二組分固液相圖類比液氣相圖課件

第五章相平衡

(第三部分)第五章相平衡

(第三部分)第四節(jié)

二組分固液相圖

類比液氣相圖，假設(shè)液相全濃度完全互溶始終一相第四節(jié)

二組分固液相圖

類比液氣相圖，假設(shè)液相全濃（一）二組分液態(tài)混合物生成固相情況生成化合物，一個(gè)固相 晶體-晶格點(diǎn)陣-晶胞單元-空間周期性無限排列完全有序--原子晶體(不同的金屬原子)--離子晶體(不同的陽離子、陰離子)--分子晶體(不同的分子)

分散系，二個(gè)組分，二個(gè)固相（一）二組分液態(tài)混合物生成固相情況生成化合物，一個(gè)固相

固溶體(固態(tài)溶液)一個(gè)相

晶格點(diǎn)陣水平的混合但不形成完全周期性的晶胞無序通常溶質(zhì)的原子、分子或離子進(jìn)入溶劑晶格，仍保持溶劑晶格形狀

（一）二組分液態(tài)混合物生成固相情況固溶體(固態(tài)溶液)一個(gè)相（一）二組分液態(tài)混合物生成固固溶體的類型根據(jù)溶質(zhì)原子、離子或分子在溶劑晶格中所處的位置可將固溶體分為三種類型：置換固溶體：溶質(zhì)原子、離子或分子代替了一部分溶劑原子、離子或分子占據(jù)溶劑晶格某些格點(diǎn)位置而形成固溶體。間隙固溶體：溶質(zhì)原子、離子或分子嵌入溶劑格點(diǎn)之間的空間形成的固溶體缺位固溶體：晶格格點(diǎn)有些為溶質(zhì)原子、離子或分子，有些是溶劑原子、離子或分子，還有些出現(xiàn)空位。固溶體的類型根據(jù)溶質(zhì)原子、離子或分子在溶劑晶格中所處的位置完全無限互溶固溶體置換固溶體溶質(zhì)溶劑晶格結(jié)構(gòu)相同，晶格常數(shù)相差不大具有相同的原子或離子、分子構(gòu)成（相同的分子式）熔點(diǎn)相差不遠(yuǎn)(相互作用相似)和粒子大小相差不大金屬類Ag-AuAu-PtCu-Pt氧化物類MgO-NiOAl2O3-Cr2O3

融鹽類AgCl-NaCl完全無限互溶固溶體置換固溶體1.固溶體與化合物差別:沒有一個(gè)晶胞可以周期性無限排列形成晶體無序2.固溶體與分散系差別:宏觀上無論多小，都是均勻一致的分子水平、晶格點(diǎn)陣水平的均勻和一致3.生成均勻固溶體晶體:緩慢結(jié)晶、多次退火，反復(fù)結(jié)晶熔融，充分?jǐn)U散，最終形成高度混亂無序的固態(tài)溶液1.固溶體與化合物差別:（二）二組分固液相圖

p一定,f*=3-F

單相區(qū),f*=2,溫度和濃度一定范圍自由變化

兩相平衡區(qū),f*=1,溫度-濃度一定關(guān)系,

若溫度變化，濃度也隨之變化

三相共存,f*=0,溫度和濃度確定

例如：若二組分在熔融態(tài)混溶為溶液，但固態(tài)互不相溶，當(dāng)兩種晶體都結(jié)晶析出并與液相共存時(shí)，或者兩個(gè)固相一旦出現(xiàn)熔融態(tài)時(shí)：F=3,f*=0,此時(shí)溫度固定、液相濃度固定，該溫度稱為低共熔點(diǎn)(凝固點(diǎn)降低)（二）二組分固液相圖p一定,f*=3-F例如：若二組一、簡單的低共熔二元相圖及繪制1.熱分析法：將體系緩慢而均勻的冷卻或加熱如果體系沒有發(fā)生相的變化（熱容變化很小）

那么溫度隨時(shí)間的改變是均勻的如果體系有相變發(fā)生（相變熱及各相組成引起熱容變化）

這時(shí)溫度隨時(shí)間改變就會出現(xiàn)變化步冷曲線：熔融狀態(tài)緩慢冷卻溫度-時(shí)間曲線結(jié)合相律，繪制相圖一、簡單的低共熔二元相圖及繪制1.熱分析法：將體系緩慢而二組分固液相圖類比液氣相圖課件wBwB2.溶解度法（水-鹽體系）測不同溫度下溶液的濃度與相應(yīng)的固相組成

飽和溶液：固相鹽+溶液F=2,f*=1,溶液的濃度～T一定關(guān)系有冰析出時(shí)F=3,f*=0,T與濃度具有固定值非飽和溶液：降溫，冰先析出，F(xiàn)=2,f*=1

