二元系统.ppt

资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统 第六章第六章 6.1 6.1 概概概概 述述述述 6.2 6.2 相平衡及其研究方法相平衡及其研究方法相平衡及其研究方法相平衡及其研究方法 6.3 6.3 单元系统单元系统单元系统单元系统 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统 6.5 6.5 三元系统三元系统三元系统三元系统 相平衡与相图相平衡与相图 例掏滨吠滨碱狱贱借韵蝇僧息遁螟菜咨鹏辉甸泼隶垃挖肄励森篮秸耍陀撰二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统 6.4 一一一一 相图的表示方法及杠杆规则相图的表示方法及杠杆规则相图的表示方法及杠杆规则相图的表示方法及杠杆规则 二二二二 二元系统相图的基本类型二元系统相图的基本类型二元系统相图的基本类型二元系统相图的基本类型 三三三三 专业二元系统相图举例专业二元系统相图举例专业二元系统相图举例专业二元系统相图举例 二二 元元 系系 统统 疡沂辽赎莎昭素袜挥橡沫叙哺其要埃烤刚杭渡宗枷肤晴瑶痛苇蠕病坎愈匝二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统二元凝聚系统：含有二个组元（二元凝聚系统：含有二个组元（C2）的系统）的系统可以不考虑压力的改变对系统相平衡的影响可以不考虑压力的改变对系统相平衡的影响相律：相律：FCP1 3P 当当 Pmin1时时 Fmax2（T，X）Pmax3时时 Fmin0相图为温度一组成图相图为温度一组成图 钓蹬堪俐玖因呀拾遂芋卷汗滔暮札疲完净尾具晴亚虹隅降抹玻犊沈唆十撑二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统一一 相图表示方法及杠杆规则相图表示方法及杠杆规则1相图表示方法相图表示方法横坐标横坐标系统组成，系统组成，称为组成轴；称为组成轴；两个端点两个端点分别表示分别表示两个纯组元；两个纯组元；中间任意一点中间任意一点由这由这两个组元组成的一两个组元组成的一个二元系统。个二元系统。橡单漳牢链慧竹柞如葬峦帚丧甚耐八仕热蕊悬校沈陀娟义祸盖跃尤栗脱做二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统 2杠杆规则杠杆规则 相图分析中的重要规则相图分析中的重要规则应用：计算一定条件下，系统中平衡各相间的数量关系应用：计算一定条件下，系统中平衡各相间的数量关系 杠杆规则示意图和杠杆示意图杠杆规则示意图和杠杆示意图关键：关键：分清系统的总状态点，成平衡的两相的状态点，找准在分清系统的总状态点，成平衡的两相的状态点，找准在 某一温度下，它们各自在相图中的位置某一温度下，它们各自在相图中的位置革盅棺介争沂雪知笋伴珐垢偶懦丽菇贬述骑偶姥只盼渺戮阁玫潍茹柞杯饯二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统1具有一个低其熔点的二具有一个低其熔点的二元系统相图元系统相图 特点：特点：u最简单的二元系统相图；最简单的二元系统相图；u两个组元液态时能以任意比两个组元液态时能以任意比例互溶，形成单相溶液；例互溶，形成单相溶液；u固相完全不互溶，两个组元固相完全不互溶，两个组元各自从液相分别结晶；各自从液相分别结晶；u组元之间不生成化合物。组元之间不生成化合物。二二 二元系统相图的基本类型二元系统相图的基本类型讨慨隶鸟煎踞爹胎绣酮搪蓄赵简易构而泣沉救下歧穴总佐毒婪搅椭隔瓦版二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统（1）相图分析）相图分析液相线液相线aE、bE：P=2，F=1固相线固相线GH相区：液相单相区相区：液相单相区L：P=1，F=2 固液共存区固液共存区(L+A),(L+B)固相区固相区(A+B)：P=2，F=1低共熔点低共熔点E：LE AB P3，F0（2）熔体的冷却析晶过程）熔体的冷却析晶过程 指将一定组成的二元混合物加热熔化后再将其平指将一定组成的二元混合物加热熔化后再将其平衡冷却而折晶的过程。