相平衡状态图(相图)6

第五章相平衡状态图引言§5-1单元系相图§5-2相律§5-3二元凝聚系相图二元凝聚系相图5-3-1二组元在液态下部分互溶类型5-3-2二组元在液态完全互溶、固态完全不溶---生成最低共熔混合物类型5-3-3二组元在液态完全互溶、固态完全互溶---生成连续固溶体类型5-3-4二组元在液态完全互溶、固态部分互溶---生成有限固溶体类型5-3-5二组元在液态完全互溶、固态生成化合物类型5-3-6二组元在液态完全互溶、固态有晶形转变类型5-3-7复杂二元相图分析5-3-5二组元在液态完全互溶、固态生成化合物类型1、生成稳定化合物（同份熔融化合物、相合熔点化合物）2、生成不稳定化合物（异份熔融化合物、不相合熔点化合物）Mg(A)-Si(B)系统的熔点-组成图21E2L5634DFGHJ稳定化合物（同份熔融化合物、相合熔点化合物）固体化合物熔化后生成的液相的组成与该化合物的组成相同。相图特点：两个简单低共溶点型相图的合并。例1H2SO4-H2O体系Question:与冰共存的硫酸水合物最多几种，与硫酸水溶液共存的水合物几种？Na(A)-K(B)系统的熔点-组成图LL+AL+CL+BA+CB+C不稳定化合物（异份熔融化合物、不相合熔点化合物）固体化合物加热到熔点得到组成与它不同的液相及一纯固体。即：化合物在熔点之前分解了,生成新固相和液相液相的组成与化合物不同的P点为不相合熔点化合物称为具有不相合熔点的化合物TP为转熔温度转熔反应：化合物C(s)→Na(s)+l例ap相图分析步冷曲线绘制5-3-6二组元在液态完全互溶、固态有晶形转变的类型Fe(α)Fe(γ)910℃pθ1394℃pθFe(δ)举例INQR5-3-7复杂二元相图分析读图要点：1、分解成几个基本相图。2、单相区的确定：（1）液相线以上为单一液相区；（2）中间垂直线为某一化合物的固相；（3）一水平线必连三个单相；一般来说，该三个单相分别在水平线的两个端点和中间某一点（共三个点）；若遇晶型转变，则某端点同时代表不同晶型的两个相。读图要点：3、两相区的确定；遵循下列相区接触法则：“相邻相区的相数差1”。4、凡水平线必为三相共存线（两端点除外）。共存形式：共晶转变、共析转变、包晶转变或转溶反应、化合物生成或分解反应、晶型转变、偏晶转变或单晶反应。例1：CaO-SiO2相图（1）体系内有几个化合物？（2）水平线上发生的平衡反应，其中哪些为晶型转变？（3）指出1-6个点对应的体系是几相平衡？（4）填出各相区相态。（5）绘制冷却曲线。例2：Fe-C相图（1）Fe、Fe3C纯态时冷却可能发生哪些变化？（2）标出各区域稳定存在的相；（3）写出水平线对应的反应。例3：水酚相图扩展练习1（1）写出化合物的化学式，并指出其稳定性。（已知A的相对分子量为60，B的为40）（2）写出a、b、c、d、e点的相平衡方程。（3）绘制体系p的冷却曲线。（4）指出各区域稳定存在的相。练习2A和B形成相合熔点化合物AB：A，B，AB在固态时完全不互溶；A，AB，B的熔点分别为200℃，300℃，400℃，A与AB及AB与B形成的两个低共熔点分别为150℃，和250℃，。(1)画出以上述系统的熔点-组成(T-xB)图；(2)画出以下两条步冷曲线：xB=0.1的系统从200℃冷却到100℃，及xB=0.5的系统从400℃冷却到200℃；(3)8molB和12molA混合物冷却到无限接近150℃时，系统是哪几相平衡？各相的组成是什么？各相物质的量是多少？练习3(1)按下列条件作出A，B二组分系统相图的示意图：A的熔点为600℃；B为1000℃；化合物AB2的分解温度为650℃，此时液相组成为xA=0.50；A和AB2的最低共熔点为400℃，xA=0.80；固相不互溶，液相完全互溶；(2)标明相图中各区域存在的相态及成份；(3)指出相图中在哪些情况下条件自由度数为零，此时各相的组成是什么？(4)作出xA=0.40的溶液的冷却曲线，在曲线转折点处及各段注明相态及成分的变化。练习4（1）写出各相区相态；（2）水平线上发生的反应；（3）冷却曲线。E2练习5A，B二组分凝聚系统相图如下图，图中C，D为A，B所形成的化合物，组成wB分别为0.52及0.69，A，B的摩尔质量分别为108g·mol-1和119g·mol-1：（1）标出①，②，③，④，⑤各区的相态及成分；（2）确定在C，D点形成化合物的分子式；（3）作a，b组成点的步冷曲线并标出自由度数及相变化。(在右图上相应位置)（4）将1kgwA=0.60的熔融体冷却，可得何种纯固体物质？计算最大值，反应控制在什么温度？相图作业教材209页10、11。相图组合规则：相图是由相区组合成的，相区组合要遵守二个规则a）多相区必与单相区相连，一个φ相区必与φ个结构不同的单相区相连b）相区交错规则：在临界TC以下，由一个φ相区到另一个φ相区，必定要经过φ±n（整数）相区。