濃度升高，飽和，開始有鹽析出F=3,f*=02.溶解度法（水-鹽體系）測不同溫度下溶液的濃度與相應(yīng)的固二組分固液相圖類比液氣相圖課件3.形成穩(wěn)定化合物

A+B=AB若A:B=1:1,組分C=1

若AorB過量,

C=2過量B與A混合，由AB和未反應(yīng)的B組成，B與AB形成共熔物過量A與B混合，由AB和未反應(yīng)的A組成，A與AB形成共熔物

多種化合物，根據(jù)過量判斷成分，二元簡單低共熔相圖組合合并

3.形成穩(wěn)定化合物

A+B=AB若A:B=1:1,二組分固液相圖類比液氣相圖課件4.不穩(wěn)定化合物

生成化合物不穩(wěn)定，發(fā)生分解；分解溫度稱為異成份熔點(diǎn)，或轉(zhuǎn)熔溫度；該化合物只在低于該溫度時(shí)存在。Na+l(2)(1)(3)4.不穩(wěn)定化合物Na+l(2)(1)(3)5.固相發(fā)生變化或晶型發(fā)生轉(zhuǎn)變的相圖5.固相發(fā)生變化或晶型發(fā)生轉(zhuǎn)變的相圖二、固液都是完全互溶的相圖

區(qū)域熔煉類似精餾二、固液都是完全互溶的相圖

區(qū)域熔煉二組分固液相圖類比液氣相圖課件三、固相部分互溶三、固相部分互溶三、固相部分互溶三、固相部分互溶第五節(jié)三組分系統(tǒng)相圖f=5-F,T,p一定,

f**=3-

F，F(xiàn)=1，f**=2,F=2，f**=1，F(xiàn)=3，f**=0一.等邊三角形坐標(biāo)表示法頂點(diǎn)，純ABC邊，AB

BCAC二組分內(nèi)部一點(diǎn)代表三組分體系逆時(shí)針方向點(diǎn)與濃度(wA,

wB,wc)一一對應(yīng)wA+wB+wc=1(w表示質(zhì)量分?jǐn)?shù))1.等含量規(guī)則平行于三角形某一邊的直線上所有的點(diǎn)，含有該邊所對頂角組分的濃度都相同。第五節(jié)三組分系統(tǒng)相圖f=5-F,T,等比例規(guī)則 由某一頂角向?qū)呑髦本€，該直線上的點(diǎn)所含另外兩個(gè)頂角組分的濃度比例相同。GH等比例規(guī)則GH3.杠桿規(guī)則

兩個(gè)三組分系統(tǒng)M、N混合，新系統(tǒng)的點(diǎn)O在MN之間連線上，且滿足mM·|MO|=mN·|NO|重心規(guī)則：多個(gè)系統(tǒng)混合3.杠桿規(guī)則重心規(guī)則：多個(gè)系統(tǒng)混合背向規(guī)則一個(gè)三組分液相系統(tǒng)S,A結(jié)晶析出，則所余液相組成在AS延長線上，B與C的濃度比例保持不變，到b點(diǎn)，所析出A晶體質(zhì)量mA與剩余溶液質(zhì)量mb之比背向規(guī)則二、部分互溶三液系二、部分互溶三液系二、部分互溶三液系二、部分互溶三液系二、部分互溶三液系二、部分互溶三液系三、簡單水鹽系統(tǒng)三、簡單水鹽系統(tǒng)四、簡單低共熔三組分系統(tǒng)四、簡單低共熔三組分系統(tǒng)第五章相平衡

(第三部分)第五章相平衡

(第三部分)第四節(jié)

二組分固液相圖

類比液氣相圖，假設(shè)液相全濃度完全互溶始終一相第四節(jié)

二組分固液相圖

類比液氣相圖，假設(shè)液相全濃（一）二組分液態(tài)混合物生成固相情況生成化合物，一個(gè)固相 晶體-晶格點(diǎn)陣-晶胞單元-空間周期性無限排列完全有序--原子晶體(不同的金屬原子)--離子晶體(不同的陽離子、陰離子)--分子晶體(不同的分子)

