相图及其应用-课件

1相图及其应用相图及其应用相图及其应用2相图的作用相图的作用u 相图是描述相平衡关系的几何图形，其原理属于热力学范畴。而热力学的一个重要作用是判断一个过程的方向和限度。几种化合物混合在一起能合成出什么，最后能得到多少预计的相组成；材料在使用条件下的结构稳定性如何？新材料的组成设计；材料制备工艺的确定；u这些是材料制备过程中人们迫切关心的问题，而相图能有效和方便地解决这类问题，u相图对于材料科学工作者的作用如同地图对于旅行者那样重要。相图及其应用3几个例子几个例子相图及其应用AG材质设计及改善材质设计及改善抗氧化性不利抗氧化性不利良好的耐侵蚀性良好的耐侵蚀性良好的耐剥落性良好的耐剥落性化学化学/高温稳定性不利高温稳定性不利C50%Al2O3+etc.100%SiO250%AGL424AG409AG160AG351AGL421AG810AG276AGL15AGS4无预热使用无预热使用通常预热使用通常预热使用特别预热注意使用特别预热注意使用良好的耐剥落性良好的耐剥落性良好的耐侵蚀性良好的耐侵蚀性 (含有石墨含有石墨 30%)0123450204060熔融石英含量（熔融石英含量（%）侵蚀速率侵蚀速率(mm/hr)Mn 0%Mn 2%(含有含有SiO2 30%)01234010203040石墨含量石墨含量(%)侵蚀速率侵蚀速率(mm/hr)Mn 0%Mn 2%相图及其应用相律与相图相律与相图u金属熔化-固相变为液相u熔点-沸点-升华点-同素异形变化点u温度-压力-成分-相变-相律5相图及其应用6吉布斯相率吉布斯相率u相律是解决相数目、组分数和自由度这三者之间关系的定律，它是指导相平衡的普遍规律。u系统：指把任何选定的一部分物质“孤立”起来进行研究的对象。u相：在系统内部物理和化学性质相同而且完全均匀的一部分称为相。相与相之间有分界面，可以用机械的方法把它们分离开。在界面上，从宏观的角度看，性质的改变是突然的，用P表示。相图及其应用7相相（Phase）1）气相：对体系中的气体来说，由于在通常条件，不论有多少种气体混合在一起，均能无限掺合，所以体系中的气体只可能有一个气相。2）液相：对体系中的液体来说，由于不同液体的互溶程度不同，可以有一个液相、两个液相，一般不会超过三个液相（特殊情况可能超过）。相图及其应用8相相（Phase）3）固相：固溶体：即固体溶液，固体以分子或原子状态均匀地分散到另一种固体的晶格中，形成性质均匀的固体溶液。对体系中的固体来说，如果固体之间不形成固溶体，则不论固体分散得多细，一种固体物质就有一个相。而同一种固体的不同颗粒仍属同一相，因为尽管颗粒之间有界面，但体相的性质是相同的。例如：糖和沙子混合，尽管混得很均匀，仍然是两个相。相图及其应用9组分数（组元，组分数（组元，Component）u组分数：是为了表示体系中各种性质所需要的最少物种数，或者在一定温度、压力下，体系中可以任意改变其数量的物质数目，用C表示。u注意：体系中的物种数(S)和组分数(C)这两个概念的区别体系中有几种物质，则物种数S就是多少；而组分数C则不一定和物种数相同。相图及其应用10组分数（组元，组分数（组元，Component）u如果体系中各物种之间没有发生化学反应，一般说来此时组分数等于物种数：C=S例如：乙醇溶于水，组分数C=S=2u如果体系中各物质之间发生了化学反应，建立了化学平衡，此时：组分数(C)=物种数(S)独立化学平衡数(R)相图及其应用11组分数（组元，组分数（组元，Component）u因为各种物质的平衡组成必须满足平衡常数关系式；u有一个（独立的）化学平衡，就有一个平衡关系式，体系中就少一个可以任意指定的组成。u所谓独立的化学平衡独立的化学平衡，指该化学平衡不是由体系中的其他化学平衡组合得到的。相图及其应用12组分数（组元，组分数（组元，Component）u例如：体系中有CaCO3(s)、CaO(s)和CO2(g)三种物质，在平衡时这三种物质建立了一个化学平衡：CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)这时的组分数应为：C=SR=31=2而不是3因为三相平衡时，只要两个组分确定，第三个也就定了。相图及其应用13组分数（组元，组分数（组元，Component）u说明：1.究竟选择哪些物质作为独立组分是任意的，从上例看，可取CaCO3和CO2，也可取CaO和CO2，或CaCO3和CaO作为独立组分。2.减去的化学平衡数必须是独立的化学平衡数，否则将会得出荒谬的结论。相图及其应用14相图及其应用15组分数（组元，组分数（组元，Component）u某些特殊情况下的特殊限制条件，会使独立组分数减少。例如NH4Cl分解体系：NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g)当起始体系中没有NH3(g)和HCl(g)存在，或存在的NH3(g)和HCl(g)的物质量相等，则达到平衡时，NH3(g)和HCl(g)之间有一定的比例关系。因此，表示气相的组成时，有关系式：PNH3=PHCl（或cNH3=cHCl）所以这时的组分数既不是3也不是2，而是：C=311=1相图及其应用16组分数（组元，组分数（组元，Component）u这种情况下组分数可用以下关系确定：组分数（C）=物种数（S）独立化学平衡数（R）同一相中同一相中独立的浓度关系数（R）相图及其应用17组分数（组元，组分数（组元，Component）注意：这种物质之间的浓度关系的限制条件：只有在同一相中方能应用，不同相中不存在此种限制条件。u例如：CaCO3的分解体系，虽然有nCaO=nCO2但因CaO(s)和CO2(g)不是同一相，所以不能作为特殊的浓度制约关系。相图及其应用18组分数（组元，组分数（组元，Component）需要指出的是，有时由于考虑问题的角度不同，体系物种数(S)的确定可能不同，但组分数不会改变。u例如纯水液相体系：若不考虑水的电离，组分数C=1，等于物种数S。