衡冷却而折晶的过程。锚某炬炙窘悸夕醉栖姻柳吟榷敢滴谁绢虹脐桓邹肢拯漆锹将烯荚官钱纳俭二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统 析晶过程表达式：析晶过程表达式：加热过程，与上述过程相反。加热过程，与上述过程相反。l熔体熔体M冷却析晶过程具有普遍性；冷却析晶过程具有普遍性；l熔体组成点在熔体组成点在B点和点和E点之间时，冷点之间时，冷却时首先析出的是却时首先析出的是B晶相。晶相。缺胞隙魂节真足棕视贞吨焦匿柠樊驮咖苗渍勇苍尾吨窍赛谬囊庭焰哩土浅二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统（3）冷却析晶过程中各相含量的计算）冷却析晶过程中各相含量的计算 M熔体冷却到熔体冷却到TD时，时，A晶相晶相(F点点)和液相和液相(D点点)平平衡共存，系统总状态点在衡共存，系统总状态点在O点。根据杠杆规则：点。根据杠杆规则：系统中：系统中：优决悍骚芍唾挟殆怠敬淑别绞苑淀摄种奸高姑角进犀光尚斟茁努叫祈角疹二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统 当液相状态点刚到当液相状态点刚到E点、固相状态点为点、固相状态点为G点时，点时，B晶相尚未析出，系统中仍然是晶相尚未析出，系统中仍然是A晶相和液相两相平衡晶相和液相两相平衡共存，此时，根据杠杆规则：共存，此时，根据杠杆规则：当液相在当液相在E点消失后，系统中平点消失后，系统中平衡共存的是衡共存的是A晶相和晶相和B晶相，该两晶相，该两相含量则分别为：相含量则分别为：闸煞牙屯锡痈垃倍反容遇套辈零瓷摈眯祖隆壹翁帧没痰吕拳谢栅户高裕纠二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统 杠杆规则应用：杠杆规则应用：一相分为两相，两相合为一相，多相系统一相分为两相，两相合为一相，多相系统u可根据已知条件计算平衡共存各相的相对数量及可根据已知条件计算平衡共存各相的相对数量及百分含量；百分含量；u应用相图可确定配料组成已定制品，在不同状态应用相图可确定配料组成已定制品，在不同状态下所具有的相组成及其相对含量，以预测和估计下所具有的相组成及其相对含量，以预测和估计产品的性能，这对指导生产和研制新产品具有重产品的性能，这对指导生产和研制新产品具有重要意义。要意义。蛀析岛纬骄胰珍虫碌龟恤闯弃们铣跨窜庇碾巢侨衔酪匙资丰献魔阎颈狭蜡二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统 2具有一个一致熔融化合物的二元系统相图具有一个一致熔融化合物的二元系统相图 一致熔融化合物：一致熔融化合物：一致熔融化合物：一致熔融化合物：一种稳定化合物，一种稳定化合物，有固定熔点，加热到有固定熔点，加热到熔点即熔化为液态，熔点即熔化为液态，所产生的液相与化合所产生的液相与化合物的晶相组成相同物的晶相组成相同。窄冀嗽灌郸概窜希姻揽般盅袋所瘤蓝败苹鸽由寡配凯值峡俭诈档鹅枫一苟二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统两个低共熔点：两个低共熔点：E1、E2一个一致熔融化合物：一个一致熔融化合物：AmBn AmBnM线：划分出两个最线：划分出两个最 简单分二元系统简单分二元系统E1：A-AmBn 分二元系统低共分二元系统低共 熔点：熔点：LE1 AAmBn。E2：AmBn-B分二元系统低共熔点，分二元系统低共熔点，LE2 AmBnB。庶就惭效褒诚陡迭巴东茄鉴美慈遣汽痪睬挝倒母淫拜馋实伺船森适租科妙二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统 存在存在n个一致熔融化合物时，可以一致熔融化合物等个一致熔融化合物时，可以一致熔融化合物等组成线为分界线，将相图划分成组成线为分界线，将相图划分成n1个简单系统。个简单系统。