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(wú)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(yáng)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(wú)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(wú)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(wú)限互溶固溶體置換固溶體1.固溶體與化合物差別:沒(méi)有一個(gè)晶胞可以周期性無(wú)限排列形成晶體無(wú)序2.固溶體與分散系差別:宏觀上無(wú)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(wú)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(jiǎn)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(méi)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(huì)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(jiǎn)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(cè)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(kāi)始有鹽析出F=3,f*=02.溶解度法（水-鹽體系）測(cè)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(guò)量,

C=2過(guò)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(guò)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(guò)量判斷成分，二元簡(jiǎn)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?lè)较螯c(diǎn)與濃度(wA,

wB,wc)一一對(duì)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(duì)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(zhǎng)線上，