无机非金属材料基础：第四章 相平衡与相图第二节4.ppt

* 第三节 三元系统相图 三元系统：c = 3 相律 不可能出现5相或更多相平衡 温度、浓度 * 一、 三元相图的组成表示方法 通常采用等边三角形表示三元系统的组成 —— 浓度三角形 三个顶点表示三个纯组分A、B、C的一元系统； 三条边表示三个二元系统A-B、B-C、C-A的组成； 三角形内任意一点表示一个含有A、B、C三个组分的三元系统的组成。 * 双线法确定三元组成—过M点引另两条边的平行线 * 浓度三角形的两个性质： （1） 等含量规则 平行于三角形某一边的直线上的各点，其第三组分的含量不变。 * （2） 定比例规则 从浓度三角形某角顶引出之射线上各点，另外二个组分含量的比例不变。 推论： 从三个组元的混合物中不断取走C组元，那么这个系统的组成点将沿CM延长线并沿着背离C的方向而变化。 * 二、杠杆规则 （1）在三元系统内，由两个相合成一个新相时，新相的组成点必在原来二相组成点的连线上； （2）新相组成点与原来二相组成点的距离和二相的量成正比。 * 三、 重心规则 M+N+Q=P P+Q=M+N P+Q+N=M * 四、 三元立体相图与平面投影图 浓度三角形 三条棱柱：温度 三个侧面：二元相图 三个顶点C’、A’、B’：三个组分C、A、B的熔点 E1、E2、E3：三个二元相图的低共熔点 三个饱和曲面：液相面 E：三元低共熔点 三条界线 * 将立体图向浓度三角形底面投影成平面图 初晶区 * 五、 三元凝聚系统相图的基本类型 1 具有一个低共熔点的简单三元系统 三个组分各自从液相中分别析晶，不形成固溶体。不生成化合物，液相无分层现象 高温熔体 对C晶体饱和：p=2, f=2 定比例规则 到达界线：同时对晶体C、A饱和; p=3, f=1 低共熔点：同时对晶体C、A、B饱和，p=4,f=0; 至液相消失 * 在C’CAA’平面内 FLASH * 析晶路程： 液相点 固相点 M L?C f = 2 D L?C+A f = 1 E (L ?C+A+B, f = 0) C ? F ? M FLASH * 杠杆规则计算液相量和固相量 液相到达D点时： * 2 生成一个一致熔融二元化合物 ■ 在三元系统中某二个组分间生成的化合物称为二元化合物 相当于2个简单三元相图的组合 ■二元化合物的组成点在浓度三角形的一条边上 ■特点：S的组成点位于其初晶区 内 S * 3 生成一个不一致熔融二元化合物 特点：不一致熔二元化合物组成点不在其初晶区 界线pP由二元相图的转熔点p’发展而得： 转熔线 冷却时pP界线上的液相回吸晶体B而析出晶体S * 判读三元相图的重要规则 （1） 连线规则 将一条界线（或其延长线）与相应的连线（或其延长线）相交，其交点是该界线上的温度最高点。 判断界线的温度走向 * （2） 切线规则 将界线上某一点所作的切线与相应的连线相交，如交点在连线上，则表示界线上该处具有共熔性质；如交点在连线的延长线上，则表示界线上该处具有转熔性质，其中远离交点的晶相被回吸。 判断界线的性质 共熔性质 分界点 转熔性质 界线上任一点的切线与相应连线的交点实际上表示了该点液相的瞬时析晶组成 瞬时析晶组成是指液相冷却到该点温度，从该点组成的液相中所析出的晶相组成 区别于系统固相的总组成 = 该点析出的晶体 + 冷却到该点之前析出的所有晶体 * （3） 重心规则 如无变量点处于其相应的副三角形的重心位，则该无变量点为低共熔点；如无变量点处于其相应的副三角形的交叉位，则为单转熔点；如无变量点处于其相应的副三角形的共轭位，则为双转熔点。 判断无变量点的性质 交叉位 共轭位 * （4） 三角形规则 原始熔体组成点所在副三角形的三个顶点表示的物质即为其结晶产物；与这三个物质相应的初晶区所包围的三元无变量点是其结晶结束点。 判断结晶产物和结晶终点 * 4 生成一个固相分解的二元化合物的三元相图 R点：没有相应的副三角形 R点是一个双转熔点 过渡点 不是析晶的结束点 * 5 具有一个一致熔融三元化合物的三元相图 三元化合物，一致熔 * 6 具有一个不一致熔融三元化合物的三元相图 * * 7 具有多晶转变的三元相图 * 8 形成一个二元连续固溶体的三元相图 FLASH * 9 具有液相分层的三元相图