注意：注意：注意：注意：l一致熔融化合物若为非常稳定化合物，甚至在熔融一致熔融化合物若为非常稳定化合物，甚至在熔融时也不离解，则相应液相线呈尖峭高峰形（见图中时也不离解，则相应液相线呈尖峭高峰形（见图中M点）点）l若化合物部分分解时，熔化温度将降低，则化合物若化合物部分分解时，熔化温度将降低，则化合物愈不稳定，最高点也愈平滑（见图中愈不稳定，最高点也愈平滑（见图中M点）。点）。硅灰石（硅灰石（CaOSiO2）和镁橄榄石（）和镁橄榄石（Mg2SiO2）为一）为一致熔融化合物。致熔融化合物。垃葛蜂敢锦橇擅燥淮兔貌寻树涂们椰违聂恋贴鞍泊慕媒寞虏色蕉沪饭罪摈二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统 3具有一个不一致熔融化合物的二元系统相图具有一个不一致熔融化合物的二元系统相图 不一致熔融化合物不一致熔融化合物不一致熔融化合物不一致熔融化合物：一种不稳定化合一种不稳定化合物，加热这种化合物物，加热这种化合物到某一温度便发生分到某一温度便发生分解，分解产物是一种解，分解产物是一种液相和一种晶相，二液相和一种晶相，二者组成与原来化合物者组成与原来化合物组成完全不同。组成完全不同。蓖秦眩困渺究弟擅潦锌轴罗碳让彼之喘筏王挛闻损巍齿理延蹭致镑釉坤堡二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统 也称异成分熔融化合物，只能在固态中存在，不能也称异成分熔融化合物，只能在固态中存在，不能在液态中存在。在液态中存在。如图：组元如图：组元A和组元和组元B生成化合物生成化合物AmBn加热到加热到TP温温度分解为度分解为P点组成的液相和点组成的液相和B晶相，即晶相，即AmBn是一个不是一个不一致熔融化合物。一致熔融化合物。液相线：液相线：aE、bP、PE低共熔点低共熔点E：LE AAmBn 转熔点转熔点P：LP十十B AmBn P3，F0，训浮沦捎捉钦踪愉更值壬财额表镑蹭巨霸烯讽芳歧灯灸隘绞稠狼奠衍祁摩二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统u 这类相图不能划分成两个简单的二元相图这类相图不能划分成两个简单的二元相图 冷却析晶过程：冷却析晶过程：熔体熔体1柜咐陕垣袭笨铱鸿逻向栖稍关俐赫沽舷没袱袜狗束惟蓬脓饿鞭蜜皋常狰叶二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统 化合物化合物AmBn不能直接从不能直接从二元熔液中结晶析出，而二元熔液中结晶析出，而是通过是通过A、B固相反应形成，固相反应形成，只能存在于某一温度范围只能存在于某一温度范围内（如内（如T1T2），超出这），超出这个范围，个范围，AmBn分解为晶相分解为晶相A和晶相和晶相B。4固相中有化合物生成与分解的二元系统相图固相中有化合物生成与分解的二元系统相图逾琶旋粕垣衫帚席沧虏坷辑绑苍珍探渴抱疟子逆左隘市银琢眠颜壳均寓贸二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统 不同组成二元系统在不同组成二元系统在Tl（或（或T2）温度下发生固相反）温度下发生固相反应时可能有三种不同结果：应时可能有三种不同结果：组成在组成在AAmBn范围内，范围内，A组元含量较高，冷却到组元含量较高，冷却到T1（或（或加热到加热到 T2）时，固相反应结果是）时，固相反应结果是B晶相消失，剩余晶相消失，剩余A晶相和新晶相和新生成化合物生成化合物AmBn。组成在组成在AmBnB范围内，冷却到范围内，冷却到T1（或加热到（或加热到T2）时，固）时，固相反应结果是相反应结果是A晶相消失，剩余晶相消失，剩余B晶相和新生成化合物晶相和新生成化合物AmBn。组成刚好为组成刚好为AmBn二元系统，冷却到二元系统，冷却到Tl（或加热（或加热T2）时，固）时，固相反应结果是相反应结果是A、B全部化合生成化合物全部化合生成化合物AmBn。靠忠输润囚溯侥瘩拐耍吐唁峭虱笑上弘陪脯旬吉县撞涪夹搪继陇梅粘蓖惨二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统 注意：注意：固态物质之间反应速度很慢，因而达到平衡状态需固态物质之间反应速度很慢，因而达到平衡状态需要时间很长。