无机材料物理化学相图ppt课件.ppt

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1、材料物理化学——第七章凝聚系统相平衡－II材料科学与工程学院杨为中二元系统相图是系统内二种组分之间相互作用的性质决定。三元系统内三种组分之间，相互作用的本质也与二元系统类似。但由于组分增加，情况更为复杂。2021/8/32Na2O-CaO-SiO2玻璃、玻璃纤维MgO-Al2O3-SiO2耐火材料、高频瓷料三元合金体系2021/8/33§7－4三元系统相图一、三元系统相图表示法三元相图由三个独立组元构成，表示法与二元系统有较大异同F＝C－P＋1＝4－P【思考】最大相数和最大自由度数为多少？PMAX＝4，FMAX＝3（T、2个浓度

2、）2021/8/341、三角座标：三元系统组成的表示在组成表示中，用等边三角形座标系，三个顶点代表三个组分，故又称为浓度三角形2021/8/35浓度三角形2021/8/362、浓度三角形的几个重要定则(1)截线规则：以组分对边平行线在组分座标上的截距表示该组分的浓度(组分座标按逆时针增加法确定)ABxB%C%CA%B%A%C%2021/8/37(2)双线规则:过组成点作任意两条平行于三角形两边的直线与第三边相交，并将第三边分为三段，此三段长度与组分对应含量成正比(中段为对角组分，边沿为不相邻组分)ABCMA%B%C%组成点越靠近某

3、角顶，该角顶组分含量越高2021/8/38(3)等含量规则在三角形中，平行于底边的直线上的所有的点都含有等量的对应顶点组元ACBC%B%A%C含量不变，变化的只是A，B含量2021/8/39上述规则对于不等边三角形同样适用(4)定比例规则在浓度三角形中，顶点与对应边上任意一点的联线上所有点，表明其余两个顶点组元的含量比例保持一定2021/8/310(5)背向性规则如果物质M中析出纯组元C，那么组成点M将沿MC连线并背离顶点C的方向移动ACBM2021/8/311(6)杠杆规则：同样适用于三元系统相平衡(仅适用于两相平衡共存时)三元

4、系统中的杠杆规则包括以下含义：2021/8/312两相合成一新相时，新相组成点必在原来两相组成点连线上新相组成点与原来两相组成点的距离和两相的量成反比由一相分解为两相时，新两相的组成点必分布于原来相点的两侧，且三点必成一直线m克M，n克N，合成（m＋n）克OMNOABCmn2021/8/313(7)重心规则：处理四相平衡三种旧物质(M1、M2、M3)合为一种新物质M时，新物质的组成点在三个旧物质组成点所围成的三角形的物理重心位置上ABCM1M3M2M重心位置M1＋M2＋M3→M2021/8/314(8)交叉位置关系新组成点与某一物

5、质组成点联线若与另两物质组成点联线相交，则称新物质与与该物质成交叉位置关系M1M2M3M2021/8/3159)交叉位置规则三种旧物质合为一种新物质，且新物质组成点在三角形M1M2M3之外并与M3成交叉位置关系时，在M生成的同时必须从M1＋M2中取出相当数量的M3，即M与M3同时生成ABCM1M3M2M交叉位置M1＋M2→M+M3M1＋M2－M3→M2021/8/3162021/8/317(10)共轭位置关系新组成点与某一物质组成点联线的延长线若与另两物质组成点联线相交，则称新物质与与该物质成共轭位置关系M1M2M3M(11)共轭

6、位置规则三种旧物质合为一种新物质，且新物质的组成点在三角形M1M2M3之外,并与M1成共轭位置关系时，在M生成的同时必须从M1中取出相当数量的M2＋M3ABCM1M3M2M共轭位置M＋M2＋M3→M1M1在重心位置！M1-M3-M2→M2021/8/318故：三元系统中最大平衡相数为4，4个平衡相相点的相对位置可能有三种配置关系：ABCM1M3M2MABCM1M3M2MABCM1M3M2MM＋M2＋M3→M1M1＋M2－M3→MM1＋M2→M+M3M1＋M2＋M3→MM1-M3-M2→M2021/8/3193、三元系统相图的三维模

7、型F＝C－P＋1＝4－PPMAX＝4，FMAX＝3三元系统相图为空间的三维图形采用三角柱座标，三角形为组成，柱高为温度(温度座标垂直于浓度三角形)2021/8/320等温截面液相面等温线边界线初相区投影地图—等高线低共熔点温度降低方向三元立体相图2021/8/321三元立体相图－三方棱柱体以浓度三角形为底，以垂直于浓度三角形平面的纵坐标表示温度三条棱边：一元系统三个侧面：简单二元系统三元低共熔点：四相平衡；由三个液相面以及三条由液相面相交形成的界线构成2021/8/322三元立体相图举例2021/8/3234、投影图将三维模型沿T

8、轴投影到平面上而得到三元系统相图的平面图(1)三角形座标表示组元浓度(2)温度座标用等温线标出(3)平衡共存相边界(边界曲线)用粗实线标出(4)边界曲线将三角形划分为若干个小区域，称为初相区(亦称为初晶面区或液相面区)2021/8/324(5)为了