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§5.8 低共熔二元相图 简单的低共熔二元相图 结晶法精制盐类 水-盐冷冻液 形成化合物的系统 形成化合物的系统 * 简单的低共熔二元相图 形成化合物的系统 1. 热分析法 基本原理：二组分系统 C=2，指定压力不变， 双变量系统 单变量系统 无变量系统 f * = C +1 -? =3 -? ? = 1 ? = 2 ? = 3 f * = 2 f * = 1 f * = 0 首先将二组分固相系统加热熔化，记录冷却过程中温度随时间的变化曲线，即步冷曲线 当系统有新相凝聚，放出相变热，步冷曲线的斜率变小 出现转折点 出现水平线段 据此在T-x图上标出对应的位置，得到二组分低共熔T-x图 1. 热分析法 Cd-Bi二元相图的绘制 t/s Cd-Bi二元相图的绘制 纯Bi的步冷曲线 1. 加热到a点，Bi全部熔化 2. 冷至A点,固体Bi开始析出 温度可以下降 温度不能改变，为Bi熔点 3. 全部变为固体Bi后 温度又可以下降 纯Cd步冷曲线与之相同 Cd-Bi二元相图的绘制 1. 加热到b点,Bi-Cd全部熔化 2. 冷至C点,固体Bi开始析出 温度可以下降,组成也可变 温度可以下降 3.D点固体Bi、Cd同时析出 温度不能改变 的步冷曲线 4.熔液消失,Bi和Cd共存 温度又可下降 Cd-Bi二元相图的绘制 1. 加热到c点,Bi、Cd全部熔化 2.冷至E点,Bi和Cd同时析出 温度可以下降,组成也可变 温度不能改变 的步冷曲线 3. 熔液消失,Bi和Cd共存 温度又可下降 Cd-Bi二元相图的绘制 4．完成Bi-Cd T-x相图 连接A,C,E点,得到Bi(s)与熔液两相共存的液相组成线 连接H,F,E点,得到Cd(s)与熔液两相共存的液相组成线 连接D,E,G点，得到Bi(s),Cd(s)与熔液共存的三相线；熔液的组成由E点表示。 这样就得到了Bi-Cd的T-x图。 Cd-Bi二元相图的绘制 图上有4个相区： 1. AEH线之上， 熔液(l)单相区 2. ABE之内， Bi(s)+ l 两相区 3. HEM之内， Cd(s)+ l 两相区 4. BEM线以下， Bi(s)+Cd(s)两相区 Cd-Bi二元相图的绘制 有三条多相平衡曲线 1. ACE线，Bi(s)+熔液 共存时的熔液组成线。 2. HFE线，Cd(s)+熔液 共存时的熔液组成线。 3. BEM线，Bi(s)+熔液+ Cd(s) 三相平衡线，三个相的组成分别由B，E，M三个点表示。 Cd-Bi二元相图的绘制 有三个特殊点： A点是纯Bi(s)的熔点 H点是纯Cd(s)的熔点 E点是Bi(s)+熔液+Cd(s) 三相共存点。 因为E点温度均低于A点和H点的温度，称为低共熔点 在该点析出的混合物称为低共熔混合物 它不是化合物，由两相组成，仅混合得非常均匀 E点的温度会随外压的改变而改变 在这T-x图上，E点仅是某压力下的一个截点 Cd-Bi二元相图的绘制 下面的小图标是金相显微镜的观察结果 后析出的固体镶嵌在先析出固体的结构之中 纯Bi(s)与纯Cd(s)有其自身的金属结构 低共熔物有致密的特殊结构,两种固体呈片状或粒状均匀交错在一起,这时系统有较好的强度 2. 溶解度法 溶解度法主要绘制水-盐系统相图 冰+溶液 溶液 单相 相图的绘制 T/K 2. 溶解度法 图中有四个相区： LAN 以上溶液单相区 LAB 之内冰+溶液两相区 NAC 以上， BAC 线以下， 冰+溶液 溶液 单相 T/K 与溶液两相区 冰与 两相区 2. 溶解度法 冰+溶液 溶液 单相 T/K 有三条两相交界线： LA线 冰+溶液两相共存时，溶液的组成曲线，也称为冰点下降曲线。 AN线 +溶液两相共存时，溶液的组成曲线，也称为盐的饱和溶度曲线。 BAC线 冰+ +溶液三相共存线。 2. 溶解度法 冰+溶液 溶液 单相 T/K 有两个特殊点： L点 冰的熔点 盐的熔点极高，受溶解度和水的沸点限制，在图上无法标出 A点 冰+ +溶液三相共存点 溶液组成在A点以左者冷却，先析出冰； 在A点以右者冷却，先析出 2. 溶解度法 冰+溶液 溶液 单相 T/K 例16 例22 例20 冷却至Q点，有精盐析出。 母液中的可溶性杂质过一段时间要处理或换新溶剂 再升温至O点，加入粗盐，滤去固体杂质，使物系点移到S点，再冷却，如此重复，将粗盐精制成精盐。 将粗 盐精制。首先将粗盐溶解，加温至353 K，滤去不溶性杂质，设这时物系点为S 继续降温至R点（R点尽可能接近三相线，