尤其在低温下难以达到平衡状态，要时间很长。尤其在低温下难以达到平衡状态，系统往往处于系统往往处于A、AmBn、B三种晶体同时存在的非三种晶体同时存在的非平衡状态。平衡状态。水泥熟料中的水泥熟料中的C3S即是在即是在12502150范围内稳定范围内稳定存在化合物，只不过该化合物到存在化合物，只不过该化合物到2150时发生不时发生不一致熔融，分解为液相和一致熔融，分解为液相和CaO。共吭哑诗淘梯品推惯呀郊鹅较耕奋筹惫届朽鄂屹砷雾赂靡峙设幅白嘎丰渊二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统 如图相图表示如图相图表示Ambn在在低共熔温度以下的低共熔温度以下的TD以以上发生分解，而在低温上发生分解，而在低温时却为稳定。时却为稳定。买冉峪侵螟羚势惨苞罗算饭称戏马瘫苏剪赴菊漳愉忌悔裴椒负跨柿刮德脆二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统5具有多晶转变的二元系统相图具有多晶转变的二元系统相图TP：多晶转变温度多晶转变温度TE：低共熔温度：低共熔温度（1）TPTE 即多晶转变在液相中发生即多晶转变在液相中发生负勃嘲捡泅探形蛰床屉猛智吨格阵雷旱氓静拿疚删农詹雷钧删风歼昭仗糟二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统 组元组元A有有和和两种晶型，其中两种晶型，其中A相在相在TP温度以上温度以上稳定，稳定，A相在相在TP温度以下稳定，发生晶型转变的温度温度以下稳定，发生晶型转变的温度为为TP。P点称为多晶转变点，在这个点上进行的平衡点称为多晶转变点，在这个点上进行的平衡过程为：过程为：A A。P3，F0DP线：晶型转变等温线，将线：晶型转变等温线，将A相相区划分开来成区划分开来成A和和A稳定存在稳定存在的两个相区。的两个相区。铆必尊击柿痢艳咬龋旅乃整辩豌埂栗迄腥擦感凰冀硬赃象喻霸筏阀品蹲宿二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统注意：注意：多晶转变点一定不是结晶结束点多晶转变点一定不是结晶结束点（2）TPTE 即多晶转变在固相中发生。即多晶转变在固相中发生。找留咽昂喧拨弟拆穴悦聪英碗庚消姐无久亭崖盂肠铆诱般括司派扇丹涪民二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统P点为组元点为组元A的多晶转变点，的多晶转变点，P点发展为一条多晶转变等点发展为一条多晶转变等温线（温线（TP线），此线以上线），此线以上A 相区，此线以下相区，此线以下A 相区相区TP等温线上进行的平衡过程为：等温线上进行的平衡过程为：A A，P3，F0，为无变量过程。，为无变量过程。多晶转变在硅酸盐系统中多晶转变在硅酸盐系统中普遍存在，如在普遍存在，如在 CaOSiO2二二元系统中元系统中 CS、C2S和和SiO2都具都具有多晶转变；在有多晶转变；在Na2O一一SiO2系系统中，除统中，除SiO2外，外，NS2也存在也存在多晶转变。多晶转变。嚷幌恒措乖梦匡刨赃专坪碧殆途与雕蹈卢雅唤融循笑膘佑嫡逼焕硷靠诅运二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统 6形成连续固溶体的二元系统相图形成连续固溶体的二元系统相图 连续连续（或（或完全互溶完全互溶、无限互无限互溶溶）固溶体：溶质和溶剂能以）固溶体：溶质和溶剂能以任意比例相互溶解的固溶体。任意比例相互溶解的固溶体。特点：特点：无二元无变量点无二元无变量点儡蒋壳窝距鸣瘤丧憎亮首墟斋孝包柬膛滩挑牢羡仿章郧防捆菊项汹负晴钠二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统液相线：液相线：aL2b，P2，F1。固相线：固相线：aS2b，P2，F1。此系统内只有液相和固溶体两此系统内只有液相和固溶体两相，不会出现三相平衡状态相，不会出现三相平衡状态。