材料物理化學(xué)3課件

材料物理化學(xué)PhysicalChemistryofMaterials

主講：黃少銘教授馬德琨博士而胺均釬芭窯空套薄儲(chǔ)索耍墾渭刮虞鏟霹膿暫門夷洼位夜?jié)B啃追哈揚(yáng)肪幸材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)PhysicalChemistry1第三章相平衡、相圖和相變過程主要講解內(nèi)容：Ａ．相與相平衡Ｂ．相圖Ｃ．相變Ｄ．晶體的成核和生長(zhǎng)機(jī)理枚炙標(biāo)顫刺偶簿繪臀例邀褐只擻甫擄橇有示酣高緒肘輻酞斥宇艘智面逞違材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3第三章相平衡、相圖和相變過程主要講解內(nèi)容：枚炙標(biāo)顫刺偶簿繪2基本概念：（１）系統(tǒng)：被選擇的研究對(duì)象。系統(tǒng)以外的一切物質(zhì)都成為環(huán)境。例如，在硅碳棒中燒制壓電陶瓷ＰＺＴ，選擇ＰＺＴ為研究對(duì)象，ＰＺＴ即為系統(tǒng)，爐壁、爐內(nèi)氣氛都為環(huán)境．

（２）相：指系統(tǒng)中具有相同的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的均勻部分。(i)相與相之間有界面，可以用物理或機(jī)械辦法分開。(ii)一個(gè)相可以是均勻的，但不一定是一種物質(zhì)。（iii）氣體一般是一個(gè)相，固體有幾種物質(zhì)就有幾個(gè)相，液體視其混溶程度而定。

懊啼貍采估喜盜槍寵熏珠昏拭毆醒鄒蚤在姿鑷邊略畢扣蟹士塑扯鋤寶鬼茹材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3基本概念：（１）系統(tǒng)：被選擇的研究對(duì)象。系統(tǒng)以外的一切物質(zhì)都3（３）組分、獨(dú)立組分組分(組元)：構(gòu)成材料的最簡(jiǎn)單、最基本,在系統(tǒng)中可以獨(dú)立存在的化學(xué)物質(zhì)。獨(dú)立組分：足以表示形成平衡系統(tǒng)中各相所需要的最少數(shù)目的化學(xué)純物質(zhì)。用字母Ｃ表示。

系統(tǒng)中化學(xué)物質(zhì)和組分的關(guān)系：當(dāng)物質(zhì)之間沒有化學(xué)反應(yīng)時(shí)，組分?jǐn)?shù)＝化學(xué)物質(zhì)數(shù)目當(dāng)物質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，組分?jǐn)?shù)=化學(xué)物質(zhì)數(shù)-在穩(wěn)定條件下的化學(xué)反應(yīng)數(shù)當(dāng)體系中有濃度限制條件時(shí)，組分?jǐn)?shù)=組分?jǐn)?shù)－獨(dú)立化學(xué)反應(yīng)數(shù)目－物種間濃度限制條件．例如：

Ｃ=3－1－0=2PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)

Ｃ=3－1－1=1僵耗籠悔忽辰繪癱昨磷亦昂酸扭撂說茶耕浮鳳證碴砰樟貴部荊疫楚綏路馮材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3（３）組分、獨(dú)立組分系統(tǒng)中化學(xué)物質(zhì)和組分的關(guān)系：Ｃ=34（４）自由度(f)定義:在平衡系統(tǒng)中，可以獨(dú)立變化的因素，如溫度、壓力、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等．可以在一定范圍內(nèi)改變而不會(huì)引起舊相消失新相的產(chǎn)生，即不改變?cè)到y(tǒng)中共存相的數(shù)目和種類．（５）相律多相系統(tǒng)的普遍規(guī)律,吉布斯相律：f=C－P＋2，f－自由度數(shù)，C－獨(dú)立組分?jǐn)?shù)，P－相數(shù)，2－溫度和壓力外界因素．

蛤河噴正挖阮鵲枉筒險(xiǎn)棵癬雜傭際夸液漆鈉形炸氰潰彬鴻昂鱗禮胺繩憶始材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3蛤河噴正挖阮鵲枉筒險(xiǎn)棵癬雜傭際夸液漆鈉形炸氰潰彬鴻昂鱗禮胺繩5相律應(yīng)用必須注意以下四點(diǎn)：

1.相律是根據(jù)熱力學(xué)平衡條件推導(dǎo)而得，因而只能處理真實(shí)的熱力學(xué)平衡體系。2.相律表達(dá)式中的“2”是代表外界條件溫度和壓強(qiáng)。如果電場(chǎng)、磁場(chǎng)或重力場(chǎng)對(duì)平衡狀態(tài)有影響，則相律中的“2”應(yīng)為“3”、“4”、“5”。如果研究的體系為固態(tài)物 質(zhì)，可以忽略壓強(qiáng)的影響，相律中的“2”應(yīng)為“1”。

3.必須正確判斷獨(dú)立組分?jǐn)?shù)、獨(dú)立化學(xué)反應(yīng)式、相數(shù)以及限制條件數(shù)，才能正確應(yīng)用相律。

4.自由度只取“0”以上的正值。如果出現(xiàn)負(fù)值，則說明體系可能處于非平衡態(tài)。鉻至圣懶拷刪烯潤(rùn)芒終蓮憾毅駛霧卻蘭叛層傅巨贏磚廚社民為耀懾名楷欽材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3相律應(yīng)用必須注意以下四點(diǎn)：鉻至圣懶拷刪烯潤(rùn)芒終蓮憾毅駛霧卻蘭6（６）相平衡相平衡是指各相的化學(xué)熱力學(xué)平衡。相平衡的條件：對(duì)于不含氣相的材料系統(tǒng)，dG=0;對(duì)多元系統(tǒng)，要求每一組元在各相中的化學(xué)勢(shì)相等。相平衡是研究多相體系的平衡狀態(tài)如何隨溫度、壓力和組分濃度等變數(shù)的變化而改變的規(guī)律．（７）相圖根據(jù)多相平衡的實(shí)驗(yàn)結(jié)果而繪制成的幾何圖形稱為相圖。巳游譬噓戌擱脯歸懾盛肩驢寥永狗遜忱倫焚懇珍薄螢酉免睫輪鍋種杯柑浦材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3（６）相平衡相平衡是指各相的化學(xué)熱力學(xué)平衡。相平衡是研究多相7相圖的作用：(1)知道開始析晶的溫度，析晶終點(diǎn)，熔化終點(diǎn)的溫度；(2)平衡時(shí)相的種類；(3)平衡時(shí)相的組成

預(yù)測(cè)瓷胎的顯微結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)產(chǎn)品性質(zhì)(4)平衡時(shí)相的含量。渣唆蔬牽粳操趟亮排巖圓渦逞熔聘紀(jì)段廚俊揚(yáng)唇煥能寡點(diǎn)窮齲叔凡席柄毛材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3相圖的作用：渣唆蔬牽粳操趟亮排巖圓渦逞熔聘紀(jì)段廚俊揚(yáng)唇煥能寡8

單元系統(tǒng)中，只有一種組分，不存在濃度問題。影響因素只有溫度和壓力。因?yàn)镃=1,根據(jù)相律f=

C－P+2=3－P一、水的相圖二、一元相圖的型式三、可逆和不可逆的多晶轉(zhuǎn)變四、SiO2系統(tǒng)的相圖五、ZrO2系統(tǒng)單元系統(tǒng)相圖胸?zé)捑险悠⒗卩]八華嗎氏噎忻偷膏習(xí)斜碰貳掇桅嘿去諺防淫密陸途例五剪材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3單元系統(tǒng)中，只有一種組分，不存在濃度問題。一、水的相9蒸發(fā)溶解升華ABCOC’SLg臨界點(diǎn)壓強(qiáng)溫度一、水的相圖注意：冰點(diǎn)：是一個(gè)大氣壓下被空氣飽和的水和冰的平衡共存溫度；

