二组分固液相图类比液气相图.PPT

第五章 相平衡(第三部分) 第四节 二组分固液相图 类比液气相图，假设液相全浓度完全互溶始终一相 （一）二组分液态混合物生成固相情况 生成化合物， 一个固相 晶体-晶格点阵-晶胞单元-空间周期性无限排列 完全有序 --原子晶体(不同的金属原子) --离子晶体(不同的阳离子、阴离子) --分子晶体(不同的分子) 分散系，二个组分，二个固相 固溶体(固态溶液) 一个相 晶格点阵水平的混合 但不形成完全周期性的晶胞 无序 通常溶质的原子、分子或离子进入溶剂晶格，仍保持溶剂晶格形状 （一）二组分液态混合物生成固相情况 固溶体的类型 根据溶质原子、离子或分子在溶剂晶格中所处的位置 可将固溶体分为三种类型： 置换固溶体： 溶质原子、离子或分子代替了一部分溶剂原子、离子或分子占据溶剂晶格某些格点位置而形成固溶体。 间隙固溶体： 溶质原子、离子或分子嵌入溶剂格点之间的空间形成的固溶体 缺位固溶体： 晶格格点有些为溶质原子、离子或分子，有些是溶剂原子、离子或分子，还有些出现空位。 完全无限互溶固溶体 置换固溶体 溶质溶剂晶格结构相同，晶格常数相差不大 具有相同的原子或离子、分子构成（相同的分子式） 熔点相差不远(相互作用相似)和粒子大小相差不大 金属类 Ag-Au Au-Pt Cu-Pt 氧化物类 MgO-NiO Al2O3-Cr2O3 融盐类 AgCl-NaCl 1. 固溶体与化合物差别: 没有一个晶胞可以周期性无限排列形成晶体 无序 2. 固溶体与分散系差别: 宏观上无论多小，都是均匀一致的 分子水平、晶格点阵水平的均匀和一致 3. 生成均匀固溶体晶体: 缓慢结晶、多次退火，反复结晶熔融，充分扩散，最终形成高度混乱无序的固态溶液 （二）二组分固液相图 p一定, f*= 3-F 单相区, f*=2, 温度和浓度一定范围自由变化 两相平衡区, f*=1, 温度-浓度一定关系, 若温度变化，浓度也随之变化 三相共存, f*=0, 温度和浓度确定 例如：若二组分在熔融态混溶为溶液，但固态互不相溶，当两种晶体都结晶析出并与液相共存时，或者两个固相一旦出现熔融态时：F=3, f*=0, 此时温度固定、液相浓度固定，该温度称为低共熔点(凝固点降低) 一、简单的低共熔二元相图及绘制 1. 热分析法： 将体系缓慢而均匀的冷却或加热 如果体系没有发生相的变化（热容变化很小） 那么温度随时间的改变是均匀的 如果体系有相变发生（相变热及各相组成引起热容变化） 这时温度随时间改变就会出现变化 步冷曲线：熔融状态缓慢冷却温度-时间曲线 结合相律，绘制相图 wB 2. 溶解度法（水-盐体系） 测不同温度下溶液的浓度与相应的固相组成 饱和溶液： 固相盐+溶液 F=2, f*=1, 溶液的浓度～T一定关系 有冰析出时F=3, f*=0, T与浓度具有固定值 非饱和溶液：降温，冰先析出，F=2, f*=1 浓度升高，饱和，开始有盐析出F=3, f*=0 3. 形成稳定化合物 　A+B=AB 若A:B=1:1, 组分C=1 若 A or B 过量,　 C=2 　过量B与A混合，由AB和未反应的B组成，B与AB形成共熔物 过量A与B混合，由AB和未反应的A组成，A与AB形成共熔物 多种化合物，根据过量判断成分，二元简单低共熔相图组合合并 4. 不稳定化合物 生成化合物不稳定， 发生分解； 分解温度称为 异成份熔点， 或转熔温度； 该化合物只在低于 该温度时存在。 Na+l (2) (1) (3) 5. 固相发生变化或晶型发生转变的相图 二、固液都是完全互溶的相图 区域熔炼 类似精馏 三、固相部分互溶 三、固相部分互溶 第五节 三组分系统相图 f = 5 - F , T, p一定, f** = 3 - F， F =