材料科學(xué)基礎(chǔ)---第六章相平衡(編輯修改稿)
2025-03-20 23:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 18?SiO2CS: 點(diǎn) C： 低共熔點(diǎn) 冷卻 △LE 1436℃ 37％ CaO 灰砂磚強(qiáng)度 普通紅磚 ?CSC2S:有一不致熔化合物 C3S2 E：F：低共熔點(diǎn) 1460℃ 轉(zhuǎn)熔點(diǎn) 1464℃ CS在 1125℃ 發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變： 冷卻△如：?C2SCaO: C3S： 1250℃ － 2150℃ 穩(wěn)定存在 冷卻△冷卻△C2S： 熔點(diǎn)為 2130℃ 升溫： 降溫： 670176。C過冷525176。C9％體積膨脹水泥生產(chǎn)為防止 C3S分解和 C2S向 C2S的轉(zhuǎn)化，常采取急冷措施。 － SiO2系統(tǒng) ：返回Sio2 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Al2O32022180014001600EP 1828177。101587177。10Al2O3 (mol%)方 石英＋莫來石剛玉＋莫來石L＋ 方石英L＋ 莫來石L+剛玉莫來石（固溶體）一個化合物： A3S2(3Al2O3?2SiO2莫來石 ) 一致熔化合物 熔點(diǎn) 1850℃ 兩個分二元統(tǒng) ： E1： 冷卻 固溶體 1595℃注： E點(diǎn)距 SiO2一側(cè)很近，若 SiO2中加入 1％ wtAl2O3， 使硅磚耐火度大大下降，所以，硅磚制造過程中嚴(yán)防 Al2O3混入 熔點(diǎn)： A3S2 1850℃ ； Al2O3 2050℃ 都很高 E2點(diǎn)： 1840℃ 故莫來石及剛玉質(zhì)耐火磚都是性能優(yōu)良的耐火材料 如圖3. MgO－ SiO2系統(tǒng)：凝聚系統(tǒng)相圖測定方法 不同溫度 ⑵ 關(guān)鍵：v 確保恒溫時間v 淬冷速度足夠快 ⑶ 優(yōu)缺點(diǎn)：v 優(yōu)點(diǎn)：準(zhǔn)確度高v 缺點(diǎn)：此法不適用于某些相變速度特別快的系統(tǒng) (靜態(tài)法 ) ⑴ 過程：試樣 保溫 試樣淬冷 各相鑒定 繪圖 (動態(tài)法 )⑴ 原理： 據(jù)物質(zhì)在加熱或冷卻過程中發(fā)生的熱效應(yīng) (溫度隨時間的變化 )來判斷物種是否發(fā)生了相變⑵ 方法： 加熱 (冷卻 )曲線法、差熱分析法 冷卻曲線法步驟： ① 將試樣加熱成為液體，然后使其均勻冷卻； ② 記錄冷卻過程中物系溫度隨時間變化的數(shù)據(jù)； ③ 以溫度為縱坐標(biāo)，時間為橫坐標(biāo)，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制成溫 度 時間曲線，即冷卻曲線； ④ 由若干條組成不同的冷卻曲線繪制出相圖。以 Bi－ Cd為例： Cd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 Bi－ Cd系統(tǒng)的相圖 Bi(s)+Cd(s)L+Bi(s) L+Cd(s) L 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) ： 簡便，不象淬冷法那樣費(fèi)時費(fèi)力。 缺點(diǎn)缺點(diǎn) ： 由于本質(zhì)上是一種動態(tài)法，不象淬冷法那樣更符合相平衡的熱力學(xué)要求，所測得相變溫度僅是一個近似值。只能測定相變溫度，不能確定相變前后的物相，要確定物相仍需其它方法配合。第四節(jié) 三元系統(tǒng) 三元凝聚系統(tǒng) ： 相律公式 : f=cp+1＝ 3p+1 ＝ 4p pmax=4 fmax=3 三個自由度是溫度和三個組分中任意兩個的濃度 三元系統(tǒng)完整的狀態(tài)圖應(yīng)是一個三坐標(biāo)的立體圖，實(shí)際應(yīng)用的是它的平面投影圖。一 .三元相圖概述v 1. 三元系統(tǒng)組成表示法 在三元系統(tǒng)中用 等邊三角形 來表示組成頂點(diǎn) ：表示純組分；邊 ： 表示二元系統(tǒng)的組成； 內(nèi)部的點(diǎn) ：表示含有三個組分的三元系統(tǒng)的組成。CA B 雙線法確定系統(tǒng)點(diǎn) M的 組成v 過 M點(diǎn)做三角形任意兩條邊的平行線，根據(jù)它們在第三條邊上的交點(diǎn)確定 M點(diǎn)的組成。v a＋ b＋ c＝ BD＋ AE＋ ED＝ AB=BC=CA=100%v A％＝ a B％＝ b C％＝ c⑴ 等含量規(guī)則： 平行于濃度三角形某一邊的直線上的各點(diǎn)，其第三組分的含量不變。 A BC M1 M2D E如圖： DE//AB， 則 DE線上各點(diǎn) C含量相等。即 M M2點(diǎn)中 C的含量相等，且 C%=DA或 EB（ 2） 定比例規(guī)則： 從濃度三角形某角頂點(diǎn)引出之射線上各點(diǎn)，另外兩個組分含量的比例不變。 證明： 經(jīng) CD線上任取一點(diǎn) O，作 OF//BC， OE//AC， 則對 O點(diǎn)表示的系統(tǒng)： (3)背向規(guī)則： 在濃度三角形中 ,若有一熔體在冷卻時析出某一頂點(diǎn)所代表的組分，則液相中該頂點(diǎn)組分的含量不斷減少，其它兩個組分的含量之比保持不變，這時液相組成點(diǎn)必定沿著該頂點(diǎn)與熔體組成點(diǎn)的連線向背離該頂點(diǎn)的方向移動。 A BCMD2. 杠桿規(guī)則：167。 在三元系統(tǒng)內(nèi)，由兩個相（或混合物）合成一個新相時（或新的混合物），新相的組成點(diǎn)必在原來兩相組成點(diǎn)的連線上；167。 新相組成點(diǎn)與原來兩相組成點(diǎn)的距離和兩相的量成反比。NMP 設(shè)： m㎏ M 組成的相與 n㎏ N 組成的相混合成一個新相 P 則新相組成點(diǎn) P一定在 MN連線上，且杠桿規(guī)則證明： 過 M點(diǎn)作 MR//AB，過 M、 P、 N點(diǎn)分別作BC邊的 平行線，在 AB邊上截得截距 a x、a2分別表示 M、 P、 N各相中 A的百分含量。兩相混合前后 A的量應(yīng)相等，即 由一相分解為兩相時，這兩相的組成務(wù)必分布于原來的相點(diǎn)的兩側(cè)，且三點(diǎn)成一直線。3. 重心原理 ：包括重心位規(guī)則、交叉位規(guī)則和共軛位規(guī)則 M1M2 M3A BC⑴ P點(diǎn)處于 ⊿ MNQ內(nèi)部 M+N+Q=P 重心位 MQ NA BCPM+N=SS+ Q=PSMQ NA BC⑵ P點(diǎn)處于 ⊿ MNQ某條邊的 外側(cè)，且在另外兩條邊的延長線范圍之內(nèi)
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