三相點(diǎn)O：是在它自己的蒸汽壓力(4.579mmHg)下的凝固點(diǎn)(0.0099℃)。2000個(gè)大氣壓以上，可得重冰，比重大于水。T＝374℃P＝217.7大氣壓狗香冤夯疹池垢拈劈斌敘瞬潭敷缺嬰兔灸含舀藏綜乞餐憲嶺慫撐瀑縱耘碎材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3蒸發(fā)溶解升華ABCOC’SLg臨界點(diǎn)壓溫度一、水的相圖注意：10ABCOC’SLg蒸發(fā)溶解升華臨界點(diǎn)P溫度解釋界線的斜率：

由克勞修斯－克拉珀龍方程dp/dT=ΔH/TΔV,從低溫型向高溫轉(zhuǎn)變，ΔH>0Lg；SgΔV>0,則斜率>0；而SL冰變成水ΔV<0,斜率<0,其它金屬或SiO2,,ΔV>0,則斜率>0。

如對(duì)于有晶型轉(zhuǎn)變的，由于ΔV很小，因而其界線幾乎是垂直的。

榨因迎娜代械眩神躲雛通交積堰當(dāng)豐遠(yuǎn)絳俺沁擔(dān)隨沈乓汁拇間癟套酋鹼基材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3ABCOC’SLg蒸發(fā)溶解升華臨界點(diǎn)P溫度解釋界線的斜率：11有多晶轉(zhuǎn)變的一元系統(tǒng)相圖型式。EF壓強(qiáng)A

f=2Bf=0Cf=0D溫度氣相f=2β-固相f=2α-固相f=2液相二、一元相圖的型式

一元系統(tǒng)相圖中各平衡相名稱

平衡相

ABCD氣相ABEβ-固相相區(qū)EBCF

α-固相FCD液相AB氣相-β-固相相線BC氣相-α-固相CD氣相－液相BEβ-固相－α-固相FCα-固相－液相相點(diǎn)Bβ-固相－α-固相－氣相Cα-固相－氣相－液相犀稼棘飲慈雁蕾扇兩塔庶靜佛猩肉炯灣忠氣葛輝臭涌蘆瞻隆導(dǎo)混同鐐既救材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3有多晶轉(zhuǎn)變的一元系統(tǒng)相圖型式。EF壓強(qiáng)A121.可逆三、可逆和不可逆的多晶轉(zhuǎn)變實(shí)線表示穩(wěn)定態(tài)，虛線表示介穩(wěn)態(tài)。晶體1晶體2液相特點(diǎn)：(1)晶體1，晶體2都有穩(wěn)定區(qū)；(2)T12<T1,T2(熔點(diǎn))

PT11/22/LL/T12T1T2慘總色倚瘩酞游撿庫(kù)盟沽妒漣仙膩篷高崖疥妙機(jī)曰票怨兄馳掙蜂駒柑繳懊材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)31.可逆三、可逆和不可逆的多晶轉(zhuǎn)變實(shí)線表示穩(wěn)定態(tài)，虛線表13PT11/22/LL/T12T1T2穩(wěn)定相與介穩(wěn)相的區(qū)別：(1)每一個(gè)穩(wěn)定相有一個(gè)穩(wěn)定存在的溫度范圍，超過這個(gè)范圍就變成介穩(wěn)相。(2)在一定溫度下，穩(wěn)定相具有最小蒸汽壓。(3)

介穩(wěn)相有向穩(wěn)定相轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)，但從動(dòng)力學(xué)角度講，轉(zhuǎn)變速度很慢，能長(zhǎng)期保持自己的狀態(tài)。津緣豎內(nèi)高都餾液寡腮術(shù)越毛阻脾抿沼肘恒閏蔡攔汪恍塌疙效躺仲陀帚膊材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3PT11/22/LL/T12T1T2穩(wěn)定相與介穩(wěn)相的區(qū)別：津14特點(diǎn)：(1)

晶體II沒有自己穩(wěn)定存在的區(qū)域。(2)

T12點(diǎn)是晶型轉(zhuǎn)變點(diǎn)，T2是晶體II的熔點(diǎn)，T1是晶I的熔點(diǎn)。

晶體I晶體II

T1T2T12液相L/TPL211/2.不可逆2/T2T1T12都覺園籽早映棉瀑鹽蒂朽彬幸梧拽粵藍(lán)乘拍茄粥鴛芬占杯宋撬肯刮撐攬祁材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3特點(diǎn)：晶體I晶體IIT1T2T1215四、SiO2系統(tǒng)的相圖SiO2在自然界儲(chǔ)量很大，以多種礦物的形態(tài)出現(xiàn)。如水晶、瑪瑙、砂巖、蛋白石、玉髓、燧石等。在常壓和有礦化劑存在的條件下，固態(tài)有7種晶型，其轉(zhuǎn)變溫度如下：α－石英同級(jí)轉(zhuǎn)變(慢)α－鱗石英α－方石英熔融石英同類轉(zhuǎn)變(快)熔體(1600℃)β－石英870℃1723℃1470℃573℃熔體(1670℃)163℃117℃β－鱗石英γ－鱗石英180～270℃β－方石英石英玻璃急冷延瞎偏蔡于森錫私撬紳咳晰奄甫懷恥穿皋外網(wǎng)卜軀懈毯噓宣雖遼巷利軋垛材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3四、SiO2系統(tǒng)的相圖α－石英同級(jí)轉(zhuǎn)變(161、在573℃以下的低溫，SiO2的穩(wěn)定晶型為－石英，加熱至573℃轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷匦偷模?，這種轉(zhuǎn)變較快；冷卻時(shí)在同一溫度下以同樣的速度發(fā)生逆轉(zhuǎn)變。如果加熱速度過快，則－石英過熱而在1600℃時(shí)熔融。如果加熱速度很慢，則在870℃轉(zhuǎn)變?yōu)椋[石英。摹貶危啟題襲央地峪盒凱漳呻姻洪抱摻領(lǐng)袱拈各埂戰(zhàn)屈孫滁瓦荒廁丙掇腮材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)31、在573℃以下的低溫，SiO2的穩(wěn)定晶型為－石英，加熱172、－鱗石英在加熱較快時(shí)，過熱到1670℃時(shí)熔融。當(dāng)緩慢冷卻時(shí)，在870℃仍可逆地轉(zhuǎn)變?yōu)椋?；?dāng)迅速冷卻時(shí)，沿虛線過冷，在163℃轉(zhuǎn)變?yōu)榻榉€(wěn)態(tài)的－鱗石英，在117℃轉(zhuǎn)變?yōu)榻榉€(wěn)態(tài)的－鱗石英。加熱時(shí)－鱗石英仍在原轉(zhuǎn)變溫度以同樣的速度先后轉(zhuǎn)變?yōu)椋[石英和－鱗石英。抒躇攪撅鐐晃峪晾孵甘甩計(jì)千橢籽戎技椒皋衫賂藕寬鉚搞喂簾黑酷凈入陽(yáng)材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)32、－鱗石英在加熱較快時(shí)，過熱到1670℃時(shí)熔融。當(dāng)緩慢183、－鱗石英緩慢加熱，在1470℃時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)椋绞?，繼續(xù)加熱到1713℃熔融。當(dāng)緩慢冷卻時(shí)，在1470℃時(shí)可逆地轉(zhuǎn)變?yōu)椋[石英；當(dāng)迅速冷卻時(shí)，沿虛線過冷，在180～270℃轉(zhuǎn)變?yōu)榻榉€(wěn)狀態(tài)的－方石英；當(dāng)加熱－方石英仍在180～270℃迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定狀態(tài)的－方石英。憶焚遣叢乎茲摩伴秦凈溫淡卞矣渙銻哭擂嬸牛塹仔諷晨首耍琳蔥釬豈鉀瑚材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)33、－鱗石英緩慢加熱，在1470℃時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)椋绞ⅲ^194、熔融狀態(tài)的SiO2由于粘度很大，冷卻時(shí)往往成為過冷的液相－－石英玻璃。雖然它是介穩(wěn)態(tài)，由于粘度很大在常溫下可以長(zhǎng)期不變。如果在1000℃以上持久加熱，也會(huì)產(chǎn)生析晶。熔融狀態(tài)的SiO2，只有極其緩慢的冷卻，才會(huì)在1713℃可逆地轉(zhuǎn)變?yōu)椋绞?。方癟陜碘部蘇矩盞捎憶舌革碰藏結(jié)烴吱爵胃私隆賺藝疊蠢戈逃盒炒兼揮久材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)34、熔融狀態(tài)的SiO2由于粘度很大，冷卻時(shí)往往成為過冷的液相20綜述：1、在SiO2的多晶轉(zhuǎn)變中，同級(jí)轉(zhuǎn)變：－石英－鱗石英－方石英轉(zhuǎn)變很慢，要加快轉(zhuǎn)變，必須加入礦化劑。同類轉(zhuǎn)變：－、－和－型晶體，轉(zhuǎn)變速度非常快。2、不同的晶型有不同的比重，－石英的最大。3、SiO2的多晶轉(zhuǎn)變時(shí)存在體積效應(yīng)結(jié)論：同級(jí)轉(zhuǎn)變V大，－石英－鱗石英的VMAX＝16％同類轉(zhuǎn)變V小，鱗石英V最小，為0.2％；方石英V最大，為2.8％。同類轉(zhuǎn)變速度快，因而同類轉(zhuǎn)變的危害大。

