第二章相图基础
1 第二章 相图基础
第二章相图基础 庶立是礼技去膏 主要内容 21相律初步 2.2二元相图 23三元相图有关表示方法和规则 24简单的三元共晶型相图 2.5生产异分熔点化合物的三元相图 26生产三元化合物和同分熔点化合物的三元相图 2.7冶金领域应用的典型相图简介
2 第二章 相图基础 主要内容 2.1 相律初步 2.7 冶金领域应用的典型相图简介 2.6 生产三元化合物和同分熔点化合物的三元相图 2.5 生产异分熔点化合物的三元相图 2.4 简单的三元共晶型相图 2.2 二元相图 2.3 三元相图有关表示方法和规则
第二章相图基础 是技大营 本章要点 (1)相律的表述及其应用; (2)相图中点、线、面的意义; (3)三元相图中的浓度三角形表示及相关规则; (4)三元相图的等温线投影图; (5)不同组成物系点的冷却过程物相变化;重点关注液相 线(面)附近的物相变化 (6)复杂相图的切分。 冶金反应多发生在不同的相组成的复杂体系中,对这种 复杂体系的分子与研究需借助于相平衡、相律和相图的基础 知识
3 第二章 相图基础 本章要点 （1）相律的表述及其应用； （2）相图中点、线、面的意义； （3）三元相图中的浓度三角形表示及相关规则； （4）三元相图的等温线投影图； （5）不同组成物系点的冷却过程物相变化；重点关注液相 线（面）附近的物相变化； （6）复杂相图的切分。 冶金反应多发生在不同的相组成的复杂体系中，对这种 复杂体系的分子与研究需借助于相平衡、相律和相图的基础 知识
第二章相图基础 出是礼大膏, 2.1相律初步 、相律中的几个基本概念 个相是指体系中性质和成份均匀一致的一部 分物质。体系中具有同一性质,但彼此分开 相 的均匀部分,仍然被认为是相同的相。随温度 和成份的变化,一个相可能转化为另一个相。 任一给定的体系中所包含的一系列不同的元素 组元 或稳定的化合物称为组元组分。可独立变化而 不影响体系其它性质的组元称为独立组元
4 第二章 相图基础 2.1 相律初步 一、相律中的几个基本概念 相 一个相是指体系中性质和成份均匀一致的一部 分物质。体系中 具有同一性质，但彼此分开 的均匀部分，仍然被认为是相同的相。随温度 和成份的变化，一个相可能转化为另一个相。 组元 任一给定的体系中所包含的一系列不同的元素 或稳定的化合物称为组元组分。可独立变化而 不影响体系其它性质的组元称为独立组元
第二章相图基础 出是礼大膏, 为了完全确定体系所必须的独立变量数称为自由度数。 换句话说,所谓自由度数是指在不改变体系中相的数 目的条件下,可在一定范围内独立改变的影响系统状 自由度 态的内部和外部因度、压力、成份等)的数目,即每 给自由度对应一个变量(影响系统状态的因素), 且与其它变量无关,在改变其数值时不改变体系中存 在的相的数目 当一个体系在任何方向都没有改变的倾向时,则认为 系统处在平衡状态之中。化学势是物质传递的动力, 化学势 过程自发进行的方向总是从高化学势向低化学势进行, 和平衡 直至化学势相等。对不同相之间的反应也一样,化学 势越高,则组元从该相逸出的倾向越大。化学势相等, 则各相之间达到平衡
5 第二章 相图基础 自由度 为了完全确定体系所必须的独立变量数称为自由度数。 换句话说，所谓自由度数是指在不改变体系中相的数 目的条件下，可在 一定范围内独立改变的影响系统状 态的内部 和外部因度、压力、成份等）的数目，即每 一给自由度对应一个变量（影 响系统状态的因素）， 且与其它变量无关，在改变其数值时不改 变体系中存 在的相的数目。 化学势 和平衡 当一个体系在任何方向都没有改变的倾向时，则认为 系统 处在平衡状态之中。化学势是物质传递的动力， 过程自发 进行的方向总是从高化学势向低化学势进行， 直至化学势相等。对不同相之间的反应也一样，化学 势越高，则组元从该相逸出的倾向越大。化学势相等， 则各相之间达到平衡