若考虑电离：H2OH+OH则S=3，但有一化学平衡：R=1；液相中浓度关系式H+=OH，R=1组分数：C=SRR=311=1在讨论水溶液体系的组分时，一般不用考虑水的电离因素。相图及其应用19自由度（自由度（degree of freedom）u在相平衡系统中，可以独立改变的变量数目称为自由度。用f表示，它的改变不致引起旧相消失和新相生成。例如：要确定一定量液态水的状态，需指定水所处的温度和压力；如果只指定温度，则水的状态还不能完全确定；如果指定了温度和压力，不能再任意指定其他性质（如Vm、密度等）；因为水的状态已经完全确定了。因此，当体系只有水存在时，体系的自由度：f=2相图及其应用20自由度（自由度（degree of freedom）u此时水的温度和压力两个状态函数（当然也可以是其它强度性质），可以任意指定；u即体系中有两个变量（T,P）可任意改变，而体系仍为水一个相。u当然，所谓水温度和压力的任意改变，是指在一定的范围之内的任意改变。u例如：P=1 atm 下，稳定水相的温度只能在下，稳定水相的温度只能在 0 C 100 C 之间任意改变；之间任意改变；当温度改变到当温度改变到 0 C 时，开始有冰产生（产生新相）；时，开始有冰产生（产生新相）；当温度改变到当温度改变到 100 C 时，将有蒸汽相产生（产生新相）。时，将有蒸汽相产生（产生新相）。u同理，在一定温度下，水的压力不能小于该温度时水的饱和蒸汽压，否则将转化成蒸汽相。相图及其应用21自由度（自由度（degree of freedom）u所以体系的自由度可以理解为：在保持体系相数不变条件下，可任意改变的独立变量数。在保持体系相数不变条件下，可任意改变的独立变量数。例如例如：水在保持单一液相条件下f=2（压力、温度）而水在保持：汽液两相平衡条件下，独立变量数为f=1（压力或温度）若温度一定，只有P=PH2O*时，才有汽液两相平衡，f=1）相图及其应用平衡平衡u在平衡态，这个系统的自由能最低；u动态平衡；22相图及其应用23Gibbs 相律及其热力学推导相律及其热力学推导u“相律”的完整表述在平衡体系中，联系体系内相数、组分数、自由度及影响物质性质的外界因素（如温度、压力、重力场、磁场、表面能等）之间关系的规律为相律：f=C-P+n在不考虑重力场、电场等外界因素，只考虑温度和压力的影响时，平衡体系的相律为：f=C-P+2lf：体系的自由度数；lC：独立组分数；lP：相数；l“2”：温度和压力两个变量。相图及其应用24Gibbs 相律及其热力学推导相律及其热力学推导u由相律公式可以看出：体系每增加1个组分，自由度也要增加1；体系每增加1个相，自由度则要减小1。u这些基本现象和规律早就为人们所公认，但直到1876年，才由吉布斯（Gibbs）推导出上述简洁而有普遍意义的形式。f=C-P+2相图及其应用25Gibbs 相律及其热力学推导相律及其热力学推导u相律的推导相律的推导要描述一个体系的平衡状态，就必须知道体系中每一相的平衡状态，而要知道每一相的平衡状态，就必须知道每一相中每一种物质的平衡状态。每一种物质的平衡状态是用浓度、温度、压力三种强度性质来表示。假定有一平衡体系中有C个组分分布在P个相中，显然每个相中只有(C-1)个浓度是独立变量，现有P个相，所以独立的浓度变量是（C-1）P。另外还有温度。压力，这对于所有的相是相同的，所以系统中总的变量是P(C-1)+2。由于体系平衡条件的限制，这P(C-1)+2的变量并不是完全独立的。相图及其应用26u由化学势知识知：每一个组分在各相中的化学势是相等的，这个系统有P个相，C个组分可得到C（P-1）个方程：在变量数中要减去限制条件数：所以fP（C-1）+2-C（P-1）C-P+2吉布斯定律Gibbs 相律及其热力学推导相律及其热力学推导相图及其应用勒夏德里叶定理勒夏德里叶定理u凡代表二相平衡的曲线当通过三相平衡点时，它必然伸入第相中。27u克拉贝龙克劳修斯公式：蒸蒸发发溶溶解解升升华华CBAODSLg临临界界点点压压强强温温度度相图及其应用实验与理论实验与理论u在包含着一个或几个相的系统内，任何特定温度、压力、成分下的平衡条件相当于自由能为最低的条件；u相图工作的困难在于：原料的纯度方面；所用方法的精确度方面；是否已达到真正的平衡，或者是亚稳平衡？28相图及其应用实验与理论实验与理论290.026.695006007008009001000110012001300140015001600T12270.772.114.3奥+铁铁素体+渗碳体液体+奥氏体液体+渗碳体液体奥氏体+渗碳体G(913)7271148C%铁素体A(1538)SPECKFD奥氏体A3A1Acm相图及其应用30一元系统相图一元系统相图一、在一元系统相图中应掌握的几个基本内容1.相图中点、线、区域的含意 由于在普通物理中已学过水的单元系统相图，这里仅就几个 重要的但容易被忽略的问题讨论一下。三相点三相点 同一物质有时可成气态，有时可成液态，有时可成固态，在固态 中还可能产生相变，这就是说同一物质在不同的温度、压力下可以不同相状态存在。但是三个相同时共存的只能在唯一的温度和唯一的压强下，这在T-P图中表现为一个确定的坐标点。这一点当然也必然是三条平衡曲线的交点，此点称为三相点三相点。相图及其应用31一元系统相图一元系统相图对于水的相图大家都较熟悉，气、液、固三相点其温度为273.16K，蒸气压是0.610kPa。由于很接近273.15K，所以有些初学者往往误认为三相点就是水的冰点，实际完全不是一回事。那么冰点在哪儿呢?有人认为应是101.325kPa处作1atm时，温度轴的平行线和固液平衡曲线273.15K的交点K的温度即为冰点(见图)。但经过仔细研究此点并不是273.15K，而是比273.15K稍高，那么这点误差是如何引起的呢?相图及其应用32一元系统相图一元系统相图u三相点是严格的单组分体系单组分体系，而通常的水的冰点则是暴露在101.325kPa空气中的冰水两相平衡体系冰水两相平衡体系。