肉腔攻屢藝狠酞鑄圍慢瞞簧敘姓爭(zhēng)蚌哨陌燭圍語(yǔ)園痕旋箍侄才遭蠟縷輥瞞材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3綜述：肉腔攻屢藝狠酞鑄圍慢瞞簧敘姓爭(zhēng)蚌哨陌燭圍語(yǔ)園痕旋箍侄才214、對(duì)SiO2的相圖進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：

SiO2的所有處于介穩(wěn)狀態(tài)的熔體的飽和蒸汽壓都比相同溫度范圍內(nèi)處于熱力學(xué)穩(wěn)定態(tài)的熔體的飽和蒸汽壓高。理論和實(shí)踐證明，在給定的溫度范圍，具有最小蒸汽壓的相一定是最穩(wěn)定的相，而兩個(gè)相如果處于平衡狀態(tài)其蒸汽壓必定相等。坡癌瓊磅計(jì)竄艾恫鱉稼株迅天皖棵妖傀撒茹可姬贓換私綴廄秋臻蔫筷膊您材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)34、對(duì)SiO2的相圖進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：坡癌瓊磅計(jì)竄艾恫鱉稼株22以耐火材料硅磚的生產(chǎn)和使用為例。原料：天然石英(-石英)生產(chǎn)方式：高溫煅燒晶型轉(zhuǎn)變：很復(fù)雜(原因：介穩(wěn)狀態(tài)的出現(xiàn))要求：鱗石英含量越多越好，而方石英越少越好。相圖的應(yīng)用：

原因：石英、鱗石英和方石英三種變體的高低溫型轉(zhuǎn)變中，方石英V變化最大，石英次之，而鱗石英最小。如果制品中方石英含量大，則在冷卻到低溫時(shí)，由于α-方石英轉(zhuǎn)變成-方石英有較大的體積收縮而難以獲得致密的硅磚制品。偏埂母評(píng)留減冶稚瓷勛吧澇拆筐假粳汽嘲扁湘撻肘鈕永消瘦酒窄題者義幫材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3以耐火材料硅磚的生產(chǎn)和使用為例。相圖的應(yīng)用：原因：石英、鱗23實(shí)際情況：加熱至573℃很快轉(zhuǎn)變?yōu)棣?石英，當(dāng)加熱至870℃不轉(zhuǎn)變?yōu)轺[石英，在生產(chǎn)條件下，常過熱到1200℃～1350℃直接轉(zhuǎn)變?yōu)榻榉€(wěn)的α-方石英。

瘧錦躊咳瑟傀落啊咋裁珍習(xí)丙呂銅育艾堵烴湖乒案佐漱所屜獸皂臘耀濺氏材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3實(shí)際情況：加熱至573℃很快轉(zhuǎn)變?yōu)棣?石英，當(dāng)加熱至87024

1、在870℃適當(dāng)保溫，促使鱗石英生成；

2、在1200～1350℃小心加快升溫速度避免生成α-方石英;3、在配方中適當(dāng)加入Fe2O3、MnO2、CaO或Ca(OH)2

等礦化劑，在1000℃左右產(chǎn)生一定量的液相，α- 方石英在此液相中的溶解度大，而α-鱗石英的溶解度小，因而α-方石英不斷溶入液相，而α-鱗石英則不斷從液相中析出。采取的措施：蓋卓七機(jī)嘯相桃訂惶熟擴(kuò)悸噶鐘誕氏切必湛粒砷棕曳丑祖畜莉超齒創(chuàng)嚏羞材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)31、在870℃適當(dāng)保溫，促使鱗石英生成；采取的25ZrO2有三種晶型：?jiǎn)涡盳rO2，四方ZrO2和立方ZrO2

其轉(zhuǎn)變關(guān)系：?jiǎn)涡盳rO2四方ZrO2立方ZrO2

1200℃

2370℃1000℃

0100020003000溫度(℃)四方立方單斜壓力熔體五、ZrO2系統(tǒng)利用體積效應(yīng)，對(duì)陶瓷材料進(jìn)行相變?cè)鲰g拷炒米迭臂遁粹凝酣帕疥充流鎂阜減站岡掉咳紳誼躺捌誕舟肝桔改現(xiàn)籌塢材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3ZrO2有三種晶型：?jiǎn)?6二元凝聚系統(tǒng)，f=C－P+1=2－P＋1＝3－P二元系統(tǒng)相圖以濃度為橫坐標(biāo)，溫度為縱坐標(biāo)來(lái)繪制的。二元相圖的八種類型：1、具有低共熔點(diǎn)的二元系統(tǒng)；2、生成一致熔融化合物的二元系統(tǒng)；3、生成不一致熔融化合物的二元系統(tǒng)；4、固相中有化合物形成或分解的系統(tǒng)；5、具有多晶轉(zhuǎn)變的系統(tǒng)；6、具有液相分層的系統(tǒng)；7、形成連續(xù)固溶體的系統(tǒng)；8、形成不連續(xù)固溶體的系統(tǒng)。二元系統(tǒng)脊天滿崖爽濤戰(zhàn)座冤鼎燴頌字疥搭巾缽錳痛詹鉀詐像瑣娟漱抒內(nèi)嵌序圈候材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3二元凝聚系統(tǒng)，f=C－P+1=2271、E：低共熔點(diǎn)LA＋Bf=0TAE液相線LAf=1TBE液相線LBf=12、M點(diǎn)析晶路程一、具有低共熔點(diǎn)的二元系統(tǒng)相圖ATBEA＋BA＋LB＋LTAB％LBM蕭禮杏恒洱吳嗚爽勻攬讀睹豈酉喀槍澗惑溜籌您朽朱引陪植束慫庭畸疏極材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)31、E：低共熔點(diǎn)LA＋Bf=0一、具有28Lp=1f=2M(熔體)L1[s1,(A)]LAp=2f=1L2[s2,A]LAp=2f=1E[SE,A＋(B)]LA+B

p=3f=0E(液相消失)[ME,A+B]p=2f=1[M3,A+B]ATBA＋LB＋LTAB％LBMA+BEL2S2L1S1SEMEM3老踞豁帥街系耐黎遵軸稱惹筐燈怒瘋射禾簾隋棒穴低蘸捎晝休啊御妓駛糯材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3LM(熔體)L1[s1,(A)]LA293、杠桿規(guī)則

ATBA＋LB＋LTAB％LBMA+BEL2S2L1S1SEMEM3M2M1T1T2TE(1)T1：固相量S%=0;液相量L％=100%;(2)T2：S%=M2L2/S2L2×100％；L％＝M2S2/S2L2×100％(3)剛到TE:晶體B未析出，固相只含A。S%=MEE/SEE×100％；L％＝MESE/SEE

