第七章相图ppt课件

1、 第七章 相 图第一节第一节 单元系统相图的运用单元系统相图的运用SiO2系统系统 石英、石英、磷石英方石英、SiO2高温熔体及SiO2蒸气第一节第一节 单元系统相图的运用单元系统相图的运用SiO2系统界限：LM、MN、ND、DO、OC、MR、NS、DT、OULM：石英的饱和蒸气压曲线OU：方石英的熔融曲线MR、NS、DT：晶型转变线第一节第一节 单元系统相图的运用单元系统相图的运用SiO2系统系统三相点：M、N、D、O M点： 石英、石英和SiO2蒸气O点： 方石英SiO2、高温熔体和SiO2蒸气第一节第一节 单元系统相图的运用单元系统相图的运用重建型转变一级变体间的转变石英、磷石英与方石英

2、之间的转变位移型转变二级变体间的转变石英、磷石英与方石英高低温型，即 、型之间的转变SiO2系统系统第一节第一节 单元系统相图的运用单元系统相图的运用1、在、在573以下的低温，以下的低温，SiO2的稳定晶型为的稳定晶型为石英，加热至石英，加热至573转变为高温型的转变为高温型的石英，这种转变较快；冷却时在同一温石英，这种转变较快；冷却时在同一温度下以同样的速度发生逆转变。假设加热速度过快，那么度下以同样的速度发生逆转变。假设加热速度过快，那么石英石英过热而在过热而在1600时熔融。假设加热速度很慢，那么在时熔融。假设加热速度很慢，那么在870转变转变为为鳞石英。鳞石英。第一节第一节 单元系统

3、相图的运用单元系统相图的运用2、 鳞石英在加热较快时，过热到鳞石英在加热较快时，过热到1670时熔融。当缓慢冷时熔融。当缓慢冷却时，在却时，在870仍可逆地转变为仍可逆地转变为 石英；当迅速冷却时，沿虚石英；当迅速冷却时，沿虚线过冷，在线过冷，在163转变为介稳态的转变为介稳态的 鳞石英，在鳞石英，在120转变为转变为介稳态的介稳态的 鳞石英。加热时鳞石英。加热时 鳞石英仍在原转变温度以同样的鳞石英仍在原转变温度以同样的速度先后转变为速度先后转变为 鳞石英和鳞石英和 鳞石英。鳞石英。第一节第一节 单元系统相图的运用单元系统相图的运用3、 鳞石英缓慢加热，在鳞石英缓慢加热，在1470时转变为时转

4、变为 方石英，继续加方石英，继续加热到热到1713熔融。当缓慢冷却时，在熔融。当缓慢冷却时，在1470时可逆地转变为时可逆地转变为 鳞石英；当迅速冷却时，沿虚鳞石英；当迅速冷却时，沿虚 线过冷，在线过冷，在230转变为介稳形状的转变为介稳形状的 方石英；当加热方石英；当加热 方石英仍在方石英仍在230迅速转变为稳定形状的迅速转变为稳定形状的 方石英。方石英。第一节第一节 单元系统相图的运用单元系统相图的运用4、熔融形状的、熔融形状的SiO2由于粘度很大，冷却时往往成为过冷的液由于粘度很大，冷却时往往成为过冷的液相石英玻璃。虽然它是介稳态，由于粘度很大在常温下可相石英玻璃。虽然它是介稳态，由于粘

5、度很大在常温下可以长期不变。假设在以长期不变。假设在1000以上耐久加热，也会产生析晶。熔以上耐久加热，也会产生析晶。熔融形状的融形状的SiO2，只需极其缓慢的冷却，才会在，只需极其缓慢的冷却，才会在1713可可逆地转变为逆地转变为 方石英。方石英。第一节第一节 单元系统相图的运用单元系统相图的运用二级变体转化的体积效应二级变体转化的体积效应石英石英 石英石英 0.82%0.82%磷石英磷石英 磷石英磷石英 磷磷石英石英 0.2% 0.2% 方石英方石英 方石英方石英 2.8%2.8%SiO2系统系统第二节第二节 二元系统相图二元系统相图二元凝聚系统二元凝聚系统 f=c-p+1=2-P+1=3

