相平衡与相图.ppt

相平衡与相图主要内容发展历史相图基础知识单元系相图二元系相图三元系相图1相图发展历史一理论基础平衡图的理论基础是吉布斯（JWGibbs）的相律，他于1876年创建相律。二发展历程1990年：罗泽朋（BakhuisRoozeboom）发表了《用相律的观点来看复相平衡》巨著的第一部分。1900年：巴基乌斯-洛兹本(H.W.Bakhius-Roozeboom)首先将相律应用于合金组成的研究，1897－1905年间，英国的海科克（Heycock）和内维尔（Neville）在测定二元系液线的工作中，应用了熟炼、淬炼和显微镜观察的方法，其测定的准确度相当高。1905-1915年的十年内，德国的塔曼（Tammann）学派测定了很多合金系的相图。1932年马辛(G.Masing)以德文出版了《三元系》一书,是有关相图的第一部专著。1935年马什(J.S.Marsh)出版《相图原理》。1936年出版汉森(M.Hansen)的《二元系相图》一书。70年代末由美国金属学会(ASM)和国家标准与技术研究院(NIST）在国际范围内组织了一个合金相图资料计划(TheASM/NISTdataprogramforalloyphasediagrams)。从近十个国家委托了约50余位专家，作为不同合金类别的类别编辑(Categoryeditor)。分别对相应类别的合金体系的相图，从相图、相组成、相结构、亚稳相和热力学诸方面，进行资料汇集、鉴定和评估.我国有两位特邀编辑分别担负Re一Co和Re一Fe体系的鉴定和评估。三研究方向转变一直到20世纪五十年代的中期以至末期，相平衡研究主要还是冶金学家的事，把重点放在金属和冶金的行为方面。但自从世界进入了电子学、核子学及空间科学的时代，物理学家、物理化学家、无机及有机化学家、及材料科学家等等，也逐渐加入了研究领域。由于这一批人的加入而大大地增强了这方面的阵容，同时重点也有所偏移，偏移到非金属化合物及固溶体系统方面。2基本概念一相平衡在一定的条件下，当一个多相系统中各相的性质和数量均不随时间变化时，称此系统处于相平衡。二相图表示平衡系统的相态及相组成与系统的温度、压力、总组成等变量之间的关系的图形。平衡图(equilibriumdiagram)。组成图(constitutionaldiagram)。三吉布斯相律f=c-p+2式中：f---自由度数c---独立组分数，即构成平衡物系所有各相组成所需要的最少组分数；p---相数；2---指温度和压力这两个影响系统平衡的外界因素四相系统中具有相同物理化学性质的均匀部分称为相，相与相之间有界面分开。五组分数把平衡系统各相组成表示出来的化学物质称组分，具最小数目叫独立组分数，用C表示。C=1：单元系统；C=2：二元系统；C=3：三元系统；C=4：四元系统。六自由度数不引起系统新相产生或旧相消失的条件下，在一定范围内任意独立改变的变量（如温度、压力、浓度等）的数目称为自由度数。如水，一定范围T、P改变F=2凝聚系统：系统中固相和液相产生蒸气压与大气压相比可以忽略不计，即系统压力视作恒量。只考虑液相与固相参与相平衡。硅酸盐系统中的相律不含气相或气相可以忽略的系统称为凝聚系统。大多数硅酸盐物质属难熔化合物，挥发性很小，因而硅酸盐系统一般均属于凝聚系统，由于对于凝聚系统，压力这一平衡因素可以忽略加上通常我们是在常压下研究体系和应用相图的，因而相律在凝聚系统中具有如下形式：f=c-p+13单元系统在单元系统中只含有一种纯物质，组元数f＝1．影响系统平衡状态的外界因素是温度和压力．根据相律：f＝c-p+n=1-p+2=3-p，因为自由度数f不能为负值，所以p≤3．如果把温度和压力这两个独立可变的因素确定下来，那么系统的状态也就随之被完全固定下来．因此，用二维平面图形即可描绘单元系统中的相数、温度和压力之间的关系．水的相图水的相图晶型转变许多物质在不同的温度和压力下，晶体结构将会发生变化，这种变化称为同素异晶转变。同素异晶转变前的固相和同素异晶转变后的固相称为同素异晶体．它们之