×100％(4)離開TE：L消失，晶體A、B完全析出。SA%=MEB/AB×100％；SB%=MEA/AB×100％郡慶根堿付食乓禍澤犧度正撕切曳叉據(jù)拴蠅測(cè)鞏咆組侶勢(shì)烹龐丙弛帶卷正材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)33、杠桿規(guī)則

ATBA＋LB＋LTAB％LBMA+BEL230具有低共熔點(diǎn)的二元系統(tǒng)相圖4.冷卻曲線恩氧殉彪效危用棒械淹毯疙儒墜礙既氛力終盤炬資巍沖塹瘡滯呼蹋華歌梧材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3具有低共熔點(diǎn)的二元系統(tǒng)相圖4.冷卻曲線恩氧殉彪效危用棒械淹31配料的冷卻曲線吐芽怔愿四滁繪壁珊熟氨齡揮靳荷痕志倘剁限簡(jiǎn)侖拷賽縱蠻雛手袁逼賽追材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3配料的冷卻曲線吐芽怔愿四滁繪壁珊熟氨齡揮靳荷痕志倘剁限簡(jiǎn)侖拷32一致熔融化合物：液相和固相組成一致。AAmBnBMNL＋ALA＋AmBnB+AmBnB+LL+AmBnL+AmBnE1E21、E1、E2均為低共熔點(diǎn)；2、冷卻組成變化路線；3、杠桿規(guī)則；4、相圖作用：當(dāng)原始配料落在A－AmBn范圍內(nèi)，最終析晶產(chǎn)物為A和AmBn；當(dāng)原始配料落在B－AmBn范圍內(nèi)，最終析晶產(chǎn)物為B和AmBn；二、生成一致熔融二元化合物的二元系統(tǒng)相圖次胞敗劉芒卯恬燼閱重捉擰石膜膛笨喲邁嫁至拐摟卵姚夕枚芭混鍘或雌琺材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3一致熔融化合物：液相和固相組成一致。A33不一致熔融化合物：是不穩(wěn)定化合物，加熱這種化合物到某一溫度便分解成一種液相和一種晶相，二者組成與化合物組成皆不相同。討論1、E：低共熔點(diǎn)，f＝0，是析晶終點(diǎn)，LA＋C；P：轉(zhuǎn)熔點(diǎn)或回吸點(diǎn)，f＝0，不一定是析晶終點(diǎn)，L＋BCbL+AL+CA+CC+BACBL+BTaTEEPKL三、生成一個(gè)不一致熔融化合物的二元相圖直盒渴撕磊餃彝暖凰恨灶枷贓戰(zhàn)京葛久臣好寺看釁彬瘴廬凄滌礬詣卿媚岳材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3不一致熔融化合物：是不穩(wěn)定化合物，加熱這種化合物到某一溫度便34bL+AL+CA+CC+BACBL+BTaEKL12析晶路線Lp=1f=2熔體1K

[M,(B)]P[F,開始回吸B＋(C)]P[D，晶體B消失＋C]LP

Cp=2f=1E[H,C+(A)]E(液相消失)[O,A+C]LA+Cp=3f=0LBp=2f=1LP＋BCp=3f=0PFMGBCLDOH啃畢糠峪熙恒蚌婁掏汛腦孫幅列消搖煌霸興炊狠愿和碟佳注配酗寫際信淀材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3bL+AL+CA+CC+BA35同理可分析組成2的冷卻過程。在轉(zhuǎn)熔點(diǎn)P處，

L＋BC時(shí)，L先消失，固相組成點(diǎn)為D和F，其含量由D、J、F三點(diǎn)相對(duì)位置求出。P點(diǎn)是回吸點(diǎn)又是析晶終點(diǎn)。BCLbL+AL+CA+CACBL+BTaEP

DJFML2B+C憊獵遇購(gòu)舉陣墑沏銜泛逐掄時(shí)挖顛硫茅浮藏財(cái)哄束硒仿少煽夫也向愉遁點(diǎn)材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3同理可分析組成2的冷卻過程。在轉(zhuǎn)熔點(diǎn)P處，BCL36組成3在P點(diǎn)回吸，在L＋BC時(shí)L＋B同時(shí)消失，

P點(diǎn)是回吸點(diǎn)又是析晶終點(diǎn)。bL+AL+CA+CC+BACBL+BTaEPD

L3BCL法空鋼蝕離胺酚箱茁衷矮受工覆湯觀腮吳棲撣帳悠億追潮碗首帥犁疾就貓材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3組成3在P點(diǎn)回吸，在L＋BC時(shí)L＋B同時(shí)消失，37P點(diǎn)是過渡點(diǎn)，因?yàn)闊o(wú)B相生成。bL+AL+CA+CC+BACBL+BTaTEEPLLp=1f=2熔體4F

[D,(C)]E[H,C+(A)]E(液相消失)[L，A＋C]LCp=2f=1LA+Cp=3f=04FD

LH

頗篩惟讀滾戎負(fù)污產(chǎn)從鞘癥光混賤掏枕鹽揍謬捌盆撰耶鄒燈鈞矛累皚忻凹材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3P點(diǎn)是過渡點(diǎn)，因?yàn)闊o(wú)B相生成。bL+AL+CA+CC+BA38化合物在低溫形成高溫分解L+AL+BA+BACBA+CC+BETaTeTd1化合物存在于某一溫度范圍內(nèi)ABA+BA+CB+CA+BEL+AL+B2四、固相中有化合物形成或分解的二元系統(tǒng)相圖翻善粱煽盧糯映杯循雄芯袋姐猜推遁靖起盟蹄膘苑粱溝求灌破麥稗蹭訃顴材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3化合物在低溫形成高溫分解L+AL+BA+BA39ABA+BA+CB+CL+AL+CL+B3升溫形成，降溫分解CC/

DD/EHOP熔體3的冷卻過程：LP+BCp=3f=0Lp=1f=2熔體3C

[C/,(B)]LBp=2f=1P[D/,開始回吸B＋(C)]P(液相消失)[D，B＋C]B+Cp=2f=1[H,B+A][O,A+B]B+A

p=2f=1BCLC→A+B拄演剎膳闊牽框鈕蔑像緞滁鑲揚(yáng)傀描佛徽磷橋柜菏惺茂矗古溺運(yùn)向銀眷叭材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3A40A、在低共熔點(diǎn)下發(fā)生TETPB％ABA＋BA＋BA＋LB＋LETabB、在低共熔點(diǎn)以上發(fā)生aCP

EA+LA+LA+BB+LLABB%特殊點(diǎn)E：低共熔點(diǎn)，f＝0，是析晶終點(diǎn)，LA＋B；P：晶型轉(zhuǎn)變點(diǎn)，f＝0，不是析晶終點(diǎn)，L＋AL＋A具有多晶轉(zhuǎn)變的二元系統(tǒng)相圖深言驅(qū)酋古冉狠獨(dú)膏塘惟顧診嗚踢比楊玄薩騙晾憚第礬桃提尺視頗如耿紛材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3A、在低共熔點(diǎn)下發(fā)生TETPB％A411B％ABA＋BA＋BA＋LB＋LETaTETPPF/FDD/CC/1/b析晶路程：Lp=1f=2熔體1C

[C/,(B)]LBp=2f=1E[D/,B＋(A)]A+B

p=2f=1[F，A＋B]

E(液相消失)[D,B＋A]A+Bp=2f=1LA+B

p=3f=0[1/，A＋B]L→A+BA→A境氯詢袒醋隕脂伎少映樟講逗欄柬勻墩硒蛾頰猩蒲投撬布篡諜傘液拐屯旨材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)31B％A4223aEA+LA+LA+BB+LLABB%DLA

p=2f=1F

[F/,(A)]F/FCPP[C,(A＋A)]E[D/，A+B]D/Lp=1f=2熔體2P[C,A]L+A

A

+Lp=3f=0A

A

E(L消失)[G，A＋B]GLA

+Bp=3f=0A+B←LLAp=2f=1氏號(hào)九惡豢墾晤龍它罰袒話臻摻盆欣祿遜殖催倒巾全攻薪予基橋釜倫己揭材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)323aEA+LA+LA+BB+LLA431、點(diǎn)E：低共熔點(diǎn)LBA＋f=0F：LG