其中水已被空气中的其它组分(如CO2,O2,N2等)所饱和，严格地说已不是单组分体系。由于空气中其它组分溶于水中要使单组分体系的三相点温度降低0.0024K。压力从0.610kPa增大到101.325kPa,温度又要降低0.0075K。于是有：273.16K-0.0024K-0.0075K273.15K这才是通常说的大气中的冰点。相图及其应用33一元系统相图一元系统相图 各条平衡曲线的斜率及位置规律u相会于三相点的各单变量平衡曲线的相互排列是：其中任一个单变量平衡曲线在三相点外的延长部分必须在其它二曲线之间通过。u我们看一下热力学中学过的克拉贝龙克劳修斯公式：相图及其应用34一元系统相图一元系统相图 各条平衡曲线的斜率及位置规律各条平衡曲线的斜率及位置规律u克拉贝龙克劳修斯公式：克拉贝龙克劳修斯公式：根据此公式，我们来讨论一下升华、蒸发、熔融根据此公式，我们来讨论一下升华、蒸发、熔融三条平衡曲线的斜率：三条平衡曲线的斜率：升华：升华：q0，V0，蒸发：蒸发：q0，V0，熔融：熔融：q0，V不一定，但其肯定很小不一定，但其肯定很小 所以所以 很大，而很大，而q升华升华q蒸发，则有蒸发，则有 因而有因而有相图及其应用35一元系统相图一元系统相图亚稳区和亚稳相亚稳区和亚稳相u如果实验时小心控制好条件，可使水冷至273.15K以下而仍无冰出现，这种现象称为过冷现象。u这时图中的AO线可延伸到D点。OD线在OB线之上，这表示过冷水的蒸气压要比同温度下的冰的蒸气压大。过冷水不如冰稳定，因此，在OD线上水和蒸气是处于亚稳的平衡状态。过冷水可作为亚稳相，在OD线之上的整个区域称为亚稳区。同样许多物质从高温熔融状态较快地冷却经过熔点时来不及结晶得到的玻璃相也是一种亚稳相。室温下金刚石也是一种亚稳相。相图及其应用36一元系统相图一元系统相图uu为什么不把过冷水及玻璃称做不稳定相而称为亚为什么不把过冷水及玻璃称做不稳定相而称为亚稳相呢？稳相呢？亚稳相的蒸气压比同一温度范围内的稳定相高，从热力学的观点看它不如稳定相稳定，迟早要向稳定相转化;由于热力学所讨论的是平衡过程,这过程可能较快，也可能无限缓慢，但并不能从相图上得到与时间有关的任何信息。热力学虽然规定了总的变化趋势，但有许多亚稳相却能在大自然界长期的存在，如玻璃常常经过几百年也未发现结晶。所以从另一方面看，这些相又是在一定限度内稳定的。这样，只有称作亚稳相。相图及其应用37一元系统相图一元系统相图uu那么为什么会有在一定限度内的稳定性呢?因为亚稳相要向稳定相转化，在开始时需要克服一个势垒，吉布斯自由能是增加的，只有克服了势垒之后才能自发地向稳定相转化。这就需要一个初始能量来克服势垒。如果没有足够的能量来激发它，它有可能就稳定存在了。亚稳态和稳定态之间的能量势垒来自界面能。亚稳相亚稳相稳定相稳定相相图及其应用38一元系统相图一元系统相图u同质多晶现象(polymorphism)同一种化学成分，由于形成时的条件不同，晶体结构上有很大差别，这种现象叫同质多晶现象。当温度和压力的条件产生变化时，它们之间要互相转变，这种现象叫做多晶转变。例如：ZrO2，石英，BN，石墨等等。相图及其应用39一元系统相图一元系统相图n n多晶转变的单元系统相图中各线、点、区域的含意多晶转变的单元系统相图中各线、点、区域的含意各线之含意(见图)CD熔融体的蒸发曲线，气液平衡曲线；CE晶型的熔融曲线，液固平衡曲线；BC晶型的升华曲线；AB晶型的升华曲线；BF晶型与晶型的转变曲线；GC过冷液和蒸气之间的亚稳平衡曲线；KB过冷晶型的升华曲线；BG过热晶型的升华曲线；GH过热晶型的熔融曲线；相图及其应用40一元系统相图一元系统相图点B点：晶型、晶型、气相的三相平衡点C点：晶型、液相、气相的三相平衡点G点：过热晶型、过冷液体、蒸气之间的亚稳无变量点相图及其应用41一元系统相图一元系统相图区域ECD熔体的稳定区;FBCE晶型的稳定区;FBA晶型的稳定区;FBGH过热晶型的亚稳区;HGCE过冷液亚稳区;BGC过冷液和过热晶型的蒸气亚稳区;KBF过冷晶型的亚稳区。相图及其应用42一元系统相图一元系统相图u可逆和不可逆多晶转变在相图上的特点可逆多晶转变可逆多晶转变不可逆多晶转变不可逆多晶转变相图及其应用43u相律在一元系统相图中的体现在单元体系中，组分的数目C等于1，代入吉布斯相律:f=C-P+2=1-P+2=3-P有以下结果:Pf平衡的特点12双变量平衡21单变量平衡30无变量平衡当三相共存时，就产生了无变量平衡，也就是说在三相点处自由度为零。一元系统相图一元系统相图相图及其应用44u我们讨论一下水相图中的等压冷却过程:一元系统相图一元系统相图 m点点：在单变量平衡曲线上，自由度为：在单变量平衡曲线上，自由度为1 在该平衡曲线上，必须同时改变温度和压力才能保持气、液两相的在该平衡曲线上，必须同时改变温度和压力才能保持气、液两相的平衡，在温度和压力两变量中只能有一个是独立的。但在等压冷却时平衡，在温度和压力两变量中只能有一个是独立的。但在等压冷却时由于压力这一变量固定使得温度亦不能改变。水全部沸腾变为蒸气后由于压力这一变量固定使得温度亦不能改变。水全部沸腾变为蒸气后才能升温，或者是蒸气全部冷凝为水之后才能降温，这个过程需要时才能升温，或者是蒸气全部冷凝为水之后才能降温，这个过程需要时间，所以在间，所以在T-t线线相应于相应于m点处出现了平台点处出现了平台。相图及其应用45uSiO2系统相图SiO2是具有多晶转变的典型氧化物，其用途很广泛。-石英：压电晶体用在各种换能器；石英玻璃：光学仪器、镜片；鳞石英：硅砖，用于耐火材料。一元系统相图一元系统相图相图及其应用46一元系统相图一元系统相图1.SiO2相图的基本内容相图的基本内容 从从图图中中可可以以看看出出，SiO2有有七七种种晶晶相相，一一种种液液相相，一一种种气气相相。图图中中所所标标温温度度都都是是101.325kPa下下的的各各转转变变温温度度。