第二章相图基础 相律 相律是体系平衡条件的数学表示式它表示了一个体系中自由度、组元 数和相数之间的关系。 设体系有C个独立组元,有P个相,则体系的自由度数F可表示为 FEC-P+2 其中2是体系的压力和温度两个因素 对冶金过程而言,由于所研究的体系一般都是由凝聚相 组成的,压力的影响很小,所以相律可表示为 F=C-P+1 相律只适合平衡过程。对非平衡过程,可能会出现与相 律不符的情况
6 第二章 相图基础 二、相律 相律是体系平衡条件的数学表示式它表示了一个体系中自由度、组元 数和相数之间的关系。 设体系有C个独立组元，有P个相，则体系的自由度数F可表示为 F=C-P+2 其中2是体系的压力和温度两个因素。 对冶金过程而言，由于所研究的体系一般都是由凝聚相 组成的，压力的影响很小，所以相律可表示为 相律只适合平衡过程。对非平衡过程，可能会出现与相 律不符的情况。 F=C-P+1
第二章相图基础 出蠱热大骨, 2.2二元相图 相图是用图解的方法表示体系中成份、温度与存在 相的关系,指出温度和成份变化时,在体系中出现的相 的变化。和相律一样,相图表示的是平衡时的体系状态。 在许多实际情况下,没有足够的时间完成平衡过程,会 使体系偏离平衡状态,但其相变趋势等是一致的。如过 程进行的很慢,可以近似按平衡相图分析。 复杂相图可看成是简单平衡相图组成的
7 第二章 相图基础 2.2 二元相图 相图是用图解的方法表示体系中成份、温度与存在 相的关系，指出温度和成份变化时，在体系中出现的相 的变化。和相律一样，相图表示的是平衡时的体系状态。 在许多实际情况下，没有足够的时间完成平衡过程，会 使体系偏离平衡状态，但其相变趋势等是一致的。如过 程进行的很慢，可以近似按平衡相图分析。 ➢复杂相图可看成是简单平衡相图组成的
第二章相图基础 2570 Li+acs 13o 2065 1 800 1 900 aCs C.s 544 1420 s 1455 1250 a蝸石英十acs ISa 1210 Cas Cr 蝸石英+Bcs Bcs 87o a石英+Bes 575 600 yCas+C B石英+BCS 40 oo 100 Cao ss Cs Cs sio,/%质量 图2-1CaO-SiO2二元相图 8
8 第二章 相图基础 图2-1 CaO-SiO2二元相图
第二章相图基础 是技大营 、二元相图的一些特点 从冷却过程看,相变反应可分为两种基本类型: 共晶反应:由液相分解为两个固相。固相可能是纯组元, 也可能是固溶体或化合物 共析反应:由固溶体或固体化合物分解成两个固相的反 分解类型 应 单晶反应:即由一液相分解成一个固相和另一组成的液 相 包晶反应:即液相与固相化合成为另一固相。 化合类型 包析反应:由两个固相化合成另一固相
9 第二章 相图基础 从冷却过程看，相变反应可分为两种基本类型： 分解类型 化合类型 一、二元相图的一些特点 共晶反应：由液相分解为两个固相。固相可能是纯组元， 也可能是固溶体或化合物。 共析反应：由固溶体或固体化合物分解成两个固相的反 应。 单晶反应：即由一液相分解成一个固相和另一组成的液 相。 包析反应：由两个固相化合成另一固相。 包晶反应：即液相与固相化合成为另一固相
第二章相图基础 出是礼大膏, 、元相图的组成规则及杠杆规则 组成规则和杠杄规则是二元相图极为重要的规则。组成规则能解答 出在某一温度下,两相区中的某一相是什么相?其各自的化学组成是什 么?而杠杆规则能解答出两个相的重量各是多少? 2D3040 8 B, wt 图23二元相图中的杠杆规则示意 10
10 第二章 相图基础 组成规则和杠杆规则是二元相图极为重要的规则。组成规则能解答 出在某一温度下，两相区中的某一相是什么相？其各自的化学组成是什 么？而杠杆规则能解答出两个 相的重量各是多少？ 二、元相图的组成规则及杠杆规则 图2-3 二元相图中的杠杆规则示意