A＋LFf=02、線GKF為液相分界線；3、帽形區(qū)GKFG為二液存在區(qū)，區(qū)域的存在與溫度有關(guān)。4、析晶路程：六、具有液相分層的二元系統(tǒng)相圖TFTEKTaGEbAA+BA+LA+LB+LL2L分相區(qū)OB％FB磨蠶壯姿乙郵脹祈牛捕應(yīng)慘慫別脫今枕頰叉槽計(jì)隅碑羚泡布釜墑紫幸懂吐材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)31、點(diǎn)E：低共熔點(diǎn)LBA＋f=044TFTEKTaGEbAA+BA+LA+LB+LL2L分相區(qū)OB％FB1兩層p=1f=2熔體1L1L1/L1L1/

L2L2/兩層p=1f=2L2L2/PG[TF，(A)]F[TF，A]LGLF+Af=0LFA

p=2f=1E[TE，A+(B)]LA

+Bp=3f=0E(L消失)[O，A＋B]

LA

+B筏默丁塢質(zhì)脹毒糜盎緝樓曙扼樸沼憐視啤刪且庸借棟亨焙孽艷贏酷只戀疑材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3TFTEKTaG45連續(xù)固溶體：化學(xué)式相似，結(jié)構(gòu)相同，離子半徑相近的物質(zhì)能夠形成。1ABCTTaTbS(AB)LL+S(AB)L+S(AB)B%ABTTaTbS(AB)LL+S(AB)B%七、形成連續(xù)固溶體的二元系統(tǒng)相圖

伴熊撾遭歲煩條省弱棉霸肌扇腮窘赤栗紋拒哉絹甫籮牢柄擻壇浪另拙飲僥材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3連續(xù)固溶體：化學(xué)式相似，結(jié)構(gòu)相同，離子半徑相近的物質(zhì)能夠形成46

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。八、形成不連續(xù)固溶體的二元相圖TAFGBCDEbaSA(B)+SB(A)SA(B)SA(B)+LL+SB(A)SB(A)L搜享倒墅柱懷焦批礙鄖燒執(zhí)媒鐘韶飼妙均淤介間崎源床氦戒賓葦曝鹼極寂材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3SA(B)表示B組分溶解到A組分中所形成的固溶體；47TAFG

BCEbaSA(B)+SB(A)SA(BSA(B)+LL+SB(A)SB(A)LD

1E[D,(SA(B))＋SB(A)]T2P

[S,(SB(A))]PST1SB(A)LLp=1f=2熔體1液態(tài)溶液LSB(A)p=2f=11/SB(A)+

SA(B)p=2f=1[1/，SA(B)+SB(A)]QNT3ILSB(A)+

SA(B)p=3f=0LSB(A)+

SA(B)SA(B)SB(A)E(L消失)[H，SA(B)＋SB(A)]H貴桃于財(cái)襲傣妝患擱毀狐咀卜拷謊虜坎牛淖晦左睜酗得唬梢唁島默羅硅椿材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3TAF48另一類：生成不連續(xù)固溶體且具有回吸點(diǎn)的二元系統(tǒng)相圖1、點(diǎn)G:低共熔點(diǎn)LSA(B)+SB(A)f=0點(diǎn)J：回吸點(diǎn)，f=0L+SA(B)SB(A)123AOPBbaFGJSA(B)+SB(A)SA(B)SA(B)+LSB(A)L+SB(A)T樹澎屎羨蜜瓤彼隙嘗案御具憊吶弟藍(lán)修貴劑蹋埂貝稠?yè)峤殿l誤垮豈紋紋民材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3另一類：生成不連續(xù)固溶體且具有回吸點(diǎn)的二元系統(tǒng)相圖1、點(diǎn)G49AOPBbaSA(B)+SB(A)SA(B)SA(B)+LL+SB(A)T3J[F,開始回吸SA(B)＋(SB(A))]FJSA(B)L+

SA(B)SB(A)p=3f=0SB(A)SB(A)p=1f=2[X

，SA(B)+SB(A)]SB(A)HXLp=1f=2熔體3J[G，SB(A)]GD

[C,(SA(B))]CDLSA(B)p=2f=1LSB(A)p=2f=1EFF(L消失)[E，SB(A)]鈣鈉鉻早箭綁贏品筆饞泊饅盒繼薔吼某扳豁咽堿蚤已焉謊究階曉兆典翹二材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3AO50L＋SB(A)SB(A)SA(B)+

SB(A)剛離開J時(shí)組成SA(B)先消失L＋SA(B)同時(shí)消失L先消失J點(diǎn):L＋SA(B)

SB(A)

312組成點(diǎn)123AOPBbaFGJSA(B)+SB(A)SA(B)SA(B)+LSB(A)L+SB(A)T攤鋸刁盞勤榷箋叉屬錠著鎳?yán)⑽渌鹗霰愣球_灣滓碩鈉便嘩彪噬滑炊磐材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3L＋SB(A)SB(A)SA(51Al2O3-SiO2系統(tǒng)相圖舞婆事且氰捻擱診莢富鈔浦夜蹭馴祭歉值準(zhǔn)漂醒囪嵌囚盟險(xiǎn)憊口羹鈉儉飼材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3Al2O3-SiO2系統(tǒng)相圖舞婆事且氰捻擱診莢富鈔浦夜蹭馴祭52分析粘土磚，其礦物組成?

石英和莫來(lái)石(A3S2),A3S2含量增加，耐火度增大，其中含Al2O3大約33％。注意：配料組成在E1F范圍內(nèi)，必須注意液相線的變化。分析生產(chǎn)硅磚中Al2O3存在降低耐火度的影響?

因?yàn)榇讼到y(tǒng)中在1595℃低共熔點(diǎn)處生成含Al2O35.5wt%的液相，E1點(diǎn)靠近SiO2,當(dāng)加入1wt％的Al2O3

，在1595℃就產(chǎn)生1：5.5=18.2％液相，與SiO2平衡的液相線從熔點(diǎn)1723℃迅速降為1595℃，因而使耐火度大大降低。

擄果襄堯抓謎堡宗吮古跨伎衣剝媳養(yǎng)硯采佰崇乳屈巷前綁汰山便陰詞恬軌材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3分析粘土磚，其礦物組成?分析生產(chǎn)硅磚中Al2O3存在降低耐火53三元凝聚系統(tǒng):

f＝C－P＋1＝4－P，當(dāng)P=1時(shí)，fmax＝3(即組成x1、x2和溫度的變化。)第四節(jié)三元系統(tǒng)相圖三坐標(biāo)的立體圖平面投影圖

相圖岡屠滓喪懲餡防擰像昨落灰事篇妮辯砰畏錘匪慣卑娜叛驚黍涌鞠捍售籽攀材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3三元凝聚系統(tǒng):第四節(jié)三元系統(tǒng)相圖三坐標(biāo)的54頂點(diǎn)：?jiǎn)卧到y(tǒng)或純組分A、B和C的組成；邊：三個(gè)二元系統(tǒng)的組成；內(nèi)部：三角形內(nèi)部的任意一點(diǎn)都表示含有A、B和C三個(gè)組分的三元系統(tǒng).應(yīng)用：1、已知組成點(diǎn)確定各物質(zhì)的含量；2、已知含量確定其組成點(diǎn)的物質(zhì)。一、三元系統(tǒng)組成的表示方法

在三元系統(tǒng)中用等邊三角形來(lái)表示組成。粒睬平雜恃贖詩(shī)追薛腿裝業(yè)闌矚侵騾蒂拖將咋番仿芍?jǐn)y溉哮鞋鹿惡諄健知材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3頂點(diǎn)：?jiǎn)卧到y(tǒng)或純組分A、B和C的組成；應(yīng)55

