6.2 单元系统.ppt

第二节 单元系统 对于单元系统：只有一种组分，不存在浓度问题，影响系统的平衡因素只有温，压 ： F＝C－P＋2＝1－P＋2＝3－P ——即系统中存在的相数不能大于3个 (1)各相区内：P＝1，F＝2; (2) 各平衡线上：P＝2，F＝1; (3) 相变点B、C上：P＝3，F＝0 四、SiO2系统的相图 典型例子为SiO2系统相图，SiO2存在多种同质多晶现象，具有7种晶型，其相图相对较复杂 SiO2在自然界储量很大，以多种矿物的形态出现。如水晶、玛瑙、砂岩、蛋白石、玉髓、燧石等。 在常压和有矿化剂存在的条件下，固态有7种晶型，其转变温度如下： 一、水的相图 二、一元相图的型式 三、可逆和不可逆的多晶转变 四、SiO2系统的相图 五、ZrO2 系统 蒸发 溶解 升华 A B C O C’ S L g 临界点 压 强 温度 一、水的相图 注意： 冰点：是一个大气压下被空气饱和的水和冰的平衡共存温度； 三相点O：是在它自己的蒸汽压力(4.579mmHg)下的凝固点(0.0099℃)。 2000个大气压以上，可得几重冰，比重大于水。 T＝374℃ P＝217.7大气压 A B C O C’ S L g 蒸发 溶解 升华 临界点 P 温度 解释界线的斜率： 由克劳修斯－克拉珀龙方程dp/dT=ΔH/TΔV , 从低温型向高温转变， ΔH0 L ? g ；S ? g ΔV0, 则斜率0 ； 而S ? L 冰变成水ΔV0 , 斜率0 , 其它金属或SiO2 ,, ΔV0 ,则斜率0 。 如对于有晶型转变的，由于ΔV很小，因而其界线几乎是垂直的。 有多晶转变的一元系统相图型式。 E F 压强 A f = 2 B f =0 C f=0 D 温 度 气相 f =2 β-固相 f=2 α-固相 f=2 液相 二、一元相图的型式 一元系统相图中各平衡相 名称 平衡相 ABCD 气相 ABE β-固相 相区 EBCF α-固相 FCD 液相 AB 气相- β-固相 相线 BC 气相- α-固相 CD 气相－液相 BE β-固相－ α-固相 FC α-固相－液相 相点 B β-固相－ α-固相－气相 C α-固相－气相－液相 1. 可逆 三、可逆和不可逆的多晶转变 实线表示稳定态，虚线表示介稳态。 晶体1 晶体2 液相 特点：(1)晶体I，晶体2都有稳定区； (2) T12T1 ,，T2(熔点) P T 1 1/ 2 2/ L L/ T12 T1 T2 P T 1 1/ 2 2/ L L/ T12 T1 T2 稳定相与介稳相的区别： (1) 每一个稳定相有一个稳定存在的温度范围，超过这个范围就变成介稳相。 (2) 在一定温度下，稳定相具有最小蒸汽压。 (3) 介稳相有向稳定相转变的趋势，但从动力学角度讲，转变速度很慢，能 长期保持自己的状态。 特点： (1) 晶体II没有自己稳定存在的区域。 (2) T12点是晶型转变点，T2是晶体II的熔点，T1 是晶I的熔点。 晶体I 晶体II T1 T2 T12 液 相 L/ T P L g s L 2 1 1/ 2. 不可逆 2/ T2 T1 T12 α石英