6、-P fmin=0, Pmax=3 Pmin=1, fmax =2(温度和浓度温度和浓度 二元凝聚系统相图以温度为纵坐二元凝聚系统相图以温度为纵坐标，系统中任一组分浓度为横坐标标，系统中任一组分浓度为横坐标来绘制的。来绘制的。第二节第二节 二元系统相图的根本类型二元系统相图的根本类型二二元元凝凝聚聚系系统统相相图图的的基基本本类类型型一、具有一个低共熔点的简单二元系统相图一、具有一个低共熔点的简单二元系统相图a 组分A的熔点b 组分B的熔点E 组分A和组分B的二元低共熔点液相线：aE 和bE固相线：GH四个相区：高温熔体的单相区第二节第二节 二元系统相图的根本类型二元系统相图的根本类型二、生成

7、化合物的二元系统相图二、生成化合物的二元系统相图1 1、生成一个一致熔融、生成一个一致熔融化合物的二元系统相图化合物的二元系统相图 组分组分A A和组分和组分B B生成生成一个一致熔融化合物一个一致熔融化合物AmBnAmBnM:M:化合物化合物AmBnAmBn的熔点。的熔点。AmBnAmBn：M M将此相图划分将此相图划分为为AAmBnAAmBn和和AmBnBAmBnB二二个简单分二元系统：。个简单分二元系统：。E1E1：AAmBnAAmBn分二元系分二元系统的低共熔点统的低共熔点E2E2：AmBnBAmBnB分二元系分二元系统的低共熔点统的低共熔点二二元元凝凝聚聚系系统统相相图图的的基基本本

8、类类型型第二节第二节 二元系统相图的根本类型二元系统相图的根本类型 一种稳定的化合物，它与正常的纯物质一样具有固定的熔点，熔化时，所产生的液相与化合物组成一样，故称一致熔融。二二元元凝凝聚聚系系统统相相图图的的基基本本类类型型一致熔融化合物：第二节第二节 二元系统相图的根本类型二元系统相图的根本类型二、生成化合物的二元系统相图二、生成化合物的二元系统相图2 2、生成一个不一致熔融、生成一个不一致熔融化合物的二元系统相图化合物的二元系统相图 加热化合物加热化合物C(AmBn)C(AmBn)到分解温度到分解温度TPTP，化合物，化合物C C分解为分解为P P点组成的液相和点组成的液相和组分组分B

9、B的晶体。的晶体。无变量点无变量点PP转熔点，转熔点，在在P P点发生的相变化是：点发生的相变化是：LP+B C LP+B C 析出晶相析出晶相C C，而原先析出的晶相而原先析出的晶相B B溶入溶入液相即被回吸液相即被回吸无变量点无变量点EE低共熔点，低共熔点，在在E E点发生的相变化是：点发生的相变化是：LELEA + CA + C二二元元凝凝聚聚系系统统相相图图的的基基本本类类型型第二节第二节 二元系统相图的根本类型二元系统相图的根本类型 一种不稳定的化合物，加热这种化合物到某一温度便发生分解，分解产物是一种液相和一种晶相，二者组成与化合物组成皆不一样，故称不一致熔融。二二元元凝凝聚聚系系

10、统统相相图图的的基基本本类类型型不一致熔融化合物：第二节第二节 二元系统相图的根本类型二元系统相图的根本类型二、生成化合物的二元系统相图二、生成化合物的二元系统相图3、生成在固相分解的化合物的二元系统相图二二元元凝凝聚聚系系统统相相图图的的基基本本类类型型第二节第二节 二元系统相图的根本类型二元系统相图的根本类型三、具有多晶转变的二元系统相图三、具有多晶转变的二元系统相图lP点二元多晶转变点，转变温度高于低共熔点温度，那么在液相存在时发生多晶转变。二二元元凝凝聚聚系系统统相相图图的的基基本本类类型型第二节第二节 二元系统相图的根本类型二元系统相图的根本类型四、构成固溶体的二元系统相图四、构成固