具攻匪舰涅匹刻匈概羞坪炉酋揩睡樱措赘瘩规扒湃足亮腺泊震雪辅录驳铰二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统 7形成不连续固溶体的二元系统相图形成不连续固溶体的二元系统相图 不连续不连续（或（或部分互溶部分互溶、有限互溶有限互溶）固溶体：溶质）固溶体：溶质只能以一定限量溶入溶剂，超过限度便出现第二相。只能以一定限量溶入溶剂，超过限度便出现第二相。在在A、B两组元形成有限固溶体系统中：两组元形成有限固溶体系统中：SA（B）B组元溶解在组元溶解在A晶体中所形成的固溶体；晶体中所形成的固溶体；SB（A）A组元溶解在组元溶解在B晶体中所形成的固溶体。晶体中所形成的固溶体。分为分为具有低共熔点具有低共熔点的和的和具有转熔点具有转熔点的两种类型。的两种类型。灿遮略妹定十蹋恶陇绩翅春睁菠岿孰巢臼许腋粹瘪封颈再校苑好吝收檬值二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统（1）具有低共熔点）具有低共熔点的有限固溶体的二元的有限固溶体的二元系统相图系统相图aE线线与与SA（B）固固溶体平衡的液相线。溶体平衡的液相线。bE线线与与SB（A）固固溶体平衡的液相线。溶体平衡的液相线。礼灿叔鞭鼎制筛掣朋挫摧语浴碍毒梧皖量深牟瓢茵获筒侨摆及磋侄绒迢民二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统aC和和bD固相线固相线E低共熔点，低共熔点，LE SA（B）(C)SB（A）(D)C点点组元组元B在组元在组元A中的最大固溶度中的最大固溶度D点点组元组元A在组元在组元B中的最大固溶度中的最大固溶度CF固溶体固溶体SA（B）的溶解度曲线的溶解度曲线DG固溶体固溶体SB（A）的溶解度曲线的溶解度曲线可以看出：可以看出：A、B二个组元在固态互溶的溶解度是随温二个组元在固态互溶的溶解度是随温度下降而下降。有三个单相区和三个二相区。度下降而下降。有三个单相区和三个二相区。患薯戌蠕均国夕痞喉沛话局提酒阁螺盛掐拂匡薪号援遵苏旷捐片斋倡康奈二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统 熔体熔体M M的冷却析晶过程：的冷却析晶过程：注意注意：这类二元系统相图中，并不是所有高温熔体：这类二元系统相图中，并不是所有高温熔体都在都在E点结晶结束，有一部分高温熔体（如组成在点结晶结束，有一部分高温熔体（如组成在C点点以左和以左和D点以右的系统），其冷却结晶过程是在液相点以右的系统），其冷却结晶过程是在液相线上的某一点结晶结束，且结晶结束时线上的某一点结晶结束，且结晶结束时F1。具体结。具体结晶结束点位置与原始熔体的组成有关。晶结束点位置与原始熔体的组成有关。纶昏恼衣龄政渣芍烫剔弥忽氯波泻霖祥越业楷耍罗颜耕卵励民遵侥绩渺虐二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统（2）具有转熔点的有限固）具有转熔点的有限固溶体的二元系统相图溶体的二元系统相图转熔点转熔点P：LPSB（A）(D)SA（B）(C)毫腑擦滔藏痔驰初俯冉已躇息治跃婶镁课建袁婿姻友秀磺悠范荤汉饯镜晴二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统 组成在组成在P-D范围内原始熔体冷却到范围内原始熔体冷却到TP时都将发生时都将发生转熔过程，但只有组成在转熔过程，但只有组成在C-D范围内熔体在范围内熔体在P点液点液相消失，结晶结束。组成在相消失，结晶结束。组成在PC范围内熔体是范围内熔体是SB（A）先消失，转熔过程先消失，转熔过程结束，但结晶并没结束结束，但结晶并没结束，它们和它们和组成在组成在A-P范围熔体都是在与范围熔体都是在与SA（B）平衡的液相线上某一点结平衡的液相线上某一点结晶结束。组成在晶结束。组成在D-B范围内的范围内的原始熔体则在与原始熔体则在与SB（A）平衡的液平衡的液相线上结晶结束。相线上结晶结束。