相平衡与相图二元.pdf

材料科学基础 6 相平衡和相图 6.3 二元相图 6.3 二元系统相图 一、二元系统组成表示法 二、杠杆规则 三、二元系统相图的基本类型 四、二元专业相图举例 一、二元系统组成表示法 1. 二元系统概述 二元系统是含有二个组元（C ＝2 ）的系统，如CaO- SiO 系统，Na O-SiO 系统等。根据相律F ＝C－P ＋2 ＝4 － 2 2 2 P，由于所讨论的系统至少应有一个相，所以系统最大自 由度数为3，即独立变量除温度、压力外，还要考虑组元的 浓度。对于三个变量的系统，必须用三个坐标的立体模型 来表示。 但是，在通常情况下，对于凝聚系统可以不考虑压力的改 变对系统相平衡的影响，此时相律可以下式表示： F ＝C－P ＋1 在后面所要讨论的二元、三元、四元系统，如果没做特别 说明都是指凝聚系统。 对于二元凝聚系统，C=2，相律为： F ＝C－P ＋1＝3 －P 当Pmin ＝1时 Fmax ＝2 当Fmin ＝0时 Pmax ＝3 可见，在二元凝聚系统中平衡共存的相数最多为三个， 最大自由度数为2 。这两个自由度就是指温度（T ）和两 组元中任一组元的浓度（x ）。 因此二元凝聚系统相图仍然可以用平面图来表示，即以 温度-组成图表示。 2.二元系统组成表示法 • 横坐标组分，纵坐标温度 T • 组成轴的两个端点表示两 个纯组分A 、B M T 1 • 中间任意一点表示AB组 成的二元系统，A 、B的 B含量 A含量 含量可由其位置计算出来 A %B B 相图中的任意一点既代 T 表一定的组成又代表系统所 处的温度，如M点表示组成为 M T 30 ％的A和70 ％的B的系统处 1 于T1温度。由于在二元凝聚 系统中温度和组成一定，系 B含量 A含量 统的状态就确定了，所以相 图中的每一点都和系统的一 A %B B 个状态相对应，即为状态点。 二、杠杆规则 杠杆规则是相图分析中一个重要的规则，它可以 计算在一定条件下，系统中平衡各相间的数量关系。 G •M M=G •MM 1 1 2 2 两个新相M 和M 在系统中的含量为： 1 2 G =(MM /M M )% 1 2 1 2 G =(M M/M M )% 2 1 1 2 上式表明：如果一个相分解为二个相，则生成的两个相的