材料科学基础B材料的相结构与相图之

材料科学基础B材料的相结构与相图之Tag内容描述：<p>1、二. 共晶相图及其合金的凝固 共晶合金的一些特殊的性质： 比纯组元熔点低，简化了熔化和铸造的操作； 共晶合金比纯金属有更好的流动性，其在凝固之中防止了阻碍液体流动的枝晶形成，从而改善铸造性能； 恒温转变（无凝固温度范围）减少了铸造缺陷，例如偏聚和缩孔； 共晶凝固可获得多种形态的显微组织，尤其是规则排列的层状或杆状共晶组织可能成为优异性能的原位复合材料（insitu composite）,共晶相图。</p><p>2、4.5 相图的热力学基础 4.5.1 固溶体的自由能-成分曲线 固溶体的自由能G是：G，Hm和-TSm三项的综合结果，是成分（摩尔分数x）的函数，因此可按三种不同的情况，分别作出任意给定温度下的固溶体自由能-成分曲线 .,当 0，即eAB(eAA eBB)/2时，A-B对的能量低于A-A和B-B对的平均能量，所以固溶体的A，B组元互相吸引，形成短程有序分布，在极端情况下会形成长程有序，此时Hm 0。,当0，即 eAB=(eAA eBB)/2时，A-B对的能量等于A-A和B-B对的平均能量，组元的配置是随机的，这种固溶体称为理想固溶体，此时Hm0。,当 0，即eAB(eAA eBB)/2时，A-B对的。</p><p>3、4.4 二元系相图及其晶体的凝固 本节以匀晶，共晶和包晶3种基本相图为主要研究对象，深人讨论二元系的凝固过程及得到的组织。 一. 匀晶相图和固溶体凝固 1.匀晶相图 由液相结晶出单相固溶体的过程称为匀晶转变，绝大多数的二元相图都包括匀晶转变部分。 出现匀晶相图的条件： 两组元在液态和固态下均完全互溶,匀晶相图之一(示意图),mA,mB,L,+L,x(B)%,匀晶相图之二和之三,固溶体的平衡凝固 平衡凝固是指凝固过程中的每个阶段都能达到平衡，即在相变过程中有充分时间进行组元间的扩散，以达到平衡相的成分。 与纯晶体凝固的相同之处： (i) 包。</p><p>4、二.共晶相图及其合金的凝固共晶合金的一些特殊的性质：比纯组元熔点低，简化了熔化和铸造的操作；共晶合金比纯金属有更好的流动性，其在凝固之中防止了阻碍液体流动的枝晶形成，从而改善铸造性能；恒温转变（无凝固温度范围）减少了铸造缺陷，例如偏聚和缩孔；共晶凝固可获得多种形态的显微组织，尤其是规则排列的层状或杆状共晶组织可能成为优异性能的原位复合材料（insitucomposite）,共晶相图(Pb。</p><p>5、4.3 单元系相图及其晶体的凝固 一.单元系相图 单元系相图是通过几何图形描述由单一组元构成的体系在不同温度和压力条件下所可能存在的相及多相的平衡。,由于f0，所以P3，故在温度和压力这两个外界条件变化下，单元系中最多只能有三相平衡。 点: OA，OB和OC 3条曲线交于O点，它是汽、水、冰三相平衡点，此时f0，因此要保此三相共存，温度和压力都不能变动。 线: OA，OB和OC, 处于两相平衡状态,f=1 面：固相区(s)，液相区(l)，气相区(g),在单元系中，除了可以出现气、液、固三相之间的转变外，某些物质还可能出现固态中的同素异构转变。 除。</p><p>6、4.2 相图及其类型 一.相图的基本知识 相图的形式: 单元系: T-p图 二元系: T-p-x 或T-x 三元系: xA-xB-T-p 或 xA-xB-T(xA-xB-xC-T),相平衡条件 每个组元在各相中的化学势相等 (设在由C个组元组成的P个相的体系中),相律: 式中，f为体系的自由度数它是指不影响体系平衡状态的独立可变参数（如温度、压力、浓度等）的数目；C为体系的组元数；P为相数。