一.二元系统相律由:F=C-P+n其中:C=2,n=1(凝聚系统,压力忽略)..F=3-PFmax=2,P=1(温度、浓度)F=1 , P=2F=0 , P=3二.二元相图基本类型1.具有低共熔点的简单二元相图(1)相图制作方法相变过程中,物质结构发生根本变化,故系统能量变化和物理化学性质变化。利用这一点可测出相变温度。L+Bi(s)L+Cd(s硅酸盐系统相平衡研究法有Bi(s)+Cd(s)两种:动态法和静态法冷却曲线Bi-Cd系统的相图A动态法:实验观察加热或冷却过程的热效应,从而确定系统状态。a、热分析法原理:系统均匀加热或冷却-无相变-曲线光滑-当有相变-温度变化不均匀-伴随热效应-温度转折-无相变温度变化恢复正常-冷却曲线-连接转折点-二元系统相同。缺点:不准确,一些反应热效应不明显以Bi-Cd为例:Cd质量百分数:a,0%;b,20%;c,40%;d,75%;e,100%b、差热分析法优点:准确记录加热过程物质脱水分解,相变氧化还原,升华,熔化等现象。影响因素,升温速度,控制适当,否则易使反应峰或反应谷消失,影响准确性。C、溶解度法适用于水-盐系统的相图。(2)静态法系统在一定温度及压力下达到确定平衡,然后将试样足够快地淬冷至室温则保持高温下平衡状态,进而显微镜下X射线结构分析,确定其相组成及各相变温度
一. 二元系统相律 由:F=C-P+n 其中:C=2,n=1(凝聚系统,压力忽略) ∴F=3-P Fmax=2,P=1(温度、浓度) F=1,P=2 F=0,P=3 二.二元相图基本类型 1.具有低共熔点的简单二元相图 (1) 相图制作方法 相变过程中,物质结构发 生根本变化,故系统能量变化 和物理化学性质变化。利用这 一点可测出相变温度。 硅酸盐系统相平衡研究法有 两种:动态法和静态法 A 动态法:实验观察加热或冷 却过程的热效应,从而确定系统状态。 a、热分析法 原理:系统均匀加热或冷却-无相变-曲线光滑-当有相变-温度变化不均匀-伴随热 效应-温度转折-无相变温度变化恢复正常-冷却曲线-连接转折点-二元系统相同。 缺点:不准确,一些反应热效应不明显 以 Bi-Cd 为例: Cd 质量百分数:a,0%;b,20%;c,40%;d,75%;e,100% b、差热分析法 优点:准确记录加热过程物质脱水分解,相变氧化还原,升华,熔化等现象。 影响因素,升温速度,控制适当,否则易使反应峰或反应谷消失,影响准确性。 c、溶解度法 适用于水-盐系统的相图。 (2)静态法 系统在一定温度及压力下达到确定平衡,然后将试样足够快地淬冷至室温, 则保持高温下平衡状态,进而显微镜下 X 射线结构分析,确定其相组成及各相 变温度。 a b c d e 冷却曲线 Bi-Cd系统的相图 Bi(s)+Cd(s) L+Bi(s) L+Cd(s) L a b c d e 冷却曲线 Bi-Cd系统的相图 Bi(s)+Cd(s) L+Bi(s) L+Cd(s) L
特点:准确性高,超过动态法,但其工作量大,一个相图需几干次实验B相图分析具有一个低共熔点的二元系统,系统由两组分构成,液态是全互溶,固态完全不互溶,由三个特殊点(TA,TB,E)三条线(TAE,TE,2'EW),四个区(L,L+A,L+B,A+B)掌握此图的关键是理解两条液相线和低共熔点E的性质。液相线实质上是一条饱和曲线(或称熔度曲线,类似水二元系统的溶解度曲线。)T.IN析晶过程分析:液相组成 : N---------E--- --E62bA固相组成:1' --****--2°--相平衡关系:LL=A LE=A+B A=B0211自由度:2INB%Donle)AB杠杆规则指定状态下,计算达平衡时各相数量间的关系,设由物质A和B组成原始混合物,如图:M点,在一定温度下,此混合物分为两相,两相组成分别MI,M2,对于M,若B含量为b,质量G;对于Mi,若B为bl,质量Gi;对于M2,若B为b2,质量G2。则 G=G1+G2即:Gb%=Gib1%+G2b2%(G1+G2)b=G1b1+G2b2设Gib-Gib1=G2b2-G2bGi(b- b1)=G2(b2-b)G1/G2=(b2-b)/ (b- b1)由图中b2-b=MM2,b-bi=MiM..G1/G2=MM2/MiM两个新相在整个系统中的百分含量计算Gi/G=MM2/MiM2G/G2=MM2/MiM关系式为杠杆规则:M支点,MiM2一两个力点杠杆规则,当一个旧相分为两个新相时,新相的量与其相应的臂长成反比,即某新相愈多,其相应臂长愈短。2.具有一致熔二元化合物的二元相图
特点:准确性高,超过动态法,但其工作量大,一个相图需几千次实验 B 相图分析 具有一个低共熔点的二元系统,系统由两组分构成,液态是全互溶,固态完 全不互溶,由三个特殊点(TA,TB,E)三条线(TAE,TE,2’EW),四个区(L, L+A,L+B,A+B) 掌握此图的关键是理解两条液相线和低共熔点 E 的性质。液相线实质上是一 条饱和曲线(或称熔度曲线,类似水二元系统的溶解度曲线。) 析晶过程分析: 液相组成:N-1-E- -E 固相组成: 1’-2’-2-3 相平衡关系:L L=A LE=A+B A=B 自由度: 2 1 0 1 杠杆规则 指定状态下,计算达平衡时各相数量间的关系,设由物质 A 和 B 组成原始混 合物,如图:M 点,在一定温度下,此混合物分为两相,两相组成分别 M1, M2,对于 M,若 B 含量为 b,质量 G;对于 M1,若 B 为 b1,质量 G1;对于 M2,若 B 为 b2,质量 G2。 则 G=G1+G2 即:Gb%=G1b1%+G2b2% (G1+G2)b=G1b1+G2b2 设 G1b- G1b1=G2b2-G2b G1(b- b1)= G2(b2-b) G1/ G2=(b2-b)/ (b- b1) 由图中 b2-b=MM2, b- b1=M1M ∴G1/ G2= MM2/ M1M 两个新相在整个系统中的百分含量计算 G1/ G2= MM2/ M1M G1/ G= MM2/ M1M2 关系式为杠杆规则:M 支点,M1M2 一两个力点杠杆规则,当一个旧相分为 两个新相时,新相的量与其相应的臂长成反比,即某新相愈多,其相应臂长 愈短。 2.具有一致熔二元化合物的二元相图