第二章相图基础 冶金反应多发生在不同的相组成的复杂体系中,对这种复杂体系的分子与研究需借助 于相平衡、相律和相图的基础知识 2.1相律初步 相律中的几个基本概念 相个相是指体系中性质和成份均匀一致的一部分物质。体系中具有同一性质,但彼 此分开的均匀部分,仍然被认为是相同的相。随温度和成份的变化,一个相可能转化为另 个相。 组元任一给定的体系中所包含的一系列不同的元素或稳定的化合物称为组元或组分。可 独立变化而不影响体系其它性质的组元称为独立组元 自由度为了完全确定体系所必须的独立变量数称为自由度数。换句话说,所谓自由度 是指在不改变体系中相的数目的条件下,可在一定范围内独立改变的影响系统状态的内部 和外部因素(如温度、压力、成份等)的数目,即每一给自由度对应一个变量(影响系 态的因素),且与其它变量无关,在改变其数值时不改变体系中存在的相的数目
第二章 相图基础 冶金反应多发生在不同的相组成的复杂体系中，对这种复杂体系的分子与研究需借助 于相平衡、相律和相图的基础知识。 2．1 相律初步 一、 相律中的几个基本概念 相 一个相是指体系中性质和成份均匀一致的一部分物质。体系中具有同一性质，但彼 此分开的均匀部分，仍然被认为是相同的相。随温度和成份的变化，一个相可能转化为另 一个相。 组元 任一给定的体系中所包含的一系列不同的元素或稳定的化合物称为组元或组分。可 独立变化而不影响体系其它性质的组元称为独立组元。 自由度 为了完全确定体系所必须的独立变量数称为自由度数。换句话说，所谓自由度数 是指在不改变体系中相的数目的条件下，可在一定范围内独立改变的影响系统状态的内部 和外部因素（如温度、压力、成份等）的数目，即每一给自由度对应一个变量（影响系统 状态的因素），且与其它变量无关，在改变其数值时不改变体系中存在的相的数目
相律 相律是体系平衡条件的数学表示式它表示了一个体系中自由度、组元数和相数之间的 关系。 设体系有C个独立组元,有P个相,则体系的自由度数F可表示为 F=C-P+2 其中2是体系的压力和温度两个因素 对冶金过程而言,由于所研究的体系一般都是由凝聚相组成的,压力的影响很小,所 以相律可表示为 F=C-P+1 相律只适合平衡过程。对非平衡过程,可能会出现与相律不符的情况
一、 相律 相律是体系平衡条件的数学表示式它表示了一个体系中自由度、组元数和相数之间的 关系。 设体系有 C 个独立组元，有 P 个相，则体系的自由度数 F 可表示为 F=C-P+2 其中 2 是体系的压力和温度两个因素。 对冶金过程而言，由于所研究的体系一般都是由凝聚相组成的，压力的影响很小，所 以相律可表示为 F=C-P+1 相律只适合平衡过程。对非平衡过程，可能会出现与相律不符的情况
2.2二元相图 相图是用图解的方法表示体系中成份、温度与存在相的关系,指出温度和成份变化时, 在体系中出现的相的变化。和相律一样,相图表示的是平衡时的体系状态。在许多实际情 况下,没有足够的时间完成平衡过程,会使体系偏离平衡状态,但其相变趋势等是-致的 如过程进行的很慢,可以近似按平衡相图分析。 复杂相图可看成是简单平衡相图组成的
2．2 二元相图 相图是用图解的方法表示体系中成份、温度与存在相的关系，指出温度和成份变化时， 在体系中出现的相的变化。和相律一样，相图表示的是平衡时的体系状态。在许多实际情 况下，没有足够的时间完成平衡过程，会使体系偏离平衡状态，但其相变趋势等是一致的。 如过程进行的很慢，可以近似按平衡相图分析。 复杂相图可看成是简单平衡相图组成的
Li+acr 2200 L+C 2130 2065 aCS+C L1 acrS+Ci as CS, +3 CIS+C Litas L1+a方英 l400 1455 1250 acs a鳞石英+acs Cr 1210 CrS+C Cr 鳞石英+BcS 870 C a石英+pCS 575 yC,S+C CI B石英+BCS ' s cs Caz
从冷却过程看,相变反应可分为两种基本类型 (1)分解类型 共晶反应:由液相分解为两个固相。固相可能是纯组元,也可能是固溶体或化合物。 共析反应:由固溶体或固体化合物分解成两个固相的反应。 单晶反应:即由一液相分解成一个固相和另一组成的液相。 (2)化合类型 包晶反应:即液相与固相化合成为另一固相 包析反应:由两个固相化合成另一固相
从冷却过程看，相变反应可分为两种基本类型： （1） 分解类型 共晶反应：由液相分解为两个固相。固相可能是纯组元，也可能是固溶体或化合物。 共析反应：由固溶体或固体化合物分解成两个固相的反应。 单晶反应：即由一液相分解成一个固相和另一组成的液相。 （2） 化合类型 包晶反应：即液相与固相化合成为另一固相； 包析反应：由两个固相化合成另一固相