材料科學(xué)基礎(chǔ)第七章(編輯修改稿)
2025-06-08 18:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 定溫度下發(fā)生某種三相反應(yīng)。 ⑤ 其他相界線： 上述四種相界線以外的其他相界線。 根據(jù)相界線的特性，可將其區(qū)分為： 液相線 固相線 固溶線 水平反應(yīng)線 (3)相區(qū)： 相圖中由相界線劃分出來的區(qū)域稱為相區(qū)，相區(qū)表明在此范圍內(nèi)存在的平衡相類型和數(shù)目。 在二元合金系中有單相區(qū) 、 兩相區(qū) 、 三相區(qū) 。 ? 單相區(qū)內(nèi)、 f=2 ， T和成分都可變。 ? 雙相區(qū)內(nèi)、 f=1， T和成分只有一個(gè)可以獨(dú)立變化（ 在此相區(qū)內(nèi)溫度改變則成分隨之改變 ）。 ? 若三相共存、 f=0， T和成分都不變，屬恒溫轉(zhuǎn)變。 相圖熱力學(xué)的基本要點(diǎn) 由圖可見，固溶體的自由能 成分曲線至少有一個(gè)極小值。 固溶體的 自由能（ G） — 成分（ %）曲線 b是理想固溶體， a和 c是實(shí)際固溶體 ? 多相平衡的公切線原理 二元合金系中當(dāng)兩相平衡時(shí) ， 兩組元分別在兩相中化學(xué)勢(shì)相等 。 兩相平衡時(shí)的成分由兩相自由能 — 成分曲線的公切線所確定 ， 兩相曲線的切線斜率相等 ， 即它們的公切線 。 兩相平衡時(shí)的公切線 二元合金系在特定溫度條件下三相平衡，其 熱力學(xué) 條件為兩組元分別在三相中的化學(xué)勢(shì)相等，三相的切線斜率相等，并且為它們的公切線，其切點(diǎn)成分分別為三相平衡時(shí)的成分，切線與兩組元自由能軸 G的交點(diǎn)就是兩組元在該條件化學(xué)位。 三相平衡時(shí)的公切線 從 G— 成分曲線推測(cè)相圖 根據(jù)公切線原理可求出體系中在某一溫度下平衡相的成分，因此可根據(jù)二元系的不同溫度下的自由能 G— 成分曲線推出二元系相圖。公切線的位置代表二平衡相成分或三平衡相成分。 自由能曲線求得勻晶相圖 ? 自由能曲線求得 共晶相圖 三相兩兩平衡時(shí)的公切線 杠桿定律 某一成分的二元合金在某溫度處于二元相圖的兩相區(qū)內(nèi)，則兩相之間的重量比可以用 “杠桿定律 ”來求得。 根據(jù)相律，二元合金兩相平衡時(shí)只有一個(gè)自由度，因而在給定溫度下這兩個(gè)平衡相的成分均應(yīng)為固定值。 過合金表象點(diǎn)作水平線，使之與兩側(cè)的相界線相交，交點(diǎn)的成分坐標(biāo)即為這兩個(gè)平衡相的成分。 ????W LW ??oboa? ? 兩相的重量分?jǐn)?shù) 根據(jù)此式，可確定給定合金在給定溫度下 處于兩相平衡狀態(tài)時(shí) ，各平衡相所占的重量分?jǐn)?shù)及它們之間的重量比。這個(gè)公式所反映的關(guān)系很像力學(xué)中的杠桿平衡，因此把它叫做杠桿定律或截線法則。 必須指出，在合金相圖中，杠桿定律只能在兩相平衡的狀態(tài)下使用。 在以摩爾分?jǐn)?shù)表示的平衡相圖中，也有相似的杠桿定理，只是將重量和重量分?jǐn)?shù)改成摩爾和摩爾分?jǐn)?shù)即可。 二元相圖的幾何規(guī)律 (1) 相圖中所有的線條都代表發(fā)生相轉(zhuǎn)變的溫度和平衡相的成分 ， 所以相界線是相平衡的體現(xiàn) ，
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