纵纵轴轴不不代代表表实实际际的的压压力力，画画出出来来的的曲曲线线仅仅仅仅表表示示温温度度变变化化时时压压力力的的变变化化趋趋势势。通通过过前前面面的的学学习习，SiO2点点、线线、区的含意应很清楚。区的含意应很清楚。从从图图中中可可以以看看出出，有有一一些些相相是是稳稳定定相相，有有一一些些相相是是亚亚稳稳或或非非稳稳定定相相，蒸蒸气气压压低低的相是稳定相。的相是稳定相。相图及其应用47 2.一级变体间的转变和二级变体间的转变一级变体间的转变和二级变体间的转变 我我们们把把石石英英、鳞鳞石石英英、方方石石英英间间的的相相互互变变化化称称之之为为一一级级变变体体间间的的转转变变。而而把把-鳞鳞石石英英、-鳞鳞石石英英、-鳞鳞石石英英这这种种同系列中同系列中、形态之间的转变称做形态之间的转变称做二级变体间的转变二级变体间的转变。一一级级变变体体间间的的转转变变极极为为缓缓慢慢，如如方方石石英英往往鳞鳞石石英英转转变变若若没没有有矿矿化化剂剂就就不不能能实实现现。二二级级变变体体间间的的转转变变容容易易迅迅速速。通通过过结结构构的的研研究究，我我们们发发现现这这两两类类转转变变差差别别很很大大，可可分分为为重构式转变和位移式转变。重构式转变和位移式转变。重重重重构构构构式式式式转转转转变变变变：涉涉及及晶晶体体结结构构大大的的重重组组，使使许许多多键键不不得得不断裂并生成新键。如石墨不断裂并生成新键。如石墨 金刚石，石英金刚石，石英 方石英方石英一元系统相图一元系统相图相图及其应用48 正正因因为为有有许许多多键键要要断断裂裂，重重构构式式转转变变通通常常需需要要高高的的活活化化能能，因因而而只只能能慢慢慢慢的的发发生生，或或需需要要矿矿化化剂剂。位位移移式式转转变变容容易易发发生生，活活化化能能为为零零或或很很小小，并并且且常常常常不不能能阻阻止止其发生。其发生。可可可可以以以以通通通通过过过过控控控控制制制制冷冷冷冷却却却却速速速速度度度度来来来来达达达达到到到到我我我我们们们们需需需需要要要要的的的的晶晶晶晶型。型。型。型。-石石英英向向-鳞鳞石石英英的的转转变变，体体积积变变化化最最大大(16(16)。而而鳞鳞石石英英变变体体间间的的体体积积变变化化最最小小(0.2(0.2)。所所以以硅硅砖砖主主要要晶相是鳞石英。晶相是鳞石英。一元系统相图一元系统相图相图及其应用493.对材料制备的指导作用对材料制备的指导作用压电晶体压电晶体压电晶体压电晶体 在在32个个点点群群中中，凡凡是是具具有有对对称称中中心心的的没没有有压压电电性性，而而没没有有对对称称中中心心的的有有压压电电性性。-方方石石英英有有对对称称中中心心，-方方石石英英、-石英没有对称中心。石英没有对称中心。我们利用何种方法来制备我们利用何种方法来制备SiO2的压电晶体呢的压电晶体呢最古老的提拉法最古老的提拉法 一般的冷却速度，得到的只能是一般的冷却速度，得到的只能是-方石英，虽具压电性，但是：方石英，虽具压电性，但是：-方方石石英英和和-方方石石英英间间的的转转变变，体体积积变变化化比比较较大大，降降温温过过程程易易开开裂裂-方方石石英英在在室室温温下下是是一一种种亚亚稳稳相相，它它在在一一定定温温度度的的条条件件下下要要向向-石英转变石英转变 所以不宜采用此法制备压电晶体。所以不宜采用此法制备压电晶体。一元系统相图一元系统相图相图及其应用50采用水热合成法采用水热合成法 由由于于相相变变温温度度846K，所所以以用用此此方方法法得得到到的的晶晶体体一一定定是是-石石英英，具具有有良良好好压压电电性性能能并并且且在在常常温温下下使使用用是是热热力力学学最最稳稳定的相。定的相。一元系统相图一元系统相图相图及其应用51硅砖硅砖 冶金、玻璃、陶瓷窑炉的炉衬冶金、玻璃、陶瓷窑炉的炉衬 通通过过对对SiO2相相图图的的研研究究，在在制制备备和和使使用用该该材材料料时时，应注意以下几点：应注意以下几点：根根据据晶晶型型转转变变间间的的体体积积变变化化，选选定定以以鳞鳞石石英英为为主主晶晶相相，烧烧成成温温度度将将在在11431743K。一一般般取取中中间间偏偏高高，并并应应有有矿矿化化剂剂和和长时间保温；长时间保温；根据相图，降温时可以稍快，按根据相图，降温时可以稍快，按-L-L-L在升温时，相转变温度附近应缓慢进行；在升温时，相转变温度附近应缓慢进行；该材料宜在该材料宜在11431743K温度范围使用；温度范围使用；1743K以上时，容易方石英化，开裂。以上时，容易方石英化，开裂。一元系统相图一元系统相图相图及其应用52三、三、2CaOSiO2（C2S）系统相图系统相图 C2S是是硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的重重要要成成分分，它它的的相相转转变变，对对硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的生产产生重大影响。生产产生重大影响。加热时加热时:LH 冷却时：冷却时：HL 的转变为单相转变，不可逆转变的转变为单相转变，不可逆转变 L易转变成易转变成，而不易转变成，而不易转变成，是由于，是由于L与与的结构相近，的结构相近，而与而与的结构相差较大的结构相差较大一元系统相图一元系统相图相图及其应用53 -C2S是介稳状态，在同一温度下，自由能大于是介稳状态，在同一温度下，自由能大于 -C2S，从从798K开开始始自自发发转转变变为为-C2S，发发生生体体积积膨膨胀胀，使使C2S晶晶体体粉粉碎碎，在在生生产产中中出出现现水水泥泥熟熟料料粉粉化化，带带来来不不利利影影响响。-C2S具具有有胶胶凝凝性性质质，而而-C2S没没有有胶胶凝凝性性质质。因此，水泥熟料中若发生这一转变，水泥质量就会下降。因此，水泥熟料中若发生这一转变，水泥质量就会下降。防止措施：防止措施：急冷，使这一转变来不及进行，急冷，使这一转变来不及进行，-C2S在室温下保存下来；在室温下保存下来；加加少少量量稳稳定定剂剂（P2O5,Cr2O3,V2O5），使使与与介介稳稳的的-C2S形形成成固固溶溶体体，稳稳定定晶晶格格，防防止止的的转转变变，使使-C2S在在常常温下稳定。