗石英在1470℃將轉(zhuǎn)變?yōu)棣粒绞ⅲ駝t也將過(guò)熱，在1600℃熔融，不論是α－鱗石英，還是α－方石英，當(dāng)冷卻速度不夠慢時(shí)，都將按不平衡條件轉(zhuǎn)化為它們自身的低溫形態(tài)，這些低溫形態(tài)雖處于介穩(wěn)狀態(tài)（β－鱗石英，γ－鱗石英β－石英）但由于它們轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定狀態(tài)的速度極慢，因此仍能長(zhǎng)期保持自己的形態(tài)。第三十一頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三

SiO2的實(shí)際多晶轉(zhuǎn)變過(guò)程并不完全遵循SiO2相圖中的變化，例如制造硅磚時(shí)，β－石英在加熱過(guò)程中，并不按順序地依次變?yōu)棣粒?，α－鱗石英，在轉(zhuǎn)變?yōu)棣粒绞ⅲ窃?200～1350℃時(shí)，直接從α－石英轉(zhuǎn)變?yōu)榉绞⒌闹虚g介穩(wěn)狀態(tài)。特別是不加礦化劑時(shí)，α－石英先轉(zhuǎn)變?yōu)槠绞?，后變?yōu)棣粒绞⒌谌?yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三只有在礦化劑存在時(shí)，進(jìn)一步加熱至1400～1470℃時(shí)，介穩(wěn)的方石英才轉(zhuǎn)變?yōu)棣粒[石英，然后在1470℃以上再轉(zhuǎn)變?yōu)棣粒绞?。這種實(shí)際轉(zhuǎn)變過(guò)程與相圖的偏差，是由于α－石英變?yōu)棣粒[石英的速度很慢引起的，從結(jié)晶化學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看，則可以從SiO2各變體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)得到解釋第三十三頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三由于石英與方石英的結(jié)構(gòu)較之石英與鱗石英的結(jié)構(gòu)更為相似，所以石英轉(zhuǎn)變?yōu)榉绞r(shí)不需要硅氧四面體圍繞對(duì)稱軸對(duì)著另一個(gè)四面體回轉(zhuǎn)，而為了獲得鱗石英的結(jié)構(gòu)，這種回轉(zhuǎn)則是必需的，顯然，前一種轉(zhuǎn)變速度要快得多，因此在SiO2的實(shí)際多晶轉(zhuǎn)變過(guò)程中有偏方石英產(chǎn)生，由此可見(jiàn)，相圖中的規(guī)律是從熱力學(xué)平衡角度來(lái)推導(dǎo)和考慮問(wèn)題的，它只考慮轉(zhuǎn)變過(guò)程的方向和限度，而不考慮過(guò)程的動(dòng)力學(xué)速度問(wèn)題，在實(shí)際轉(zhuǎn)變過(guò)程上的差異正是由此引起，這在應(yīng)用相圖時(shí)必須注意。第三十四頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三硅質(zhì)耐火材料的制備