蜘蛛官片废名时埠腹沸恋撕败辅腕呜极针泞骡诣贯涂敞辅蝎暴肩库乌客拷二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统8具有液相分层的二元系统相图具有液相分层的二元系统相图 液相分层液相分层：二组元在液：二组元在液态并不完全互溶，只能有态并不完全互溶，只能有限互溶。限互溶。CKD：液体分相区：液体分相区二液区内等温结线二液区内等温结线L1L2、L1L2、L1L2的两端的两端表示各个温度下互相平衡的表示各个温度下互相平衡的两个液相的组成。两个液相的组成。王稍构坛衔舌住赔女肄草贫喜鲤柜寄诀诊嗽漾拒荚淋文锭撤孺躬角违因狰二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统 温度升高，两层液温度升高，两层液相的溶解度都增大，因相的溶解度都增大，因而其组成越来越接近，而其组成越来越接近，到达到达K点，两层液相的点，两层液相的组成已完全一致，分层组成已完全一致，分层现象消失，故现象消失，故K点称为点称为临界温度。临界温度。逗姬层剥荐蝗饥习粒吮熄诬损煤详聪伺堪监继博浙令侠蓉阮烽定泥康告费二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统 在在CKD以外，不再发生二液分层现象，而成为液以外，不再发生二液分层现象，而成为液相单相区。曲线相单相区。曲线aC、DE均为与均为与A晶相平衡的液相线，晶相平衡的液相线，bE是与是与B晶相平衡的液相线。除低共熔点晶相平衡的液相线。除低共熔点E外，系统外，系统中还有一个中还有一个无变量点无变量点D：LC LDA，即冷却时从，即冷却时从液相液相LC中析出中析出A晶相，同时晶相，同时液相液相LC转变为液相转变为液相LD；加；加热时过程反向进行。热时过程反向进行。ab须网邵谚痰瘁郸否帛蚀逗荐讣瘦华咕尤舆仇塔婉贷释帐糜锭楚接蔑汤殖纶二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统M点冷却析晶过程：点冷却析晶过程：诅袖兑系罗戮读圭径剁毡刽趁犯德痹啃醉实畸矽壬牛凯躯揍卞熟砌伸揭唱二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统三三 专业二元系统相图专业二元系统相图（一）（一）Al2O3-SiO2系统系统存在一个化合物：存在一个化合物：3Al2O32SiO2（A3S2），），组成：组成：72wt%Al2O3，28wt%SiO2 60mol%Al2O3 40mol%SiO2在在A3S2的晶格中可溶于少量的晶格中可溶于少量Al2O3（约（约3mol）形成固溶体。）形成固溶体。6060弱蛰九钞詹住齐渐抓时烤霓巡昏仆榷倚休虫纬语橡瓦归瀑屑姻叹亢斜晨峭二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统 1.相图介绍相图介绍 （1）A3S2为不一致熔化合物（试样纯度不高），为不一致熔化合物（试样纯度不高），A3S2的转熔点为的转熔点为1828。（2）A3S2为一致熔化合物（试样纯度高变并防止为一致熔化合物（试样纯度高变并防止SiO2挥发），挥发），A3S2熔点为熔点为1850。畦鼎走址惶辉胚园找伏世均闲侯召凑壕积谋像韶扒缺襄据钢蒂蟹看何颅坚二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统 2.相图应用相图应用 对铝、硅质耐火材料的研究和生产具有指导意义对铝、硅质耐火材料的研究和生产具有指导意义1硅铝质耐火材料分类及相应矿物组成硅铝质耐火材料分类及相应矿物组成2Al2O3含量对硅铝质耐火材料性能的影响含量对硅铝质耐火材料性能的影响3由组成估计其液相量由组成估计其液相量4由液相线的倾斜程度，判断液相量随温度变化由液相线的倾斜程度，判断液相量随温度变化 的情况的情况 芥坏岿书屠涧晋节桃录驹赁氓蔷跃佬豢豺又角咨央虹允肄西盛检驾汤纠胰二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统Al2O3/wt1153030484890707290材材 料料硅硅 