相图及其应用3-1.pdf

第三节三元系统相图 一.相律与组成表示法 1.相律 在压力恒定的条件下，三元体系的相律应是： f=C-P+1 当系统存在一相时，具有最大自由度f=3 当f=0时，P＝4，有4相共存 最大自由度为3，说明有两个浓度和一个温度为独立变 量，这需要三维空间来表示体系的状态，一般用正三棱柱。 正三角形三个顶点表示三个纯组分，而纵坐标表示温度。 1 第三节三元系统相图 2.组成表示方法及几个规则 正三棱柱的底部的正三角形称为浓度三角形 （吉布 斯三角形）。三个顶点表示三个纯组分A 、B、C的组成， 三条边表示三个二元系统A-B, B-C, C-A 的组成，三角 形内的任意一点都表示含有A,B和C三个组分的三元体 系，但各点中所含组分A,B,C 的比例不等。 ◆三角形内任意一点M的组成表示法： 通过M点，作三条边的平行线，从而可知某组分的 含量，如图 或通过M点作平行于三角形两 边的直线，然后根据它们在第三边 所得的截线来表示。 2 第三节三元系统相图 1) 等含量规则 平行于三角形一边的直线，线上任一组成点所含对 面顶点组分的含量不变，如图中MN线上的任意点，C 含量不变。 3 第三节三元系统相图 2) 恒比例规则 三角形一顶点和其对边任意点的连线，线上任一组成 点中，其余两组分含量的比例不变。 MN两点所含A 、B组分的比例相同，利用相似三角形 很容易证明。 4 第三节三元系统相图 3)杠杆规则 二元系统相图中的杆杠规则在三元系统相图中同样适用. 设有两个三元混合物的组成为M和N，其质量分别是m和n， 混和后的新混合物之组成点P，一定落在MN连线上，且有 MP n [证明] PN m 设：M中的A含量a1 N中的A含量a2 P中的A含量x 有ma1 +na2 ＝x （m+n） n a x MQ MP 整理得: 1 根据相似三角形： m x a2 QR PN 所以 n MP m PN 5 第三节三元系统相图 二.在固态中完全不互溶的三元相图类型 1.具有一个低共熔点不生成化合物的三元相图 1)相图的构成 它是一个正三棱柱，三个侧面代表 了三个具有低共熔点的简单二元相图。 一个二元混合物，当加入第三种物质后 熔点还要继续降低。因此从三个纯组分 的熔点及相应的二元液相线出发，形成 了向下倾斜的三个液相面，这三个液相 面相汇的一点E为三元低共熔点。这点 的温度比三个二元低共熔点的温度都低。 通过E点作一个与底面平行的平面，称 为固相面。