分散系，二個(gè)組分，二個(gè)固相（一）二組分液態(tài)混合物生成固相情況生成化合物，一個(gè)固相

固溶體(固態(tài)溶液)一個(gè)相

晶格點(diǎn)陣水平的混合但不形成完全周期性的晶胞無序通常溶質(zhì)的原子、分子或離子進(jìn)入溶劑晶格，仍保持溶劑晶格形狀

（一）二組分液態(tài)混合物生成固相情況固溶體(固態(tài)溶液)一個(gè)相（一）二組分液態(tài)混合物生成固固溶體的類型根據(jù)溶質(zhì)原子、離子或分子在溶劑晶格中所處的位置可將固溶體分為三種類型：置換固溶體：溶質(zhì)原子、離子或分子代替了一部分溶劑原子、離子或分子占據(jù)溶劑晶格某些格點(diǎn)位置而形成固溶體。間隙固溶體：溶質(zhì)原子、離子或分子嵌入溶劑格點(diǎn)之間的空間形成的固溶體缺位固溶體：晶格格點(diǎn)有些為溶質(zhì)原子、離子或分子，有些是溶劑原子、離子或分子，還有些出現(xiàn)空位。固溶體的類型根據(jù)溶質(zhì)原子、離子或分子在溶劑晶格中所處的位置完全無限互溶固溶體置換固溶體溶質(zhì)溶劑晶格結(jié)構(gòu)相同，晶格常數(shù)相差不大具有相同的原子或離子、分子構(gòu)成（相同的分子式）熔點(diǎn)相差不遠(yuǎn)(相互作用相似)和粒子大小相差不大金屬類Ag-AuAu-PtCu-Pt氧化物類MgO-NiOAl2O3-Cr2O3

融鹽類AgCl-NaCl完全無限互溶固溶體置換固溶體1.固溶體與化合物差別:沒有一個(gè)晶胞可以周期性無限排列形成晶體無序2.固溶體與分散系差別:宏觀上無論多小，都是均勻一致的分子水平、晶格點(diǎn)陣水平的均勻和一致3.生成均勻固溶體晶體:緩慢結(jié)晶、多次退火，反復(fù)結(jié)晶熔融，充分?jǐn)U散，最終形成高度混亂無序的固態(tài)溶液1.固溶體與化合物差別:（二）二組分固液相圖

p一定,f*=3-F

單相區(qū),f*=2,溫度和濃度一定范圍自由變化

兩相平衡區(qū),f*=1,溫度-濃度一定關(guān)系,

若溫度變化，濃度也隨之變化

三相共存,f*=0,溫度和濃度確定

例如：若二組分在熔融態(tài)混溶為溶液，但固態(tài)互不相溶，當(dāng)兩種晶體都結(jié)晶析出并與液相共存時(shí)，或者兩個(gè)固相一旦出現(xiàn)熔融態(tài)時(shí)：F=3,f*=0,此時(shí)溫度固定、液相濃度固定，該溫度稱為低共熔點(diǎn)(凝固點(diǎn)降低)（二）二組分固液相圖p一定,f*=3-F例如：若二組一、簡單的低共熔二元相圖及繪制1.熱分析法：將體系緩慢而均勻的冷卻或加熱如果體系沒有發(fā)生相的變化（熱容變化很?。?/p>

那么溫度隨時(shí)間的改變是均勻的如果體系有相變發(fā)生（相變熱及各相組成引起熱容變化）

這時(shí)溫度隨時(shí)間改變就會出現(xiàn)變化步冷曲線：熔融狀態(tài)緩慢冷卻溫度-時(shí)間曲線結(jié)合相律，繪制相圖一、簡單的低共熔二元相圖及繪制1.熱分析法：將體系緩慢而二組分固液相圖類比液氣相圖課件wBwB2.溶解度法（水-鹽體系）測不同溫度下溶液的濃度與相應(yīng)的固相組成

飽和溶液：固相鹽+溶液F=2,f*=1,溶液的濃度～T一定關(guān)系有冰析出時(shí)F=3,f*=0,T與濃度具有固定值非飽和溶液：降溫，冰先析出，F(xiàn)=2,f*=1

濃度升高，飽和，開始有鹽析出F=3,f*=02.溶解度法（水-鹽體系）測不同溫度下溶液的濃度與相應(yīng)的固二組分固液相圖類比液氣相圖課件3.形成穩(wěn)定化合物

A+B=AB若A:B=1:1,組分C=1

若AorB過量,

C=2過量B與A混合，由AB和未反應(yīng)的B組成，B與AB形成共熔物過量A與B混合，由AB和未反應(yīng)的A組成，A與AB形成共熔物

多種化合物，根據(jù)過量判斷成分，二元簡單低共熔相圖組合合并

3.形成穩(wěn)定化合物

A+B=AB若A:B=1:1,二組分固液相圖類比液氣相圖課件4.不穩(wěn)定化合物

生成化合物不穩(wěn)定，發(fā)生分解；分解溫度稱為異成份熔點(diǎn)，或轉(zhuǎn)熔溫度；該化合物只在低于該溫度時(shí)存在。Na+l(2)(1)(3)4.不穩(wěn)定化合物Na+l(2)(1)(3)5.固相發(fā)生變化或晶型發(fā)生轉(zhuǎn)變的相圖5.固相發(fā)生變化或晶型發(fā)生轉(zhuǎn)變的相圖二、固液都是完全互溶的相圖

區(qū)域熔煉類似精餾二、固液都是完全互溶的相圖

區(qū)域熔煉二組分固液相圖類比液氣相圖課件三、固相部分互溶三、固相部分互溶三、固相部分互溶三、固相部分互溶第五節(jié)三組分系統(tǒng)相圖f=5-F,T,p一定,

f**=3-

F，F(xiàn)=1，f**