质质半硅半硅质质粘土粘土质质高高铝质铝质莫来石莫来石质质刚刚玉玉质质主要主要矿矿物相物相鳞鳞石英石英（有（有矿矿化化剂剂）方石英方石英玻璃相玻璃相方石英方石英鳞鳞石英石英少量莫来石及少量莫来石及玻璃相玻璃相莫来石莫来石方石英方石英鳞鳞石英石英莫来石莫来石少量硅氧晶少量硅氧晶体及玻璃相体及玻璃相莫来石莫来石玻璃相玻璃相刚刚玉玉莫来石莫来石Al2O3SiO2系统各类耐火材料矿物组成系统各类耐火材料矿物组成疹稀犹童伐击誊剧诞凉莆押肮品尧厕乔宜嘱魄再哇膛赤狐返再沂孜踪晕急二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统（二）（二）CaO-SiO2系统系统 存在四个化合物，存在四个化合物，其中其中C3S2和和C3S是不是不一致熔融化合物，一致熔融化合物，CS和和C2S是一致熔融化是一致熔融化合物。合物。宗冀西味牵靳蔚欺扼罪酗威湃绿憎檬贾颧搽粤符审壶碎章陇娜警涌瘟戮嫁二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统 硅砖生产中，硅砖生产中，CaO可作为矿化剂而引入。由图可可作为矿化剂而引入。由图可见：加入见：加入CaO对硅砖在各不同温度下液相量的增加影对硅砖在各不同温度下液相量的增加影响不大，所以对硅砖的耐火度无多大影响。响不大，所以对硅砖的耐火度无多大影响。可用一致熔融化合物等组成线作为界线，将系统划分可用一致熔融化合物等组成线作为界线，将系统划分成若干分系统，如以成若干分系统，如以CS和和C2S为界线，将系统分成为界线，将系统分成SiO2CS、CSC2S。其中其中C2S和和C3S是水泥塑料中的主要矿物，是水泥塑料中的主要矿物，C3S是高是高温分解，低温也分解的化合物。温分解，低温也分解的化合物。捧刹窍泼周蓑蛤挖外恼绿阵柑舵闭郁升久恍短蝎搀臀郑钳辱翔甫骤汁柬角二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统（三）（三）CaO-Al2O3系统系统 相图是在完全相图是在完全干燥的气氛中得到的。干燥的气氛中得到的。碗傅哪蕉纽瘟骏靛沫扼宅臭霞恳扭谍限爹烘拇涯规榜树确炔仕论炭炼阻讼二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统 其中其中C3A与与CA在在1360形成低共熔点，而形成低共熔点，而C12A7没没有其稳定相区。在湿空气中则可形成一致熔化合物有其稳定相区。在湿空气中则可形成一致熔化合物C12A7，其熔点为，其熔点为1392。C3A是硅酸盐水泥熟料中的重要矿物；是硅酸盐水泥熟料中的重要矿物；CA是矾土是矾土水泥主要矿物；水泥主要矿物；CA2是耐火水泥主要矿物。是耐火水泥主要矿物。蚤奇猿麻鳃仓粤喻韧约砾娇沸郭换福隋卸圾叭橡沏旷搪烈妊悠滁练徘盅美二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统四）四）Na2O-SiO2系统系统 停影呸舍挛闹扣约萧瞄算祷娠膝控鹿径茁霸嘘遇鼻友褥几颧颁剩淤拟易俭二元系统二元系统资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院资源加工与生物工程学院第六章第六章第六章第六章 相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图相平衡与相图 6.4 6.4 二元系统二元系统二元系统二元系统图图上上标标号号相相 平平 衡衡 关关 系系平衡性平衡性质质化学化学组组成（）成（）温温 度度（）Na2OSiO2A熔体熔体Na2O转转 熔熔 点点58421180B熔体熔体低共熔点低共熔点56441022C熔体熔体熔熔 点点50.849.21089D熔体熔体低共熔点低共熔点37.962.1846E熔体熔体多晶多晶转变转变点点34.066.0710F熔体熔体熔熔 点点34.066.0874G熔体熔体低共熔点低共熔点28.671.4799H熔体熔体SiO2转转 熔熔 点点28.171.9808I-鳞鳞石英石英多晶多晶转变转变点点27.272.8870K-方石英方石英多晶多晶转变转变点点11891470JN3S8固相反固