【文章內容簡介】 Cd wB% 20 40 70 L Bi(s)+L Cd(s)+L Bi(s)+Cd(s) 2022年 10月 24日 步冷曲線 :在冷卻過程中樣品溫度隨時間的變化 曲線 當體系有新相凝聚，放出相變熱，步冷曲線的斜率改變。 f*=1， 出現(xiàn)轉折點； f*=0 ， 出現(xiàn)水平線段。據(jù)此在 Tx圖上標出對應的位置，得到低共熔 Tx圖。 2022年 10月 24日 T A wB% B L A(s) +L B(s)+L A(s)+B(s)+L A(s)+B(s) m o n a b mo,no: 熔點 (下降 )曲線 ab: 三相 (平衡 )線 o: 低共熔點 (eutectic point) m,n: 純物質熔點 40%混合物 : 低共熔混合物 (具有最低熔點 ) 2022年 10月 24日 2022年 10月 24日 2022年 10月 24日 ? 第 1條與第 7條分別是純 Bi與純 Cd的步冷曲線。對于第①條曲線： ab段為熔融物的冷卻階段。在 B點，溫度為 271度，是純 Bi的熔點，此時體系為 Bi的液 — 固二相平衡，相律 f=0, 因而體系的溫度能維持不變，故在曲線上山現(xiàn)一“平階。當體系不斷散失熱時，體系不斷析出晶態(tài) Bi直到全部固化。在 b點平階以下的階段為純晶態(tài)Bi的冷卻階段。曲線 7的情況分析類似（熔融液溫度為 544K， 為純 Bi的熔點） 2022年 10月 24日 ? 第 2條曲線為 10%Cd混合物的步冷曲線。Ab段為熔融液的冷卻階段。在 b點，熔融液中的 Bi已經達到飽和，在這時便開始結晶出固態(tài) Bi， 成為晶態(tài) Bi與熔融液的二相平衡。這時候的自由度為 1，所以從 bc段為從熔融液中結晶出固態(tài) Bi的階段。由于在這階段，體系放出 Bi的凝固熱，所以在這階段的冷卻速度較慢，故bc曲線的斜率較 ab為小。 2022年 10月 24日 ? 在 c點，即冷卻到 413K時，熔融液不但對Bi飽和，而且對 Cd也達到飽和。這時如果體系散失熱，固態(tài) Bi與固態(tài) Cd成為固態(tài)低熔混合物而同時結晶出來成為三相平衡體系。此時的自由度為 0，無變量因素存在，在曲線上出現(xiàn)一平階。直到所有的熔融液全部變成固體。在平階后為固態(tài)合金的冷卻階段，曲線便在平階后迅速下降。 2022年 10月 24日 ? 曲線 5和 6為分別含 Cd 28%、 62％ 與 83％的步冷曲線，冷卻情況與第 2條曲線相似、但后兩者當熔融液下降到轉折溫度時先對 Cd飽和，所以先結晶的固態(tài)物質為 Cd。 ? 而曲線 4比較特殊，當溫度下降到 413K時，對Cd與 Bi同時達到飽和，因此在 413K時當體系散失熱量，便同時結晶出 Bi與 Cd晶體。因而自由度為＝ 0，溫度不能改變，所以在 b點出現(xiàn) —平階。 2022年 10月 24日 溶解度法 (制水 鹽相圖 ) 配置不同濃度的溶液 ,降溫測其溶解度 根據(jù)大量實驗數(shù)據(jù)，繪制出水 鹽的 Tx圖。 應用 :①配置冷卻液 ② 指導結晶工藝 2022年 10月 24日 ? 杠桿原理 ? 在相圖中將聯(lián)結兩個平衡相的線，稱為聯(lián)結線、如圖 532中的 GH線就是一條聯(lián)結線，通過聯(lián)結線不但可以知道平衡二相的組成而且，還可以知道平衡二相的數(shù)量比 (摩爾比或質量比 )。因為如果平衡二相 ?相與 ?相的組成為和，那么和的大小必然在整個組成的中間。設整個體系的組成為 GH上的 F點。 2022年 10月 24日 G F H()Bx ? ()Bx 體 ()Bx ?( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )B B B B B Bn x n x n x? ? ? ???