,对于不含气相的凝聚体系，压力在通常范围的变化对平衡的影响极小，一般可认为是常量。因此相律可写成下列形式：,适用范围: 1.热力学平衡状态:热量平衡,机械平衡,化学平衡 2.只表示体系中组元。</p><p>7、非均匀形核： 形核热力学,形核过程的G I 体系界面能的变化 II 体系体积自由能的变化,III 体系自由能变化总值,IV 讨论 当=180时，f()=1，Ghet= Ghom 当=0时，f()=0，Ghet=0 不需形核功 一般地， 0 180 0 f()1 Ghet Ghom 故 异质基体一般具有促进形核的作用,V 临界晶核半径与临界晶核体积,重要结论(与均匀形核相比)： 临界晶核半径不变； 临界晶核体积较小； 所需过冷度较小； 原因：临界晶核所需原子数目小 2. 形核动力学,2.4 晶体长大 形核之后，晶体长大，其涉及到长大的形态，长大方式和长大速率。形态常反映出凝固后晶体的性质，而长大。</p><p>8、,第五章材料的相结构及相图,.,第一节材料的相结构第二节二元相图及其类型第三节复杂相图分析第四节相图的热力学基础第五节三元系相图及其类型,.,合金：根据性能要求，选用两种或两种以上金属元素或金属与非金属元素，经熔炼或烧结等方法形成具有金属性能的材料称为合金。,例如：Fe-C钢铁；Cu-Zn铜合金；Mg合金；Al合金；Ni基合金等。,.,第一节材料的相结构,相：是合金中具有同一聚集状态，同一晶体。</p><p>9、贵州师范大学,化学与材料科学学院,SCHOOL OF CHEMISTRY AND MATERIAL SCIENCE OF GUIZHOU NORMAL UNIVERSITY,第五章 材料的相结构及相图,THE PHASE STRUCTURE AND PHASE DIAGRAMS OF MATERIALS,材料的相结构 二元相图及其类型 复杂相图分析,贵州师范大学,化学与材料科学学院,SCH。</p><p>10、1 第五章材料的相与相图 5 1材料相结构5 2二元相图及类型5 3铁碳合金相图和平衡条件相变5 4三元相图简介 2 组元 组成材料最基本的 独立的物质 纯元素 化合物 材料可由单组元 金属 陶瓷 或多种组元组成 合金 由两种或两种以上的金属或金属与非金属组元组成的具有金属特性的材料 相 合金中具有同一聚集状态 同一晶体结构和性质并以界面相互隔开的均匀组成部分 3 5 1材料相结构 固溶体 以合金。</p><p>11、第五章材料的相结构及相图 第一节材料的相结构第二节二元相图及其类型第三节复杂相图分析第四节相图的热力学基础第五节三元系相图及其类型 合金 根据性能要求 选用两种或两种以上金属元素或金属与非金属元素 经熔炼或烧结等方法形成具有金属性能的材料称为合金 例如 Fe C钢铁 Cu Zn铜合金 Mg合金 Al合金 Ni基合金等 第一节材料的相结构 相 是合金中具有同一聚集状态 同一晶体结构和性质并以界面相互。</p><p>12、,第五章材料的相结构及相图,.,第一节材料的相结构第二节二元相图及其类型第三节复杂相图分析第四节相图的热力学基础第五节三元系相图及其类型,.,合金：根据性能要求，选用两种或两种以上金属元素或金属与非金属元素，经熔炼或烧结等方法形成具有金属性能的材料称为合金。,例如：Fe-C钢铁；Cu-Zn铜合金；Mg合金；Al合金；Ni基合金等。,.,第一节材料的相结构,相：是合金中具有同一聚集状态，同一晶体。</p>