温下稳定。一元系统相图一元系统相图相图及其应用54四四、ZrO2系统相图系统相图 在在现现代代科科学学技技术术中中的的应应用用愈愈来来愈愈广广泛泛，归归纳纳起起来来主主要要是是以下三方面：以下三方面：超超高高温温耐耐火火材材料料：熔熔点点达达 2953K,热热化化学学稳稳定定性性好好，可可作作坩坩锅，熔炼金属。锅，熔炼金属。固体电解质：固体电解质：氧敏传感器，定氧测头氧敏传感器，定氧测头 高温发热元件，高温发热元件，ZrO2棒炉棒炉高温结构陶瓷：高温结构陶瓷：磨料，磨料，ZrO2球球 高强度，高韧性材料，高强度，高韧性材料，Y-TZP,PSZ 增韧剂，增韧剂，ZTA,ZTM,一元系统相图一元系统相图相图及其应用55 根据相图，有根据相图，有三种晶型三种晶型 单单斜斜晶晶型型转转变变成成四四方方晶晶型型，并并伴伴有有5%左左右右的的体体积积收收缩缩。这这个个过过程程不不但但是是可可逆逆的的，而而且且转转变变速速度度很很快快。由由于于ZrO2晶晶型型转转化化伴伴有有较较大大的的体体积积变变化化，因因此此在在加加热热或或冷冷却却纯纯ZrO2制制品品过过程程中中会会引引起起开开裂裂，这这样样就就限限制了直接使用制了直接使用.一元系统相图一元系统相图相图及其应用56 为为了了抑抑制制开开裂裂，采采用用加加入入添添加加剂剂的的措措施施，如如MgO,Y2O3,CaO等等，使使其其与与ZrO2形形成成固固溶溶体体，稳稳定定晶晶格格，阻阻止相变。止相变。任任何何事事物物都都有有它它的的两两面面性性，既既有有不不利利的的一一面面，又又有有有利的一面，利用有利的一面，利用ZrO2的相变，可起到的相变，可起到相变增韧相变增韧的目的。的目的。机机理理：当当材材料料受受到到外外力力作作用用时时，微微裂裂纹纹尖尖端端附附近近产产生生张张应应力力，松松弛弛了了t-t-ZrOZrO2 2所所受受的的压压应应力力，使使t-t-ZrOZrO2 2 相相变变为为m-m-ZrOZrO2 2 ,体体积积膨膨胀胀,又又产产生生压压应应力力，不不仅仅抵抵消消外外力力所所造造成成的的张张应应力力而而且且阻阻止止进进一一步步相相变变。相相变变时时，裂裂缝缝尖尖端端能能量量被被吸吸收收（这这能能量量是是裂裂纹纹继继续续扩扩展展所所需需要要的的能能量量），使使得得裂裂纹纹不不能能再再扩扩展展到到前前方方的的压压应应力力区区，裂裂纹纹的的扩扩展展便便停停止止，从从而而提提高高了了陶陶瓷瓷的的断裂韧性和强度。断裂韧性和强度。一元系统相图一元系统相图相图及其应用57硫的相图硫的相图 n 已知硫的固相有正交和单斜两种晶型；n由f=C-P+2=3-P得，体系至多为三相共存。n可能的4个单相有：气相、液相、正交固相、单斜固相，在PT面上各占一块面积；两两组合：C42=6，共有6条两相平衡线；三三组合：C43=4，共有4个三相点。相图及其应用58n曲线AA、BB、CC、AB、BC、CA为两相平衡线，A、B、C为三相平衡点。nBB,AB平衡线的斜率大于零，意味着固态硫的密度大于液态硫,这一点不同于水。硫的相图硫的相图 相图及其应用59uAA、BB、CC的延长线交于O点（单斜相内），其中AO为过冷液态硫线，极易变成单斜硫（AC线）；uCO段为过热正交硫线，极易变成单斜硫（CA线）；uBO段为过冷液态硫线，极易变成单斜硫（BA线）。uO点为正交硫、气态硫、液态硫三相亚平衡点。硫的相图硫的相图 相图及其应用60 正交相正交相 正交正交-单斜平衡单斜平衡 单斜相单斜相 单斜单斜-液相平衡液相平衡 液态硫液态硫当体系由状态X恒压加热到Y时，发生了一系列相变化硫的相图 相图及其应用61一、二元系统相图组成表示法、杠杆规则和相律一、二元系统相图组成表示法、杠杆规则和相律 二二元元系系统统和和单单元元系系统统不不同同点点在在于于二二元元系系统统中中存存在在着着组组成成可可变变的的相相。例例如如熔熔融融液液相相，浓浓度度可可变变。固固溶溶体体，组组成成可可变变。因因而而二元系统中就涉及到组成的表示。二元系统中就涉及到组成的表示。1.1.1.1.组成表示法组成表示法组成表示法组成表示法 用用物物质质的的质质量量分分数数或或物物质质的的量量分分数数来来表表示示物物质质的的组组成成。混混合合物物中中任任一一物物质质的的质质量量与与混混合合物物总总质质量量之之比比称称为为该该物物质质在在此此混混合合物物中中的的质质量量分分数数，用用w w表表示示。混混合合物物中中某某物物质质的的物物质质的的量量与与混混合合物物中中各各物物质质的的物物质质的的量量总总数数的的比比值值称称为为该该物物质质的的物物质质的的量量分分数，数，用用x x表示表示。在看相图时，一定注意二者的区别。在看相图时，一定注意二者的区别。第二节第二节 二元系统相图二元系统相图相图及其应用62二者之间的换算关系：二者之间的换算关系：同样可求得：同样可求得：第二节第二节 二元系统相图二元系统相图例：CaO-ZrO2系统，如知xCaO5%,求质量分数WCaOMCaO=56,MZrO2=123.22WCaO=0.0556/(123.22+(56-123.22)0.05)=0.0231-WA相图及其应用632.杠杆规则杠杆规则 在在二二元元系系统统中中，我我们们常常用用图图示示法法来来表表示示组组成成。这这不不论论是对质量分数还是对物质的量分数，都是极其方便的。是对质量分数还是对物质的量分数，都是极其方便的。第二节第二节 二元系统相图二元系统相图A G B A E D F B 左图线段中的任一点代表体系组分之间一定的比例关系。左图线段中的任一点代表体系组分之间一定的比例关系。例如例如G点，含点，含B的量的量AG/AB，含，含A的量的量GB/AB 右图，假设右图，假设A,B组成的混合物组成的混合物D在某一温度范围内分为两在某一温度范围内分为两相，这两相的组成相当于相，这两相的组成相当于E和和F，如果原始混合物的量用，如果原始混合物的量用d表示，所生成两相的量用表示，所生成两相的量用e、g表示，则有表示，则有de+g。