11、溶体的二元系统相图1 1、构成延续固溶、构成延续固溶体的二元系统相图体的二元系统相图液相线以上的相区：液相线以上的相区：高温熔体的单相区高温熔体的单相区固相线以下的相区：固相线以下的相区：固溶体的单相区固溶体的单相区处于液相线和固相处于液相线和固相线之间的相区：液线之间的相区：液态溶液与固态溶液态溶液与固态溶液平衡的固液二相区平衡的固液二相区二二元元凝凝聚聚系系统统相相图图的的基基本本类类型型第二节第二节 二元系统相图的根本类型二元系统相图的根本类型四、构成固溶体的二元系统相图四、构成固溶体的二元系统相图2 2、构成有限固溶体、构成有限固溶体的二元系统相图的二元系统相图aEaE是与是与SA(B

12、)SA(B)固溶体固溶体平衡的液相线平衡的液相线bEbE是与是与SB (ASB (A固溶体固溶体平衡的液相线平衡的液相线E E：低共熔点：低共熔点, ,从从E E点点液相中将同时析出液相中将同时析出组成为组成为C C的的SA(B)SA(B)和和组成为组成为D D的的SB (A)SB (A)固固溶体溶体CFCF：固溶体：固溶体SA(B)SA(B)的的溶解度曲线溶解度曲线DGDG：固溶体：固溶体SB (A)SB (A)的溶解度曲线的溶解度曲线二二元元凝凝聚聚系系统统相相图图的的基基本本类类型型第二节第二节 二元系统相图的根本类型二元系统相图的根本类型四、构成固溶体的二元系统相图四、构成固溶体的二元

13、系统相图二二元元凝凝聚聚系系统统相相图图的的基基本本类类型型第二节第二节 二元系统相图的根本类型二元系统相图的根本类型 有两种固溶体，SA(B)表示B组分溶解在A晶体中所构成的固溶体, SB (A)表示A组分溶解在B晶体中所构成的固溶体。 二二元元凝凝聚聚系系统统相相图图的的基基本本类类型型有限固溶体：第二节第二节 二元系统相图的根本类型二元系统相图的根本类型五、具有液相分层的二元系统相图五、具有液相分层的二元系统相图 液相分成两层，一层可视为组分B在组分A中的饱和溶液(L1)，另一层那么可视为组分A在组分B中的饱和溶液(L2)。CDK帽形区液相分层区 等温结线L1、L2 、L1、L2表示不同

14、温度下相互平衡的二个液相的组成。 二二元元凝凝聚聚系系统统相相图图的的基基本本类类型型第二节第二节 二元系统相图的根本类型二元系统相图的根本类型五、具有液相分层的二元系统相图五、具有液相分层的二元系统相图二二元元凝凝聚聚系系统统相相图图的的基基本本类类型型第三节第三节 二元系统相图的运用二元系统相图的运用 CaO-SiO2 CaO-SiO2系统相图系统相图第三节第三节 二元系统相图的运用二元系统相图的运用1、相图构造四个化合物：一致熔融化合物：CS和C2S不一致熔融化合物：C3S2和C3SCaO-SiO2系统可以划分成SiO2-CS, CS-C2S, C2S- CaO三个分二元系统。 CaO-

15、SiO2 CaO-SiO2系统相图系统相图第三节第三节 二元系统相图的运用二元系统相图的运用2、SiO2-CS分二元系统 富硅液相部分有一个分液区。 C：分二元的低共熔点，C点温度1436，组成是含37% CaO。3、CS- C2S分二元系统 在CS- C2S分二元系统中，有一个不一致熔融化合物C3S2，其分解温度是1464。E点是CS与C3S2的低共熔点，F点是转熔点。 CaO-SiO2 CaO-SiO2系统相图系统相图第三节第三节 二元系统相图的运用二元系统相图的运用4、C2S- CaO分二元系统含有硅酸盐水泥的重要矿物：C2S和C3SC3S：不一致熔融化合物，仅能稳定存在于1250215