體體( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )B B B B B Bn x n x n x? ? ? ???體體( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )B B BB B Bn x x HFn x x FG????????體體2022年 10月 24日 ? 上式就是杠桿規(guī)則。根據(jù)杠桿規(guī)則和相圖組成坐標的單位，可計算平衡兩相物質的質量或物質的量的相對值。比如圖532中的 F點，其質量比為 2 . 1B i H FFG??固相純 質量液相（H 點）質量2022年 10月 24日 (a) 杠桿規(guī)則適用于求任何兩相區(qū)平衡兩相的 數(shù)量。 (b) 若橫坐標為摩爾分數(shù)，則所求為兩相的物 質的量 (n)。若橫坐標為質量分數(shù)，則所求為 兩相的質量。 2022年 10月 24日 Phase equilibria of twoponent systems 2022年 10月 24日 二組分鹽水體系 ? 對水 鹽系統(tǒng)，鹽在水中有一定的溶解度，因此可先固定溫度，改變組成觀察相態(tài)和測定溶解度的變化數(shù)據(jù)；然后改變溫度，測定相態(tài)和溶解度與組成的關系。將溫度 溶解度組成關系作成圖，即為相圖。上述方法稱為溶解度法。 2022年 10月 24日 二組分鹽水體系 ? 溶液所能存在的最低溫度，亦是冰和(NH4)2SO4(s)能夠共同熔化的溫度，所以正點稱為“最低共熔點”。在正點所析出的固體稱為“最低共熔混合物”。在 區(qū)，它是 H2O(s)和 (NH4)2SO4(s)的兩相平衡區(qū)，根據(jù)相律，在此區(qū)域體系只有一個自由度。應指出，組成為正的溶液所析出的最低共熔混合物是由微小的兩種固體的晶體所構成的機械混合物，它不是固溶體，所以不是單相，而是兩相。 2022年 10月 24日 二組分鹽水體系 水 鹽冷凍液 在化工生產和科學研究中常要用到低溫浴，配制合適的水 鹽體系，可以得到不同的低溫冷凍液。例如： N aCl (s)OH 2)s(CaClOH 22KCl (s)OH 2水鹽體系 低共熔溫度 252 K 218 K K K Cl (s)NHOH 42 在冬天，為防止路面結冰，撒上鹽，實際用的就是冰點下降原理。 2022年 10月 24日 2022年 10月 24日 生成化合物的系統(tǒng) 兩種物質生成若干種分子間化合物 ,但在固態(tài) 時不形成固溶體 (1) 形成穩(wěn)定化合物的相圖 包括穩(wěn)定的水合物，它們有自己的熔點，在熔點時液相和固相的組成相同。屬于這類體系的有： )()( sF e C lsC u C l ? K C lC u C l ?等 2022年 10月 24日 2022年 10月 24日 特點 :①化合物在其熔點之下不分解 ②化合物熔化時 ,液相組成與化合物相同 具有相合熔點 (congruent melting point) 的化合物 2022年 10月 24日 2022年 10月 24日 CaF2CaCl2(s) CaF2(s)+solution 737oC 不穩(wěn)定化合物在某溫度下分解成固相和溶液 , 溶液組成與原化合物不同 . 分解溫度 : 不相合熔點 (incongruent melting point) 不穩(wěn)定化合物又稱為具有不相合熔點的化合物 2022年 10月 24日 形成固溶體的二組分固液體系 形成完全互溶固溶體的體系 ① 形成部分互溶固溶體的體系 2022年 10月 24日 2022年 10月 24日 2022年 10月 24日 部分互溶的固溶體相圖 2022年 10月 24日 幾條規(guī)律 : ① 豎線代表純物質 (包括化合物 ) ②水平線代表三相線 (一般即