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相平衡與相ppt課件(2)-wenkub.com

2025-01-12 05:36 本頁面
   

【正文】 因為長時間保溫較接近平衡狀態(tài),淬冷后在室溫下又可對試樣中平衡共存的相數、各相的組成、形態(tài)和數量直接進行測定。 以 Bi- Cd為例: Cd質量百分數: 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 :簡便,不象淬冷法那樣費時費力。 分析粘土磚,其礦物組成 ? 分析生產硅磚中 Al2O3存在降低耐火度的影 響 ? 圖 1016 MgOSiO2系統(tǒng)相圖 MgOSiO2二元系統(tǒng) (1)劃分二元分系統(tǒng); (2)確定各無變量點的性質及相間平衡; (3)應用: 鎂質耐火材料 配料中 MgO含量應大于 Mg2SiO4中 MgO含量,否則配料點落入 Mg2SiO4- SiO2系統(tǒng), 開始出現液相溫 度及全融溫度急劇下降,造成耐 火度急劇下降。 (1)分二元系統(tǒng)的劃分: CS(CaO?SiO2,硅灰石 )和C2S(2CaO. SiO2,硅酸二鈣 )是一致熔融化合物 . C3S2(3CaO?2SiOz,硅鈣石 )和 C3S(3CaO?SiO2)硅酸三鈣 )是不一致熔融化合物, ? 對 CaO— SiO2系統(tǒng)這樣比較復雜的二元相圖,首先要看系統(tǒng)中生成幾個化合物以及各化合物的性質, 根據一致熔融化合物可把系統(tǒng)劃分成若干分二元系統(tǒng), 然后再對這些分二元系統(tǒng)逐一加以分析。 ? 三相線 :相圖上每一條橫線,系統(tǒng)的狀態(tài)點到達這些線時處于三相平衡的無變量狀態(tài)。 SA(B)表示 B組分溶解到 A組分中所形成的固溶體; SB(A)表示 A組分溶解在 B組分中所形成的固溶體 。 ? 這兩種相圖可以看成是由兩個簡單連續(xù)固溶體二元相圖構成的。形成連續(xù)固溶體的二元系統(tǒng)相圖如圖所示: 2 3 1 6 7 4 5 O A B T Ta Tb S(AB) L L+S(AB) B% 特點:沒有無變量點,系統(tǒng)中只存在液態(tài)溶液和固態(tài)溶液。如圖所示: 具有液相分層的二元系統(tǒng)相圖 線 GKF為液相分界線; 帽形區(qū) GKFG為二液存在區(qū),區(qū)域的存在與 溫度有關。 ? 凡是組成在 AAmBn范圍內的原始熔體都在 E1點結晶結束,結晶產物為 A和 AmBn兩種晶相。 學習相圖的要求 : 相圖中點、線、面含義; 析晶路程 ; 杠桿規(guī)則; 相圖的作用。 若化合物 C只在某一溫度區(qū)間存在,即在低溫下也要分解,則其相圖形式如圖所示。相圖上沒有與化合物 c平衡的液相線,表明從液相中不可能直接析出 c。 P點是回吸點又是析晶終點。由于 P點是三相平衡共存, P=3, F=0所以溫度不能變,液相的組成不能變。 組元 A和組元 B生成的化合物 AmBn 加熱到 Tp溫度分解為 P點組成的 液相和 B晶相,因此 AmBn是一個 不一致熔融化合物。 ? 凡是組成在 AmBnB范圍內的熔體都在 E2點結晶結束,結晶產物為 AmBn和 B兩種晶相。 E2點是 AmBnB分二元系統(tǒng)的低共熔點,在這點上進行的過程是 LE2?A mBn+B。 SA% = M′B/AB 100% ; SB% = M′A/AB 100% A TB E A+ B A+ L B+ L TA B% L B M Tc TD TE C D K G R H M′ R′ O F ( 4)、相圖的作用 ① 知道 開始析晶的溫度 , 析晶終點,熔化終點的溫度; ②平衡時 相的種類 ; ③ 平衡時 相的組成; ?預測瓷胎的顯微結構 ?