16、0的温度区间。C2S：有、/、的复杂晶型转变。当水泥熟料缓慢冷却时，C3S将会分解，- C2S将转变为无水硬活性的- C2S。采取措施：1急冷，将C3S和- C2S迅速越过分解温度或晶型转变温度，在低温下以介稳态保管下来。2参与少量稳定剂，使与介稳态的- C2S构成固溶体。 CaO-SiO2 CaO-SiO2系统相图系统相图第三节第三节 二元系统相图的运用二元系统相图的运用 C2S C2S的多晶转变的多晶转变第四节第四节 三元系统相图普通原理三元系统相图普通原理三三元元凝凝聚聚系系统统相相图图一一般般原原理理一、组成表示方法一、组成表示方法浓度三角形第四节第四节 三元系统相图普通原理三元系统相

17、图普通原理一、组成表示方法一、组成表示方法双线法三三元元凝凝聚聚系系统统相相图图一一般般原原理理第四节第四节 三元系统相图普通原理三元系统相图普通原理二、浓度三角形的几个根本原那么二、浓度三角形的几个根本原那么u定比例规那么 平行于浓度三角形某一边的直线上的各点，其第三组分的含量不变三三元元凝凝聚聚系系统统相相图图一一般般原原理理第四节第四节 三元系统相图普通原理三元系统相图普通原理二、浓度三角形的几个根本原那么二、浓度三角形的几个根本原那么u等含量规那么 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三三元元凝凝聚聚系系统统相相图图一一般般原原理理第四节第四节 三元系统相图普

18、通原理三元系统相图普通原理二、浓度三角形的几个根本原那么二、浓度三角形的几个根本原那么u杠杆规那么1、在三元系统内，由二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间隔和二相的量成反比。三三元元凝凝聚聚系系统统相相图图一一般般原原理理第四节第四节 三元系统相图普通原理三元系统相图普通原理二、浓度三角形的几个根本原那么二、浓度三角形的几个根本原那么u重心规那么1、重心位 2、交叉位3、共轭位三三元元凝凝聚聚系系统统相相图图一一般般原原理理第五节第五节 三元系统相图的根本类型三元系统相图的根本类型一、具有一个低共熔点的三元立体相图及平面投影图一、具有

19、一个低共熔点的三元立体相图及平面投影图三三元元凝凝聚聚系系统统相相图图一一般般原原理理第五节第五节 三元系统相图的根本类型三元系统相图的根本类型二、生成一个一致熔融二元化合物的三元系统相图二、生成一个一致熔融二元化合物的三元系统相图三三元元凝凝聚聚系系统统相相图图一一般般原原理理第五节第五节 三元系统相图的根本类型三元系统相图的根本类型三、具有一个不一致熔融二元化合物的三元系统相图三、具有一个不一致熔融二元化合物的三元系统相图三三元元凝凝聚聚系系统统相相图图一一般般原原理理第五节第五节 三元系统相图的根本类型三元系统相图的根本类型判判读读三三元元相相图图的的几几条条重重要要规规那么那么1、连线

20、规那么用来判别界限温度走向。将一界限或其延伸线与相应的连线或其延伸线相交，其交点是该界限上的温度最高点。相应的连线与界限上液相平衡的二晶相组成点的衔接直线。第五节第五节 三元系统相图的根本类型三元系统相图的根本类型判判读读三三元元相相图图的的几几条条重重要要规规那么那么第五节第五节 三元系统相图的根本类型三元系统相图的根本类型2、切线规那么判别三元相图上界限的性质将界限上某一点所作的切线与相应的连线相交，如交点在连线上，那么表示界限上该处具有共熔性质；如交点在连线的延伸线上，那么表示界限上该处具有转熔性质，远离交点的晶相被回吸。判判读读三三元元相相图图的的几几条条重重要要规规那么那么第五节第五

