相图知识和自由能曲线.ppt

;content;二元相图的几何规律; 3.二元相图中的三相平衡必为一条水平线，它表示恒温反应。水平线上存在三个表示平衡相的成分点，其中两点应在水平线的两端，另一点在端点之间。水平线的上下方分别与三个两相区相接。 4.当两相区与单相区的分界线与三相等温线相交，则分界线的延长线应进入另一两相区内，而不会进入单相区内。;;错误二元相图示例;二、三元相图的杠杆定律和重心定律;杠杆定律; 由一相分解为两相时，这两相组成点必分布于原始组成点的两侧，且三点成一条直线。 在三元系统中，还会遇到已知三个三元混合物生成一个新混合物，求新混合物的组成；或者一种混合物分解成三种物质，求它们的质量比等问题，解决这类问题要应用两次杠杆规则，并可由此导出浓度三角形中的重心规则。; 把Ｍ、Ｎ、Ｑ 三相混合，要得到新相点Ｐ，可采用下述方法：根据杠杆规则先将Ｍ 和Ｎ 混合成Ｓ，Ｓ 相的组成点必定在ＭＮ 连线上，且在Ｍ 和Ｎ 之间，具体位置要根据Ｍ、Ｎ 的相对数量而定，接着把Ｓ 和Ｑ 混合得到Ｐ 相。即Ｍ＋Ｎ＝Ｓ，Ｓ＋Ｑ＝Ｐ。综合两式，Ｍ ＋Ｎ ＋Ｑ ＝Ｐ。; 上式称为重心位置规则，其含义是Ｐ 相可以通过Ｍ 、Ｎ、Ｑ 三相合成而得，Ｐ 相的数量等于Ｍ 、Ｎ、Ｑ 三相数量之总和，Ｐ 相的组成点处于Ｍ 、Ｎ、Ｑ 三相所构成的三角形内，其确切位置可用杠杆规则分步求得。反之，从Ｐ 相可以分解出Ｍ 、Ｎ、Ｑ 三相。 Ｐ 点所处的这种位置称为重心位置。若Ｐ 为液相点，则此过程为低共熔过程。 这里应特别指出，重心位置是指力学中心位置，而并非几何中心位置，只有当三个原始混合物的数量都一样时，其重心位置才是几何中心位置。;XA、XB：摩尔分数； μ0A、μ0B：摩尔自由能； R：气体常数。;Ω：相互作用参数，表达式为： Ω = NAZ[eAB―（eAA + eBB）/2] NA：常数； Z：配位数； eAB 、eAA 、 eBB：结合能。 ; (a) Ω0：eAB （eAA + eBB）/2，AB相互吸引，形成 短程有序，此时ΔHm0；;多相平衡的公切线原理 ;左图：两相平衡的自由能曲线图;图左： 二元系中三相平衡时的自由能-成分曲线 ;用自由能—成???曲线推测相图;由一系列自由能曲线求得两组元互相完全溶解的相图 ; 下图是由5个不同温度下的自由能—成分曲线得A、B两组元形成的共晶系相图。 ;自由能-温度曲线图;可以看出，无论是液体还是晶体，其自由能均随温度升高而降低，并且液体自由能下降的速度更快。两条自由能曲线的交点温度T0称作理论结晶温度，在该温度下，液体和晶体处于热力学平衡状态。在T0以下，晶体的自由能较低，因而物质处于晶体状态稳定，在T0以上则液体稳定。可见，结晶只有在理论结晶温度以下才能发生，这种现象称作过冷。结晶的驱动力是实际结晶温度（T1）下晶体与液体的自由能差ΔGV。而理论结晶温度（T0）与实际结晶温度（T1）的差值称作过冷度（ΔT），即ΔT=T0-T1。 ;