濃度三角形

雙線法確定三元組成顫失啃愉瘁蛤孜起罵稅嫌印短較崔灘丟監(jiān)早毋魔蝎迂晦化蜒繭夾齒憎菲撬材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3濃度三角形雙線法確定三元組成顫失啃愉瘁蛤孜起罵稅嫌印56二、三元系統(tǒng)組成中的一些關(guān)系1、等含量規(guī)則在等邊三角形中，平行于一條邊的直線上的所有各點(diǎn)均含有相等的對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)的組成。ABCMNEDFO鄭梭孵遭昌射剃粗糞耕寫夷響嗆佯努旅厄悠屢弓呂蒂轄帕托粉設(shè)毒稱嫁業(yè)材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3二、三元系統(tǒng)組成中的一些關(guān)系A(chǔ)BCMNEDFO鄭梭孵遭昌射剃57從等邊三角形的某一頂點(diǎn)向?qū)呑饕恢本€，則在線上的任一點(diǎn)表示對(duì)邊兩組分含量之比不變，而頂點(diǎn)組分的含量則隨著遠(yuǎn)離頂點(diǎn)而降低。背向規(guī)則：在三角形中任一混合物M，若從M中不斷析出某一頂點(diǎn)的成分，則剩余物質(zhì)的成分也不斷改變(相對(duì)含量不變)，改變的途徑在這個(gè)頂點(diǎn)和這個(gè)混合物的連線上，改變的方向背向頂點(diǎn)。

2、定比例規(guī)則ABCMNEDFOMABC..亂孤煞歲割歪陀共盎拖儲(chǔ)震推套雞匙環(huán)盂舊思豎幻愈佰初浚月詞橋榷農(nóng)爐材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3從等邊三角形的某一頂點(diǎn)向?qū)呑饕恢本€，則在線上的任一點(diǎn)表示583、杠桿規(guī)則在三元系統(tǒng)中，一種混合物分解為兩種物質(zhì)(或兩種物質(zhì)合成為一種混合物)時(shí)，它們的組成點(diǎn)在一條直線上，它們的重量比與其它組成點(diǎn)之間的距離成反比。ABCoMPb1bb2推導(dǎo)：GM＝GO＋GPGM×b%＝GO×b1%+GP×b2%物質(zhì)的分解和合成實(shí)際上就是物相的變化。對(duì)于三元系統(tǒng)中有混合物分解為三種物質(zhì)，或有三種物質(zhì)生成一種物質(zhì)，其重量比需用兩次杠桿規(guī)則求出。偉佬售炎人詢討株咯那衰樹凳胞惺沃卯儒判痔察撈批踏溜咽鉛騾夢(mèng)鏡球偉材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)33、杠桿規(guī)則A594、重心規(guī)則在三元系統(tǒng)中，若有三種物質(zhì)M1、M2、M3合成混合物M，則混合物M的組成點(diǎn)在連成的M1M2M3之內(nèi)，M點(diǎn)的位置稱為重心位置。當(dāng)一種物質(zhì)分解成三種物質(zhì)，則混合物組成點(diǎn)也在三物質(zhì)組成點(diǎn)所圍的三角形內(nèi)。根據(jù)杠桿規(guī)則：M1＋M2PP＋M3

MM1＋M2＋M3

MM1M2M3M.PABC斯俗侄劊丹襟沙坎聽劈薔灼述功靛頁(yè)備魏寒炒塞莢藤步吵泌誡頗還預(yù)裝紋材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)34、重心規(guī)則根據(jù)杠桿規(guī)則：M1＋M2PM1＋M2＋M3605、交叉位置規(guī)則M點(diǎn)在M1M2M3某一條邊的外側(cè)，且在另二條邊的延長(zhǎng)線范圍內(nèi)。這需要從物質(zhì)M1＋M2中取出一定量的M3才能得到混合物M，此規(guī)則稱為交叉位置規(guī)則。由杠桿規(guī)則：M1＋M2＝PM+M3＝PM1＋M2＝M＋M3M1M2M3MPABC從M1＋M2中取出M3愈多，則M點(diǎn)離M3愈遠(yuǎn)。結(jié)論樊雅垃宰涌拒吧抬銀柱垢曳似住攻溉鉻菊梧尹禍獺柳抉祁閥疙而回蹋釣今材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)35、交叉位置規(guī)則由杠桿規(guī)則：M1＋M2＝PM1＋M2＝M616、共軛位置規(guī)則在三元系統(tǒng)中，物質(zhì)組成點(diǎn)M在的一個(gè)角頂之外，這需要從物質(zhì)M3中取出一定量的混合物質(zhì)M1＋M2，才能得到新物質(zhì)M，此規(guī)則稱為共軛位置規(guī)則。由重心規(guī)則：M1＋M2＋M＝M3或：M＝M3－(M1＋M2)結(jié)論：從M3中取出M1＋M2愈多，則M點(diǎn)離M1和M2愈遠(yuǎn)。M1M2M3MABC.殆蓮伯急猖士篷墟碑燎噎概褪槐竹衙乞游姆锨蘑暗娥郎宵座饅坐亭口噎復(fù)材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)36、共軛位置規(guī)則M1M2M3MA62E2E1E3A/B/C/M/DMFD/CBAE/e3e1e2EABC三、簡(jiǎn)單三元系統(tǒng)的立體狀態(tài)圖和平面投影圖都蕪擲軌劍羽疊劊癟傀羽暫陰屯也頗響豺沖率捅噬碑益邢脾偷澆揩熄氰寨材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3E2E1E3A/B/C/M/DMFD/CBAE/e3e1e263說明：1、三棱邊：A、B、C的三個(gè)一元系統(tǒng)；2、三側(cè)面：構(gòu)成三個(gè)簡(jiǎn)單二元系統(tǒng)狀態(tài)圖，并具有相應(yīng)的二元低共熔點(diǎn)；3、二元系統(tǒng)的液相線在三元系統(tǒng)中發(fā)展為液相面，液相面代表了一種二相平衡狀態(tài)，三個(gè)液相面以上的空間為熔體的單相區(qū)；4、液相面相交成界線，界線代表了系統(tǒng)的三相平衡狀態(tài)，f＝1；5、三個(gè)液相面和三條界線在空間交于E/點(diǎn)，處于四相平衡狀態(tài)，f＝0；6、平面投影圖醚部悅暇窺衡吠儒薄事扔勺描謬漳尹瓜忠秤猩坦汝舟戴魔必池霹彝詢嶼勁材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3說明：醚部悅暇窺衡吠儒薄事扔勺描謬漳尹瓜忠秤猩坦汝舟戴魔必池64立體圖的空間曲面(液相面)投影為平面上的初晶區(qū)、、ABC立體圖與平面投影圖的關(guān)系e1E→E1E/、e2E→E2E/、e3E→E3E/;平面界線→空間界線平面點(diǎn)→空間點(diǎn)e1→

E1e2→

E2e3→E3

E→E/

春騾抹上販擅擇瑞收抿焦虞幀售訴捧淤酸鍍可劣鯉瞻阿隱每叫損匡脫愧幸材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3立體圖的空間曲面(液相面)ABC立體圖與平面投影圖的關(guān)系65

(2)冷卻過程溫度降低的方向:濃度三角形邊上的箭頭表示二元系 統(tǒng)中液相線上溫度下降的方向。(3)等溫線：在空間結(jié)構(gòu)圖的液相面上，高度不同，溫度也不同，而液相面投影到ABC上是一個(gè)沒有高低差別的平面，因而引入等溫線。相圖中一般注明等溫線的溫度。結(jié)論：三角形頂點(diǎn)溫度最高，離頂點(diǎn)愈遠(yuǎn)其表示溫度愈低。等溫線愈密，表示液相面越陡峭。綏每拂斯頂領(lǐng)謠天宗吳兜頗燥季屬叭腕凍蒜漾環(huán)痘丑卓跌年韓就琺坷饒腔材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3(2)冷卻過程溫度降低的方向:濃度三角形邊上的箭頭表66三元系統(tǒng)的等溫截面薄昌有醇徐虧不譏尹鋒徑鈍泥柏枷謹(jǐn)屬恭小鱗蟹咨淌留下冪佛皂閹碌醚準(zhǔn)材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3三元系統(tǒng)的等溫截面薄昌有醇徐虧不譏尹鋒徑鈍泥柏枷謹(jǐn)屬恭小鱗蟹67巒喊倍柜惱袁光淵弓喧搬添質(zhì)嘎哦到灌錐飯顏篡摧噪漂拍置踏魂嗡綱綁冀材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3巒喊倍柜惱袁光淵弓喧搬添質(zhì)嘎哦到灌錐飯顏篡摧噪漂拍置踏魂嗡綱68

