材料熱力學(xué)第四章.ppt

1、第九章二元相圖和自由能(第四章)材料科學(xué)和工程類潘偉，1有序溶液，實(shí)際溶液的性質(zhì)與理想溶液有一定偏差，一般無法直接用理想溶液模型描述。 Hildebrand發(fā)現(xiàn)很多溶液可以用理想溶液這樣的簡單公式表達(dá)。 這樣的溶液稱為有序溶液。有序溶液、Hildebrands proposal二元溶液系針織面料1、2之間的相互作用殘奧計(jì)依賴于溫度，從原子鍵的觀點(diǎn)考慮溶液的形成時(shí)，Waa、Wbb、Wab假定正規(guī)溶液中有na個(gè)a原子、nb個(gè)b原子，原子周圍有z個(gè)配位原子A-B對(duì)的數(shù)量可以由概率算出的混合后的溶液的系統(tǒng)內(nèi)能為：混合前的na個(gè)a原子和nb個(gè)b原子的系統(tǒng)內(nèi)能之和為：混合時(shí)的系統(tǒng)內(nèi)能的變化為：結(jié)合能除以n

2、a nb時(shí)，得到混合時(shí)的單位原子的系統(tǒng)內(nèi)能的變化，常壓下的原子混合時(shí)的體積的變化被忽略，即每摩爾常數(shù)或者，規(guī)則溶液的隨機(jī)混合模型，根據(jù)w的不同，溶液中的原子有幾個(gè)分布特征： W=0、Hmix=0理想溶液W0、Hmix0的同種原子為偏重合W0時(shí)，在一定的成分范圍內(nèi)出現(xiàn)二相分離，二元系溶液中的自由能的變化和成分的關(guān)系， freenergyversuscompositeioninbinarysolutions、正規(guī)溶液系自由能隨成分變化的各種可能性如下圖所示。 在實(shí)際溶液的情況下也可以近似。 當(dāng)w的值相對(duì)小時(shí)，混合自由能的變化不大偏離理想，但當(dāng)w為0時(shí)，混合自由能的變化非常顯著。 二元溶液的自由能成

3、分曲線、曲線在x=0、x=1的斜率分別為-和。 也就是說，如果在純yuu針織面料a中加入微量yuu針織面料b，則系統(tǒng)的自由能急劇降低，熵急劇增加。 存在某種“熱力學(xué)驅(qū)動(dòng)力”，在純粹的尤針織面料之間形成某種溶解度，形成溶液。 這樣的驅(qū)動(dòng)力主要來源于構(gòu)成熵的增加，因此被稱為“熵驅(qū)動(dòng)力”。 二元溶液的自由能成分曲線溶液的穩(wěn)定性問題，均勻單相分解，在一定條件下，系統(tǒng)中穩(wěn)定存在的相，在系統(tǒng)的Gibbs自由能最小的狀態(tài)下，用上式對(duì)Xb進(jìn)行微分，Gmix為Xb=0時(shí)為-，Xb=1時(shí)，二元溶液的自由能成分曲線規(guī)則溶液進(jìn)行二相分離的臨界相對(duì)于二元溶液3溶液的凝固，左邊：切線在純a軸上的切片右邊：在純a軸上描繪的點(diǎn)(T1等)在純固體a和成分的溶液平衡的任意溫度下，固體a可以通過與一定成分的溶液平衡來描繪液相線。 溶液的凝固共晶相圖中的二相平衡，溶液的凝固二相溶系相圖中的二相平衡，溫度在