相平衡与相图-homework.ppt

* 三元固液异组成（不一致熔融三元）化合物，双升点型，无变量点P处在交叉位， 发生转熔反应： L+A?B+D * 三元固液异组成（不一致熔融三元）化合物，无变量点R处在共轭位，双降点型，发生转熔反应是两个晶相回熔与液相反应 生成另一晶相， 如: L+A+B?D * P320表6.7 注意：多晶转变点无相应的副三角形 * 3、界线 （1）共熔线：过界线上任意点做切线，其切线与相应组成点的连线的交点在两组成点之间，则此界线为共熔线，共熔反应： L?V1+V2 （2）转熔线：过界线上任意点做切线，其切线与相应组成点的连线的交点在两组成点延长线上，则 此界线为转熔线。转熔反应：L+V2?V1 或 L+V1?V2 （3）多晶转变线：Aα?Aβ （形式与等温线相同） 4、面：表示初晶区：如 A S * 5、相图分析步骤与方法： 二元、三元、一致熔融、 不一致熔融、多晶转变 无变点→副△数≤无变点数 连线规则 切线规则 共熔/单转熔/双转熔 杠杠规则、定比例规则、背向规则 单/双箭头→共熔/转熔 牢记：析晶过程中，固相、液相和组成点在任何时刻都位于一条线上。 双升点 双降点 （及其过渡点） * 例： 材料科学基础（Fundamentals of Materials Science） * Ch6 相平衡与相图 （P368 习题） * 6.3．固体硫有两种晶型(单斜硫、斜方硫)，因此硫系统可能有四个相，如果某人实验得到这四个相平衡共存，试判断这个实验有无问题。 解：有问题，根据相律，F=C-P+2=1-P+2=3-P，系统平衡时，F=0 ，则P=3 ，硫系统只能是三相平衡系统。 （略） * 6.6根据Al2O3—SiO2 系统相图说明： (1) 铝硅质耐火材料，硅砖 ( 含 SiO298 ％ ) 、粘土砖 ( 含 Al2O3 35 ~50 ％) 、高铝砖 ( 含 Al2O3 60 ~90 ％ ) 、刚玉砖 ( 含 Al2O390 ％ ) 内，各有哪些主要的晶相。 (2) 为了保持较高的耐火度，在生产硅砖时应注意什么 ? (3) 若耐火材料出现 40 ％液相便软化不能使用，试计算含 40(mol) Al2O3的粘土砖的最高使用温度。 解：（1）硅砖(含 SiO2 98%) 主要晶相：鳞石英、方石英。 粘土砖(含Al2O335 ～ 50%) 主要晶相： 莫来石、方石英、鳞石英。 高铝砖(含 Al2O3 60 ～ 90%) 主要晶相：60%~72%为莫来石； 72%~90%为刚玉和莫来石。 刚玉砖（含 Al2O3 90%) 主要晶相：刚玉和莫来石。 （2）为了保持硅砖的耐火度，要严格防止原料中混入 Al2O3 。 SiO2 熔点为 1723 ℃ ，SiO2 液相线很陡，加入少量的 Al2O3 后，硅砖中会产生大量的液相， SiO2 的熔点剧烈下降。如加入 1wt% Al2O3 ，在低共熔点(1595 ℃)时产生的液相量为 1/5.5=18.2% ，会使硅砖的耐火度大大下降。 * o b a （3）在一般硅酸盐材料中，A3S2多以不一致熔融状态存在，Al2O3-SiO2相图如上图所示。 当Al2O3含量为40mol%时，该组成在1587℃左右开始出现液相。当液相含量为40%时，根据杠杆规则，液相占总组成为ob/ab=40%，而ob=20%，则a点对应组成为10mol%处，对应温度约为1700 ℃。 因此，该耐火材料最高使用温度约为1700 ℃。 Al2O3-SiO2相图 * 6.17 三元系统投影图中的等温线从高温到低温的次序是t6t5t4t3t2t1 回答： (1) 三个组分A、B、C熔点的高低次序是怎样排列的。 (2) 各液相面下降的陡势如何?那一个最陡?那一个最平坦? (3) 指出组成为65％A，15％B，20％C的系统的相组成点，此系统在什么温度下开始结晶? 结晶过程怎样?（表明液、固相组成点的变化及结晶过程各阶段中发生的变化过程）。(4) 计算第一次析晶过程析出晶相的百分数是多少?第二次析晶过程结束时，系统的相组成如何?结晶结束时系统的相组成又如何? 解：(1) 高→低：?B→C→A ???? (2) B最陡，C次之， A 最平坦； ????? (3)