21、节 三元系统相图的根本类型三元系统相图的根本类型判判读读三三元元相相图图的的几几条条重重要要规规那么那么第五节第五节 三元系统相图的根本类型三元系统相图的根本类型3、重心规那么判别无变点的性质如无变点处于其相应副三角形的重心位，那么该无变点为低共熔点；如无变点处于其相应副三角形的交叉位，那么该无变点为单转熔点；如无变点处于其相应副三角形的共轭位，那么该无变点为双转熔点。判判读读三三元元相相图图的的几几条条重重要要规规那么那么第五节第五节 三元系统相图的根本类型三元系统相图的根本类型判判读读三三元元相相图图的的几几条条重重要要规规那么那么第五节第五节 三元系统相图的根本类型三元系统相图的根本类型

22、4、三角形规那么确定结晶产物和结晶终点原始熔体组成点所在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终了点。判判读读三三元元相相图图的的几几条条重重要要规规那么那么第五节第五节 三元系统相图的根本类型三元系统相图的根本类型三三元元系系统统相相图图的的分分析析三、生成一个不一致熔融二元化合物的三元系统相图结晶路程分析三、生成一个不一致熔融二元化合物的三元系统相图结晶路程分析第五节第五节 三元系统相图的根本类型三元系统相图的根本类型四、生成一个在固相分解的二元化合物的三元系统相图四、生成一个在固相分解的二元化合物的三元系统相图与R点液相平衡的三晶相

23、A，S，B组成点处于同不断线，不能构成相应的副三角形R点过渡点，是一个双转熔点 LR+A+B S三三元元系系统统相相图图的的分分析析第五节第五节 三元系统相图的根本类型三元系统相图的根本类型五、具有一个一致熔融三元化合物的三元系统相图五、具有一个一致熔融三元化合物的三元系统相图一致熔融三元化合物：S三个简单三元系统：A-B-S,B-S-C及A-S-C三元低共熔点：E1， E2，E3三三元元系系统统相相图图的的分分析析第五节第五节 三元系统相图的根本类型三元系统相图的根本类型六、具有一个不一致熔融三元化合物的三元系统相图六、具有一个不一致熔融三元化合物的三元系统相图不一致熔融三元化合物：SP单转

24、熔点LP+A B+SPE2线具有从共熔性量变为转熔性质的转机点三三元元系系统统相相图图的的分分析析第五节第五节 三元系统相图的根本类型三元系统相图的根本类型六、具有一个不一致熔融三元化合物的三元系统相图六、具有一个不一致熔融三元化合物的三元系统相图不一致熔融三元化合物：SR双转熔点LR+A+B SRE1线具有从共熔性量变为转熔性质的转机点三三元元系系统统相相图图的的分分析析第五节第五节 三元系统相图的根本类型三元系统相图的根本类型七、具有多晶转变的三元系统相图七、具有多晶转变的三元系统相图-C -C -C- AmBn - AmBnu晶型转变温度三三元元系系统统相相图图的的分分析析第五节第五节

25、三元系统相图的根本类型三元系统相图的根本类型八、构成一个二元延续固溶体的三元系统相图八、构成一个二元延续固溶体的三元系统相图组分A，B构成延续固溶体SAB初晶区：C、SAB无三元无变量点三三元元系系统统相相图图的的分分析析第五节第五节 三元系统相图的根本类型三元系统相图的根本类型九、构成一个二元延续固溶体的三元系统相图九、构成一个二元延续固溶体的三元系统相图组分A，B构成延续固溶体SAB初晶区：C、SAB无三元无变量点三三元元系系统统相相图图的的分分析析第五节第五节 三元系统相图的根本类型三元系统相图的根本类型十、具有液相分层的三元系统相图十、具有液相分层的三元系统相图A-B二元中有液相分层三三元元系系统统相相图图的的分分析析第六节第六节 三元系统相图的运用三元系统相图的运用CaO-Al2O3-Si