相图及其应用64原原始始组组成成物物中中B的的含含量量与与E、F中中B的含量之和相等。的含量之和相等。将将de+g代入，并整理得：代入，并整理得：第二节第二节 二元系统相图二元系统相图 这个式子表明，由原始混合物所生成的两个相的量和这个式子表明，由原始混合物所生成的两个相的量和从原混合物的组成点到所生成的两个组成点所截成的两从原混合物的组成点到所生成的两个组成点所截成的两线段成反比。这个规则称为线段成反比。这个规则称为杠杆规则。杠杆规则。相图及其应用65 3.3.二元系统中的相律及相图表示法二元系统中的相律及相图表示法二元系统中的相律及相图表示法二元系统中的相律及相图表示法 二元体系中的组分数二元体系中的组分数C=2,据相律得据相律得:f4-P 当当体体系系仅仅有有一一相相时时，最最大大自自由由度度为为3，也也就就是是说说，体体系系的的状状态态由由三三个个可可变变因因素素完完全全确确定定。这这三三个个可可变变因因素素是是温温度度、压压力力和和组组成成。所所以以二元体系的相图必须通过三维空间坐标才能作出。二元体系的相图必须通过三维空间坐标才能作出。组组成成这这一一变变量量可可以以用用作作图图法法表表示示，如如果果在在这这基基础础之之上上再再加加上上温温度度轴轴和和压压力力轴轴，这这样样，就就可可成成一一个个三三维维坐坐标标系系。如如果果我我们们把把各各种种组组成成在在不不同同温温度度、压压力力下下的的相相平平衡衡关关系系用用作作图图的的方方法法描描绘绘出出来来就就得得到到一一个个立立体体的的二二元元系系统统相相图图。组组成成轴轴的的两两个个垂垂直直侧侧面面，即即是是组组分分A和和组组分分B的的单元相图。单元相图。第二节第二节 二元系统相图二元系统相图相图及其应用66 压压力力对对于于相相变变或或熔熔融融的的影影响响可可用用克克一一克克方方程程式式来来确确定定，这这在在一一元元系系相相图图中中已已提提及及。对对二二元元体体系系讲讲，当当压压力力提提高高，体系中的体系中的异成分熔融化合物异成分熔融化合物可过渡到可过渡到同成分熔融化合物。同成分熔融化合物。为什么升高压力可以出现这种变化呢为什么升高压力可以出现这种变化呢?因因为为压压力力的的增增加加一一般般地地总总是是使使物物质质的的熔熔点点提提高高(水水型型物物质质例例外外)，当当不不一一致致熔熔化化合合物物的的熔熔点点，高高出出覆覆盖盖它它的的液液相相线线时，就转变成一致熔化合物了。时，就转变成一致熔化合物了。第二节第二节 二元系统相图二元系统相图相图及其应用67第二节第二节 二元系统相图二元系统相图 压压力力对对无无机机材材料料的的合合成成具具有有一一定定的的作作用用。但但在在目目前前的的实实际际相相图图手手册册中中却却很很少少有有这这种种完完全全的的相相图图。一一般般只只限限于于表表示示恒恒压压下下(如如101.325kPa)的的相相平平衡衡关关系系(所所谓谓等等压压图图)，或或者者表表示示 恒恒 温温 下下 的的 相相 平平 衡衡 关关 系系(等等 温温 图图)。最最 常常 用用 的的 是是 在在101.325kPa下下的的等等压压图图，在在等等压压图图的的情情况况下下，实实际际上上压压力力这个变量被固定为一个常数，按照相律：这个变量被固定为一个常数，按照相律：f3-P 也就是最大自由度为也就是最大自由度为2，即温度和组成。，即温度和组成。相图及其应用68二、二元相图基本类型二、二元相图基本类型1.不生成化合物，具有一个低共熔点的二元相图不生成化合物，具有一个低共熔点的二元相图 这这类类相相图图中中的的两两个个组组分分在在液液态态时时可可以以无无限限互互溶溶，在在固固体体状状态态时时完完全全不不互互溶溶，各各自自保保持持自自己己的的晶晶格格，故故当当液液相相析析晶时，所析出的晶体的组成和两个纯组分的组成相同。晶时，所析出的晶体的组成和两个纯组分的组成相同。我们先看一下我们先看一下拉乌尔定律拉乌尔定律：第二节第二节 二元系统相图二元系统相图相图及其应用69第二节第二节 二元系统相图二元系统相图 纯纯液液体体在在一一定定温温度度具具有有一一定定的的蒸蒸气气压压。如如果果溶溶剂剂中中加加入入任任何何少少量量的的溶溶质质必必然然会会降降低低单单位位容容积积中中溶溶剂剂分分子子的的浓浓度度，因因而而也也减减低低了了单单位位时时间间内内单单位位面面积积上上可可能能由由液液相相飞飞进进气气相相的的分分子子数数，结结果果在在较较低低的的蒸蒸气气压压力力下下，液液体体与与蒸蒸气气间间已已可可达达到到平平衡衡，因因此此溶溶剂剂在在溶溶液液上上的的饱饱和和蒸蒸气气压压，恒恒小小于于纯纯溶溶剂剂的的饱饱和和蒸蒸汽汽压压。而而且且，溶溶液液中中溶溶质质浓浓度度愈愈大，蒸气压大，蒸气压 也愈多。也愈多。相图及其应用70 溶剂蒸气压与浓度之间的关系式可表示为：溶剂蒸气压与浓度之间的关系式可表示为：p1=x1p10 x1表表示示溶溶液液中中溶溶剂剂的的物物质质的的量量分分数数，恒恒小小于于1；所所以以p1p10,这是这是拉乌尔定律拉乌尔定律 若若是是含含有有非非挥挥发发性性溶溶质质的的溶溶液液，由由于于降降低低了了溶溶剂剂的的蒸蒸气气压压，也也就就降降低低了了溶溶液液的的总总蒸蒸气气压压，这这必必然然导导致致沸沸点点上升上升和和凝固点下降凝固点下降.第二节第二节 二元系统相图二元系统相图相图及其应用71如果加入了如果加入了挥发性物质挥发性物质，情况又如何？，情况又如何？沸沸点点：在在沸沸点点时时，只只要要溶溶液液的的总总蒸蒸气气压压达达到到101.325kPa，气气泡泡就就可可以以上上升升，破破裂裂，出出现现沸沸腾腾，所所以以当当挥挥发发性性物物质质加加入入溶溶剂剂中中，由由于于这这些些溶溶质质参参与与溶溶液液的的总总蒸蒸气气压压，通通常常使使沸沸点点降低降低凝凝固固点点：如如果果析析出出纯纯溶溶剂剂的的晶晶体体，凝凝固固点点下下降降。