按杠桿規(guī)則，原始配料組成、液相組成和固相組成，這三點(diǎn)任何時(shí)刻必須處于一條直線上。并可計(jì)算某一溫度下系統(tǒng)中的液相量和固相量。Lp=1f=3熔體MM

[C,(C)]LCp=2f=2D[C,C＋(B)]LA+B+Cp=4f=0E(L消失)[M，A＋B+C]E[F，B+C+(A)]7、析晶路程：LC+Bp=3f=1FMCBAEDCAB累抑剔札桓雅屁影咬攜洪譴康娩哺歐堿附軋留謬懲鉻膏皮往帛陛邊廢恫眨材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3L熔體MM[C,(C)]L69M熔體的冷卻曲線8、冷卻曲線素崇易劊慎撕爽拔絆耽內(nèi)礬獻(xiàn)汗銷圖撥烏刑妖橡籍瞄囑抒寐賓末勵(lì)趾件赤材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3M熔體的冷卻曲線8、冷卻曲線素崇易劊慎撕爽拔絆耽內(nèi)礬獻(xiàn)汗銷70析晶過程的規(guī)律性主要有：（1）無(wú)論何種情況，只要存在相平衡關(guān)系，則原始物系組成點(diǎn)、液相組成點(diǎn)和固相組成點(diǎn)三者必在同一直線上。而且物系組成也必在其他兩點(diǎn)之間，它們嚴(yán)格遵守杠桿規(guī)則。（2）液相組成和固相組成的變化是經(jīng)兩條不同的路程（曲折線），必須注意兩者各點(diǎn)間的“對(duì)應(yīng)關(guān)系”，析晶終了后成為首尾相接的曲折線。紡杠狡試莊灌護(hù)省嚷醛旅涵培膚迷孰屋摘瓶乒兵倔孫夏狐墅傀割川赤擱采材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3析晶過程的規(guī)律性主要有：紡杠狡試莊灌護(hù)省嚷醛旅涵培膚迷孰屋摘71相變相變：指在一定外界條件下，體系中發(fā)生的從一相到另一相的變化過程。狹義相變：過程前后相的化學(xué)組成不變，即不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。如：?jiǎn)卧到y(tǒng)中。晶體I晶體II廣義相變：包括過程前后相組成的變化。應(yīng)用：相變可以控制材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。相變開裂：石英質(zhì)陶瓷相變?cè)鲰g：1）氧化鋯陶瓷檬贊持良狹庇芭裸禹裳魚黎蓮姿輥埠銀糠援會(huì)琶頂鍺繡擾嚇翟抨悲庚屈蟬材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3相變相變：指在一定外界條件下，體系中發(fā)生的從一相到另72相變的分類一、按熱力學(xué)分類(P，T)一級(jí)相變和二級(jí)相變

一級(jí)相變：一般類型：晶體的熔化、升華；液體的凝固、氣化；氣體的凝聚以及晶體中的多數(shù)晶型轉(zhuǎn)變等。特點(diǎn)：有相變潛熱，并伴隨有體積改變?；槭О迪媾信滦杌腐兇叩究跀R越吃己偽拌推釬冶啤灌教死蕩憲閃勢(shì)阿卸材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3相變的分類一、按熱力學(xué)分類(P，T)73gL(凝聚、蒸發(fā))gS(凝聚、升華)LS(結(jié)晶、熔融、溶解)S1

S2(晶型轉(zhuǎn)變、有序-無(wú)序轉(zhuǎn)變)L1

L2(液體)A＋BC不穩(wěn)分相(Spinodal分相)疑腹容斡氖害宣團(tuán)居撂如蓮鉚胚忱孔管輯宵冊(cè)攤朽真燕腔蓖坡全矮賢川虜材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3gL(凝聚、蒸發(fā))疑腹容斡氖害宣團(tuán)居撂如蓮鉚胚忱孔74即：結(jié)論：無(wú)相變潛熱，無(wú)體積的不連續(xù)性，只有Cp、、的不連續(xù)。有居里點(diǎn)或點(diǎn)(二級(jí)相變的特征點(diǎn))普遍類型：一般合金有序－無(wú)序轉(zhuǎn)變、鐵磁性－順磁性轉(zhuǎn)變、超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變等。二級(jí)相變：特點(diǎn)：相變時(shí)兩相化學(xué)勢(shì)相等，其一級(jí)偏微熵也相等，而二級(jí)偏微熵不等。

側(cè)邪哨擾媽吞甄剁簡(jiǎn)察檻膀背掂焚棲謄苫贓褒塑絆犬飯鄭陡稗迎豎鄧螟夫材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3即：結(jié)論：無(wú)相變潛熱，無(wú)體積的不連續(xù)性，只有Cp、、的不75特例混合型相變：特點(diǎn)：同時(shí)具有一級(jí)相變和二級(jí)相變的特征例如：壓電陶瓷BaTiO3有居里點(diǎn)，理論上是二級(jí)相變，但是也有較小的相變潛熱。

二級(jí)相變實(shí)例番謂大演雪催猿后綁貪量去拖塞鬧苗廉任礦撣芬麗諾固斯臨福硫你棲后春材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3特例二級(jí)相變實(shí)例番謂大演雪催猿后綁貪量去拖塞鬧苗廉任礦撣芬76二、按相變機(jī)理分類成核－長(zhǎng)大型相變：由程度大，但范圍小的濃度起伏開始發(fā)生相變，并形成新相核心。如結(jié)晶釉。連續(xù)型相變(不穩(wěn)分相)：由程度小，范圍廣的濃度起伏連續(xù)長(zhǎng)大形成新相。如微晶玻璃。三、按質(zhì)點(diǎn)遷移特征分類擴(kuò)散型：相變時(shí)，形核和長(zhǎng)大都要依靠原子的長(zhǎng)距離擴(kuò)散，相界面進(jìn)行擴(kuò)散性移動(dòng)。因此，即使在形核初期相界面是共格的，但是在晶核生長(zhǎng)過程中，共格界面也會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榉枪哺窠缑?，否則會(huì)阻礙晶體生長(zhǎng)。在這類相變中，擴(kuò)散是相變的主要控制因素。多數(shù)在較高溫度下發(fā)生的相變均屬于擴(kuò)散型相變。無(wú)擴(kuò)散型：非擴(kuò)散型相變也叫做位移型相變。在相變時(shí)，新相長(zhǎng)大不是通過原子擴(kuò)散，而是通過類似于塑性變形的滑移或者孿生那樣的切變和轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行的。通過這種方式，母相中的原子有組織地、協(xié)調(diào)一致地循序轉(zhuǎn)入新相中。此時(shí)，相界面是共格的，轉(zhuǎn)變前后兩相的化學(xué)成分不變，兩相的位向關(guān)系不變，如：馬氏體轉(zhuǎn)變悄歌崎卯洼遵糟囊函汗掉湃惕總夾芯拉集資喻位抑幣針罰驚銳淬央表項(xiàng)訊材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3二、按相變機(jī)理分類悄歌崎卯洼遵糟囊函汗掉湃惕總夾芯拉集資喻位77當(dāng)母體冷卻時(shí)：堰秒棵烹毫抿丙坎諧眉點(diǎn)蘇擺汲璃爹淋湍悲款米押竟鼠鯉柏接抄著詳擦境材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3當(dāng)母體冷卻時(shí)：堰秒棵烹毫抿丙坎諧眉點(diǎn)蘇擺汲璃爹淋湍悲款米押竟78四、按成核特點(diǎn)分類均質(zhì)轉(zhuǎn)變：發(fā)生在單一均質(zhì)中。非均質(zhì)轉(zhuǎn)變：有相界面存在。五、按成分、結(jié)構(gòu)的變化分重構(gòu)式轉(zhuǎn)變位移式轉(zhuǎn)變馬氏體轉(zhuǎn)變特點(diǎn)：1）相變前后存在習(xí)性平面和晶面定向關(guān)系。2）快速?？蛇_(dá)聲速3）無(wú)擴(kuò)散4）無(wú)特定溫度：溫度段。贓蕉九贊溫渝硒貳津糾襲鞘鈉芽昆修壁圍筏讀床汛悠寓金誨塌跨出妄咆瑰材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3四、按成核特點(diǎn)分類馬氏體轉(zhuǎn)變特點(diǎn)：贓蕉九贊溫渝硒貳津糾襲鞘鈉79在等T，P下，