預測產品性質 ④ 平衡時 相的含量 。 ① TC: 固相量 S% = 0 。 L p=1 f=2 M(熔體 ) C [LC,(A)] L ? A p=2 f=1 D[LD,A] L ? A p=2 f=1 E[LE, A+ (B)] L A+B p=3 f=0 E(液相消失 )[A,A+B] p=2 f=1 [A,B] A TB A+ L B+ L TA B% L B M A+B E D TD C TC TE ME M′ 熔體 M的冷卻析晶過程具有普遍性, 只是如果熔體的組成點在 B點和 E點之間時 ,冷卻時 首先析出的應是 B晶相 。 LE?A+B 這是系統(tǒng)加熱時熔融成液相的最低溫度,稱為低共熔點,在該點析出的固體混合物稱為低共熔混合物。 TAE線、 TBE線都稱之為液相線, 通過 E點的水平線 GH稱為固相線。 學習相圖的要求 : 相圖中點、線、面含義; 析晶路程 ; 杠桿規(guī)則; 相圖的作用。 ? 可以看出 : ? 系統(tǒng)中平衡共存的兩相的含量與兩相狀態(tài)點到系統(tǒng)總狀態(tài)點的距離成反比。新相 M2中 B的質量為 G2?b2%。 二、杠桿規(guī)則 ? 杠桿規(guī)則是相圖分析中一個重要的規(guī)則。在相圖中組成可以用質量百分數表示,也可以用摩爾百分數或摩爾分數表示,其圖形有明顯的差別,應加以注意。 2. 二元系統(tǒng)組成表示方法 ? 二元系統(tǒng)相圖中橫坐標表示系統(tǒng)的組成因此又稱為組成軸。在后面所要討論的二元、三元、四元系統(tǒng)都是凝聚系統(tǒng),不再做特別說明。第 五 章 相平衡與相圖 ( 2) 第三節(jié) 二元系統(tǒng) 一、二元系統(tǒng)相圖的表示方法 二、杠桿規(guī)則 三、二元相圖基本類型 四、專業(yè)相圖 五、相圖的實驗研究方法 一、二元系統(tǒng)相圖的表示方法 ? 二元系統(tǒng)是含有二個組元( C=2)的系統(tǒng),如: CaOSiO2系統(tǒng), Na2OSiO2系統(tǒng)等,根據相律 F=CP+2=4P,由于所討論的系統(tǒng)至少應有一個相,所以系統(tǒng)最大自由度數為 3,即獨立變量除溫度和壓力外,還要考慮組元的濃度。 ? 對于二元凝聚系統(tǒng) F=CP+1=3P ? 當 Pmin=1時 Fmax=2 Pmax=3時 Fmin=0 ? 可見,在二元凝聚系統(tǒng)中平衡共存的相數最多為三個,最大自由度數為 2。組成軸的兩個端點分別表示兩個純組元,中間任意一點都表示由這兩個組元組成的一個二元系統(tǒng),假設二元系統(tǒng)由 A、B兩組元構成,則兩個端點 A和 B分別表示純 A和純 B??v坐標表示溫度,又稱為溫度軸。它可以計算在一定條件下,系統(tǒng)中平衡各相間的數量關系。所以: G?b%= G1?b1%+ G2?b2%( 2) A B M1 M M2 b1 b b2 將( 1)式代入,得 ( G1+G2) b%= G1?b1%+ G2?b2% G1( bb1) =G2( b2b)( 3) 所以 G1( M1M) =G2( MM2)兩個新相 M1和 M2在系統(tǒng)中的含量則為: G1=( MM2/M1+M2) % G2=( M1M/M1+M2) % 上式表明:如果一個相分解為兩個相,則生成相的數量與原始相的組成點到兩個新生相的組成點之間的線段成反比。 ? 即含量愈多的相,其狀態(tài)點到系統(tǒng)總狀態(tài)點的距離愈近。 特點: ?兩個組元在液態(tài)時能以任意比例互溶,形成單相溶液; ?固相完全不互溶,兩個組元各自從液相分別結晶; ?組元間不生成化合物。 A TB E A+ B A+ L B+ L TA B% L B M Tc TD TE
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