因因为为溶溶液液的的凝凝固固点点是是溶溶液液中中溶溶剂剂具具有有与与纯纯固固态态溶溶剂剂相相同同蒸蒸气气压压时时的的温温度度，即即使使是是加加入入了了挥挥发发性性物物质质，虽虽说说溶溶液液总总的的蒸蒸气气压压上上升升，但是溶剂的蒸气压仍然是下降，所以凝固点仍是下降。但是溶剂的蒸气压仍然是下降，所以凝固点仍是下降。那么有没有凝固点上升的现象呢那么有没有凝固点上升的现象呢?有的有的，这些将在讨论固溶体相图时再分析。，这些将在讨论固溶体相图时再分析。第二节第二节 二元系统相图二元系统相图相图及其应用72第二节第二节 二元系统相图二元系统相图 由由此此我我们们得得到到一一个个重重要要的的启启示示，就就是是利利用用拉拉乌乌定定律律解解释释凝凝固固点点下下降降时时，只只能能适适用用于于被被析析出出的的固固体体的的成成分分和和纯纯溶溶剂剂相相同同的的条条件件下下，不不难难发发现现目目前前要要讨讨论论的的二二元元系系统统完完全全符符合合这这一条件。一条件。相图及其应用73 因因为为这这二二组组分分在在固固态态时时完完全全不不互互溶溶，在在冷冷凝凝时时析析出出的的晶晶体体组组成成和和两两个个纯纯组组分分的的组组成成相相同同。我我们们用用A、B表表示示两两个纯组分。个纯组分。第二节第二节 二元系统相图二元系统相图 A的凝固点温度是的凝固点温度是TA，B的凝固点温度是的凝固点温度是TB，当在纯，当在纯A的熔体中，加入熔质的熔体中，加入熔质B时，时，凝固点要下降，于是可以得凝固点要下降，于是可以得到一个曲线到一个曲线TAP。同样，在。同样，在B的熔体中加入的熔体中加入A时，凝固点时，凝固点也要下降，于是得到曲线也要下降，于是得到曲线TBQ，两线，两线相交于相交于E点点。相图及其应用74 TAE表表示示了了各各组组成成混混合合物物升升温温熔熔融融后后降降温温过过程程中中开开始始析析出出A晶体的温度曲线。晶体的温度曲线。TBE各各组组成成混混合合物物，升升温温熔熔融融后后降降温温过过程程中中开开始始析析出出B晶晶体的温度曲线。体的温度曲线。由由于于TAE、TBE线线之之上上是是液液相相，我我们们称称TAE、TBE为为液液相线相线。液液相相线线交交点点E称称为为低低共共熔熔点点，在在该该点点处处液液相相将将同同时时对对A、B饱饱和和，也也就就是是A和和B两两种种晶晶相相将将同同时时析析出出。由由于于在在该该点点处处是是三相平衡，按相律自由度为零，故称为三相平衡，按相律自由度为零，故称为无变量点无变量点。通通过过低低共共熔熔点点E可可作作一一条条相相当当于于温温度度TE的的恒恒温温线线，在在此此线线以以下下温温度度，体体系系全全为为固固相相，在在此此线线以以上上温温度度，固固相相和和液液相相处处于于平平衡衡，或或全全部部是是液液相相。我我们们把把这这条条线线称称为为固固相相线线(solidue).第二节第二节 二元系统相图二元系统相图相图及其应用75第二节第二节 二元系统相图二元系统相图不同位置各点的析晶曲线不同位置各点的析晶曲线相图及其应用76 1点点：当当温温度度高高于于ta时时，系系统统是是单单变变量量，即即f=1，温温度度继继续续降降低低，在在a点点有有固固相相A析析晶晶出出来来，使使系系统统变变为为无无变变量量，自自由由度度f0。这这时时析析晶晶所所放放出出的的热热量量补补偿偿了了冷冷却却失失去去的的热热量，温度就维持恒定不变。量，温度就维持恒定不变。纯物质纯物质B（点点5）的冷却过程与上述相同。）的冷却过程与上述相同。第二节第二节 二元系统相图二元系统相图相图及其应用77第二节第二节 二元系统相图二元系统相图 2点点：当当温温度度高高于于t1时时，系系统统是是双双变变量量，也也就就是是必必须须固固定定温温度度和和组组成成才才能能确确定定此此系系统统。如如果果2点点的的组组成成不不变变，那那么么在在冷冷却却时时只只能能沿沿2d线线下下降降。温温度度冷冷却却到到t1时时，系系统统达达到到了了液液相相线线上上的的d点点，这这说说明明该该组组成成在在这这个个温温度度时时，熔熔体体已已对对A物物质质饱饱和和，所所以以A开开始始析析晶晶出出来来。由由于于结结晶晶过过程程要要放放出出凝凝固固热热，所所以以使使系系统统的的冷冷却却速速度度变变慢慢，随随着着结结晶晶A的的析析出出，熔熔体体中中含含B就较多。因此，熔体的组成沿就较多。因此，熔体的组成沿dE变化。变化。相图及其应用78 第二节第二节 二元系统二元系统相图相图 在此范围内，系统是单变量，温度与液相组成由在此范围内，系统是单变量，温度与液相组成由dE代代表。温度达到表。温度达到tE，熔体同时为，熔体同时为A、B两种物质所饱和，固两种物质所饱和，固相相B开始析出，系统为无变量。液相组成为开始析出，系统为无变量。液相组成为E，始终不变，始终不变，而而A和和B两种物质以两种物质以E点组成的比例析出。点组成的比例析出。在在dE阶段，析出的固相组成不变，固相的路线阶段，析出的固相组成不变，固相的路线t1tE到达到达tE后，体系要在此停留一段时间，直到液相干涸，在后，体系要在此停留一段时间，直到液相干涸，在此点，液相组成不变，而数量逐渐减少，固相组成沿此点，液相组成不变，而数量逐渐减少，固相组成沿gK方向移动。方向移动。在这范围内的任一温度，固相与液相的数量比例由在这范围内的任一温度，固相与液相的数量比例由杠杠杆规则杆规则决定。决定。相图及其应用79 当当固固相相组组成成为为n时时，固固相相量量/液液相相量量=KE/Kn，当当最最后后一一滴滴液液干干涸涸时时，固固相相组组成成正正好好和和原原始始组组成成相相同同。此此时时由由于于消消失失了了一相，系统又成为单变量，温度继续下降直到室温。一相，系统又成为单变量，温度继续下降直到室温。组组成成点点2的的最最后后产产物物中中存存在在有有较较大大的的A晶晶体体颗颗粒粒，还还有有小小晶体晶体A和和B包围着。包围着。