G＝H－TSH－TS＝0S＝H/T0G=0相變過程推動(dòng)力GT，P0(1)溫度條件G0H，S不隨T變化討論：a.若過程放熱，H<0,則T>0，即T<T0，必須過冷。b.若過程吸熱，H>0,則T<0，即T>T0，必須過熱。結(jié)論：相變推動(dòng)力可表示為過冷度(T)。剛榔浮哆線兄疑風(fēng)丈獻(xiàn)蒼撒刨廓聚萎杠察鴉嗜死線鴕河亭眼臍顛中役釬槐材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3在等T，P下，G＝H－TS80(2)相變過程的壓力和濃度條件總結(jié)：相變過程的推動(dòng)力應(yīng)為過冷度、過飽和濃度、過飽和蒸汽壓。哦水東呀刷肛荒弄蔑子為蜘涪墜疾幸宅蔬惕業(yè)秉編挽騾拒勉沁質(zhì)賀債叢靶材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3(2)相變過程的壓力和濃度條件總結(jié)：相變過程的推動(dòng)力應(yīng)81相變過程的不平衡狀態(tài)及亞穩(wěn)區(qū)ATPP/ZVOXBCDEgsL說明：陰影區(qū)為亞穩(wěn)區(qū)原因：當(dāng)發(fā)生相變時(shí)，是以微小液滴或晶粒出現(xiàn)，由于顆粒很小，因此其飽和蒸汽壓和溶解度>>平面態(tài)蒸汽壓和溶解度，在相平衡溫度下，這些微粒還未達(dá)到飽和而重新蒸發(fā)和溶解。結(jié)論a、亞穩(wěn)區(qū)具有不平衡狀態(tài)。b、在亞穩(wěn)區(qū)要產(chǎn)生新相必須過冷。c、當(dāng)加入雜質(zhì)，可在亞穩(wěn)區(qū)形成新相，此時(shí)亞穩(wěn)區(qū)縮小。羔時(shí)挑垮株抨布廄萍臟霜蘸抖凱雁賜忠樓痘姿鴻晚當(dāng)軍掛窮衫歇湍拔酶雍材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3ATPP/ZVOXBCDEgsL說明：陰影區(qū)為亞穩(wěn)區(qū)結(jié)論羔時(shí)82玻璃中的分相現(xiàn)象玻璃的分相定義：在高溫時(shí)是均勻的玻璃態(tài)物質(zhì)，冷卻至一定溫度范圍內(nèi)，有可能分解成兩種或更多種互不溶解(或部分溶解)的液相(或玻璃相)的現(xiàn)象。穩(wěn)定分相：分相線和液相線相交(或分相區(qū)在液相線上)，分相后兩相均為熱力學(xué)的穩(wěn)定相。例如：MgO-SiO2MgOSiO2亞穩(wěn)分相：分相線在液相線以下，分相后兩相均為熱力學(xué)介穩(wěn)相。(液相線常呈倒“S”形)

SiO2Na2OT1acdbTTk失性芯夯簧勵(lì)經(jīng)諜胰詠春演堂奸盒住彝鄲絹恩壕糯澤挖工掃截?zé)艄伴幇伟氩牧衔锢砘瘜W(xué)3材料物理化學(xué)3玻璃中的分相現(xiàn)象MgOSiO2亞穩(wěn)分相：分相線在液相線83三、兩種分相機(jī)理1、自由能－組成曲線分析Na2OSiO2T1acdbTacdbGT1點(diǎn)c、d節(jié)點(diǎn)，拐點(diǎn)(亞穩(wěn)分相區(qū))成核－長(zhǎng)大區(qū)不穩(wěn)分相區(qū)(旋節(jié)分相區(qū))mnnac:db:cd:Tk燎摻磚齲狐膘哇惋柔哦遇駛兼諧走躁繪蝸敘拳磊忻帕哨窿芽貞雜塢聘蝗痹材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3三、兩種分相機(jī)理Na2OSiO2T1ac842、分相時(shí)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方式(1)成核－長(zhǎng)大機(jī)理C0早期中期終期正擴(kuò)散亞穩(wěn)區(qū)內(nèi)第二相成核-生長(zhǎng)的濃度變化補(bǔ)摹葉遍睬瀉郴忘吵巍邑蜒訊廷幻搖槍技演未枝閡周鐐操定剩送例盾謾冕材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)32、分相時(shí)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方式C0早期中期終期正擴(kuò)散亞穩(wěn)區(qū)內(nèi)第二相85(2)旋節(jié)分相機(jī)理早期中期終期C0負(fù)擴(kuò)散(3)分相后玻璃的亞微結(jié)構(gòu)Na2OSiO2T1acdbT.......富Si相富Na相....富Na相富Si相蠕蟲狀連通結(jié)構(gòu)液滴狀孤立結(jié)構(gòu)不穩(wěn)分解時(shí)第二相的濃度變化祈祟濁鄧獵表嬌懦瞎粥擱秸秋羽顱帖譜織遮蜜落色醉膽嚨訊表藐廬鞏萍準(zhǔn)材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3(2)旋節(jié)分相機(jī)理早期中期終期C0負(fù)擴(kuò)散(3)分相后玻86(4)總結(jié)：分相特點(diǎn)穴虹九罕瘟瓜刀棋遂老晃棗潮遂韭帛屠擊繞胎踢裸驅(qū)矢蒲駱游傲堆什燙锨材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3(4)總結(jié)：分相特點(diǎn)穴虹九罕瘟瓜刀棋遂老晃棗潮遂韭帛屠擊繞87四、分相范圍及分相實(shí)質(zhì)1、亞穩(wěn)分相區(qū)范圍：自由能－組成曲線的各切點(diǎn)軌跡相連范圍；不穩(wěn)分相區(qū)：各曲線的拐點(diǎn)軌跡相連的范圍。Na2OSiO2T1acdbT一般規(guī)律：(1)、液相線呈倒“S”形曲線，其下必有分相區(qū)；(2)、“S”域愈明顯，分相范圍越大，分相溫度越大。駭塢蟄醇陳羨貝丟納柜鑰焊鑒惟陀礁謠裂跪鑒堪視唐賤駒屎郭涅行芒櫻旁材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3四、分相范圍及分相實(shí)質(zhì)Na2OSiO2T1a88耙錫憲肄到駱叔砌褥統(tǒng)瑩傍盼替炕蹦泉瘧衫朵恕跌瞄酣種擴(kuò)宦束念兩原吼材料物理化學(xué)3材料物理化學(xué)3耙錫憲肄到駱叔砌褥統(tǒng)瑩傍盼替炕蹦泉瘧衫朵恕跌瞄酣種擴(kuò)宦束念兩8917001650160015501500℃60708090100mol%SiO2MgCaSrBaLiNaKRb或CsLL+方石英穩(wěn)定二液區(qū)不同陽(yáng)離子的離子勢(shì)：Cs+0.61Rb+0.67K+0.75Na+1.02Li+1.28Ba2+1.40Sr2+1.57Ca2+1.89Mg2+2.56玻璃熔體中離子間相互作用強(qiáng)度與靜電鍵E的關(guān)系:E=Z1Z2e2/r1,2對(duì)于氧化物體系，鍵能格式簡(jiǎn)化為離子電勢(shì)Z/r憨粗紡漢散捏詐媽港享御澈臨暑域嫌圖逝殊幼輯梁央著距臣咎摯梆底躺塊材料物理化學(xué)3材料物