SiO2相圖在實(shí)際生產(chǎn)上有著重要的實(shí)用意義，硅質(zhì)耐火材料的生產(chǎn)和使用就是一例，硅磚是由97～98%天然石英或砂巖與2～3%的CaO，分別粉碎成一定顆粒級(jí)配，混合成型，經(jīng)高溫?zé)?。根?jù)相圖，所列SiO2多晶轉(zhuǎn)變時(shí)的體積變化可知，在各SiO2變體的高低溫型的轉(zhuǎn)變中，方石英之間的體積變化最為劇烈，石英次之，而鱗石英之間的體積變化最微弱，因此，為了獲得穩(wěn)定的致密硅磚制品，就希望硅磚中含有盡可能多的鱗石英，而方石英晶體越少越好，這也就是硅磚燒成過(guò)程的實(shí)質(zhì)所在。因此根據(jù)SiO2相圖可以確定為此目的所必須的合理燒成溫度和燒成制度（升溫和冷卻曲線）。SiO2相圖的實(shí)際應(yīng)用第三十五頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三為了防止制品“爆裂”，在接近β－石英轉(zhuǎn)變?yōu)棣粒⒌臏囟确秶?37℃）和α－石英轉(zhuǎn)變?yōu)榻榉€(wěn)的偏方石英的溫度范圍（1200～1350℃）等，必須謹(jǐn)慎控制升溫和降溫速度，此外，為了緩沖由于α－石英轉(zhuǎn)變?yōu)槠绞r(shí)所伴隨的巨大體積效應(yīng)所產(chǎn)生的應(yīng)力，故在硅磚生產(chǎn)上往往加入少量礦化劑，如Fe，Mn，Ca的氧化物，使之在1000℃左右先產(chǎn)生一定量的液相（約5～7％），以促進(jìn)α－石英轉(zhuǎn)變?yōu)棣粒[石英，鐵的氧化物之所以能促進(jìn)石英的轉(zhuǎn)化，是因?yàn)榉绞⒃谝兹鄣蔫F硅酸鹽中的溶解度比鱗石英的大，所以在硅磚燒成過(guò)程中石英和方石英不斷溶解，而鱗石英不斷從液相中析出。第三十六頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三硅磚常用作冶金爐，玻璃或陶瓷窯爐的窯頂或胸墻的砌筑材料，盡管在硅磚生產(chǎn)中采取了各種措施促使鱗石英的生成，但硅磚中總還是會(huì)殘存一部分方石英，由于殘留方石英的多晶轉(zhuǎn)變，常會(huì)引起窯爐砌磚炸裂，因此在使用硅質(zhì)耐火材料砌筑新窯點(diǎn)火時(shí)，應(yīng)根據(jù)SiO2相圖來(lái)制訂合理的烘爐升溫制度，以防止砌磚炸裂。第三十七頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三綜上所述，根據(jù)SiO2相圖，對(duì)硅質(zhì)耐火材料的制備和使用可得出如下幾條原則選擇一恰當(dāng)溫度，一般取中間偏高，并應(yīng)有較長(zhǎng)時(shí)間的保溫和加礦化劑以保證充分鱗石英化。燒成之后降溫可以加快，使其按α－鱗石英→β－鱗石英→γ－鱗石英變化。在使用時(shí)，烤窯過(guò)程中應(yīng)在120℃、163℃、230℃、573℃均有所注意，要緩慢進(jìn)行，在573℃以后可加快升溫速度。該材料的使用的適宜溫度范圍在870～1470℃之間第三十八頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三對(duì)壓電材料制備的指導(dǎo)作用在32個(gè)點(diǎn)群中，凡是具有對(duì)稱中心的沒(méi)有壓電性，而沒(méi)有對(duì)稱中心的有壓電性。對(duì)結(jié)構(gòu)分析可知，α－方石英有對(duì)稱中心，而β－石英沒(méi)有，所以具有壓電性。因此要合成具有壓電性的β－石英必須遵照相圖中β－石英的合成路徑來(lái)制訂相應(yīng)的方案。這也是為什么一般做壓電材料不才用提拉法制備單晶而用水熱法的原因。第三十九頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三C2S系統(tǒng)相圖硅酸二鈣（2CaO·SiO2，縮寫(xiě)為C2S）是硅酸鹽水泥熟料中重要的礦物組成之一，其多晶轉(zhuǎn)變對(duì)水泥生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義，同時(shí)在堿性礦渣及石灰質(zhì)耐火材料中都含有大量的C2S。過(guò)去一般認(rèn)為C2S有四種晶型：α－C2S、α′－C2S、β－C2S、γ－C2S，后來(lái)發(fā)現(xiàn)α′－C2S有高溫和低溫兩種晶型，其相互轉(zhuǎn)變溫度約為1160℃，故C2S有α、α′H、α′L、β、γ五種晶型，常溫下的穩(wěn)定相是γ－C2S，介穩(wěn)相是β－C2S。C2S的各晶型間的轉(zhuǎn)變關(guān)系如下：第四十頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三可以看出，加熱時(shí)多晶轉(zhuǎn)變的順序是：γ－C2S→α′L－C2S

→

α′H－C2S

→

α－C2S

但冷卻是多晶轉(zhuǎn)變的順序是

α－C2S

→

α′H－C2S

→α′L－C2S

→

β－C2S→γ－C2S。α′L－C2S平衡冷卻時(shí)在725℃可以轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

γ－C2S，但通常是過(guò)冷到670℃左右轉(zhuǎn)變?yōu)棣拢瑿2S。這是由于α′L－C2S

與β－C2S在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上非常相近，轉(zhuǎn)變更容易，而α′L－C2S與

γ－C2S則相差較大的緣故。第四十一頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三第四十二頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三ZrO2系統(tǒng)相圖

ZrO2在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛，歸納起來(lái)主