第二节第二节 二元系统相图二元系统相图相图及其应用80第二节第二节 二元系统相图二元系统相图 点点3：两两种种物物质质A和和B同同时时在在tE温温度度凝凝固固，在在此此温温度度停停留留的的时时间间最最长长，冷却曲线上的平台最长。冷却曲线上的平台最长。点点4：和和点点2的的冷冷却却情情况况相相似似，不不过过最最初初在在Q点点析析出出的的晶晶体体是是B不不是是A,所所以以最最后后产产物物中中存存在在有有大大颗颗粒粒的的晶晶体体B，还还有有小小晶体晶体A和和B包围着包围着。相图及其应用81 泰曼三角形：泰曼三角形：从从冷冷却却过过程程的的分分析析可可以以知知道道，各各种种不不同同的的组组成成冷冷却却时时，在在低低共共熔熔温温度度处处停停留留的的时时间间是是不不一一样样的的，愈愈靠靠近近纯纯组组分分则则在在低低共共熔熔温温度度停停留留时时间间愈愈短短，愈愈靠靠近近低低共共熔熔点点则则停停留留时时间间愈愈长长。如如果果我我们们将将各各组组分分在在低低共共熔熔温温度度处处停停留留的的时时间间垂垂直直地地画画在在相相应应的的组组成成上上，将将这这些些线线段段的的末末端端连连起起来来，所所形形成成的的三三角角形形，叫叫泰泰泰泰曼曼曼曼三三三三角角角角形形形形。三三角角形形的的高高，相相当当于于低低共共熔物熔物xe的位置。的位置。泰泰曼曼三三角角形形法法亦亦可可求求得得同同成成分分或或异异成成分分熔熔融融化化合合物物的的准准确确组组成成，因为这些组成位置在三角形上的高度等于零或最大。因为这些组成位置在三角形上的高度等于零或最大。第二节第二节 二元系统相图二元系统相图相图及其应用822.2.具有一个同成分熔融化合物的二元系统相图具有一个同成分熔融化合物的二元系统相图 同同成成分分熔熔融融化化合合物物亦亦称称一一致致熔熔化化合合物物。它它的的含含义义是是该该化化合合物物在在熔熔融融时时，所所得得液液相相的的组组成成与与化化合合物物固固相相组组成成相相同同。由由于于化化合合物物有有确确定定的的同同成成分分熔熔点点，并并且且此此熔熔点点在在加加入入其其它它任任一一纯纯组组分分时时会会降降低低，直直到到和和两两边边纯纯组组分分的的液液相相线线相相交得到二个低共熔点交得到二个低共熔点E E1 1、E E2 2为止。为止。第二节第二节 二元系统相图二元系统相图相图及其应用83第二节第二节 二元系统相图二元系统相图 这这种种相相图图实实际际上上可可以以看看成成是是两两个个简简单单二二元元体体系系相相图图。其其任任何何组组成成的的熔熔体体的的结结晶晶途途径径及及其其平平衡衡状状态态和和前前述述的的无无化化合合物物生生成成的的二二元元体体系系基基本本一一样样。因因此此，无无论论体体系系中中形形成成有有多多少少个个一一致致熔熔化化合合物物，而而使使相相图图复复杂杂化化，但但当当将将它它划划分分成成几几个个简简单单体体系系后后，问问题题的的讨论就显得简单而容易。讨论就显得简单而容易。相图及其应用84 值值得得注注意意的的是是一一致致熔熔化化合合物物熔熔点点C处处出出现现的的情情况况。同同成成分分熔熔点点C处处是是固固液液二二相相平平衡衡，按按照照等等压压情情况况下下二二元元系系统统相相律律计计算算，应应当当是是单单变变量量性性质质，但但实实际际上上在在此此点点自自由由度度为为零零。其其原原因因是是由由于于在在同同成成分分熔熔点点处处，固固相相和和液液相相的的成成分相同，实质上体系已成为分相同，实质上体系已成为特殊的单组分体系特殊的单组分体系。这这种种在在特特殊殊条条件件下下，要要求求平平衡衡二二相相为为相相同同组组成成而而使使体系消失一个自由度的点称为体系消失一个自由度的点称为呆性点呆性点(indifferent point)。第二节第二节 二元系统相图二元系统相图相图及其应用85第二节第二节 二元系统相图二元系统相图 一一致致熔熔化化合合物物若若是是一一个个非非常常稳稳定定的的化化合合物物，甚甚至至在在熔熔融时也不解离，那么相应的液相线就会出现融时也不解离，那么相应的液相线就会出现尖峭高峰形尖峭高峰形，若化合物部分分解时，熔化温度将降低，所以化合物愈不若化合物部分分解时，熔化温度将降低，所以化合物愈不 稳稳定定，最最高高点点也也愈愈平平滑滑。从从曲曲线线的的平平滑滑程程度度，可可以以近近似似地地 推算熔融态内化合物的分解程度。推算熔融态内化合物的分解程度。相图及其应用86 体体系系中中所所形形成成的的化化合合物物只只能能在在固固态态中中存存在在，不不能能在在液液态态中中存存在在，因因为为当当加加热热这这类类化化合合物物时时，还还不不到到其其熔熔点点，化化合合物物就就分分解解成成为为溶溶液液和和另另一一固固体体。具具体体到到这这个个相相图图，就就是是分分解解成成液相液相P和和B晶体。晶体。这这类类相相图图是是不不能能划划分分成成两两个个简简单单的的二二元元相相图图，因因此此其其析析晶晶过过程程比比较较复复杂杂。下下面面我我们们看看一下几个典型组成的析晶过程。一下几个典型组成的析晶过程。第二节第二节 二元系统相图二元系统相图3.3.具有异成分熔融化合物的二元体系相图具有异成分熔融化合物的二元体系相图相图及其应用871点：点：3点：点：第二节第二节 二元系统相图二元系统相图相图及其应用88 2点：点：当当固固相相组组成成变变化化至至G点点时时，由由杠杠杠杠定定律律可可知知液液相相还还没没有有消耗完，而晶体消耗完，而晶体B已先消耗完毕。已先消耗完毕。从从讨讨论论三三种种熔熔体体的的结结晶晶过过程程中中可可看看到到，结结晶晶结结束束点点有有两两种种可可能能，一一是是结结束束于于低低共共熔熔点点，最最后后得得到到的的产产物物是是A和和AmBn晶晶体体;另另一一种种是是结结束束于于转转熔熔点点P，得得到到的的最最后后产产物物是是B和和AmBn晶晶体体。决决定定结结晶晶结结束束点点的的因因素素是是原原始始配配比比组成点的位置组成点的位置。第二节第二节 二元系统相图二元系统相图相图及其应用89 低低共共熔熔点点和和