三元相图教程

1、6-4三元相图2 三元凝聚凝聚系统：c = 3相律ppcf41不可能出现5相或更多相平衡浓度浓度即组成即组成x1、x2和温度和温度3, 1maxminfp4, 0maxminpf第四节第四节 三元系统相图三元系统相图CBAE2E1E3E/A/B/C/e3e1e2EABCM/DMFD/一、简单三元系统的一、简单三元系统的立体状态图立体状态图和和平面投影图平面投影图1. 三元立体相图与平三元立体相图与平面投影图面投影图三个饱和曲面：三个饱和曲面：液相面液相面E1、E2、E3：三个：三个二元相图二元相图的低共熔的低共熔点点E：三：三元低共元低共熔点熔点三条三条界线界线EE1、E2三个顶点C、A、B：

2、三个组分C、A、B的熔点三个侧面：二元相图浓度三角形三条棱柱：温度E1、E2、E3：三个：三个二元相图二元相图的低共熔的低共熔点点5 将立体图向浓度三角形底面投影成平面图初晶区在三元系统中用等边三在三元系统中用等边三角形来表示组成。角形来表示组成。 顶点：单组分系统 边：双组分系统 三角形内的点：三组分系统组成表示法二、二、 三元系统组成的表示方法三元系统组成的表示方法确定一点的组成1、平行线法（三线法）、平行线法（三线法）8 2、双线法确定三元组成cab 如果三元相图的组分已知就可以在浓度三角形中确定相应的位置。O的组成为：A30%B60%C10%那么O点应该在哪里呢？三、三元系统组成三、三

3、元系统组成中的一些关系中的一些关系 1 1、等含量规则、等含量规则 在等边三角形中，平行于一条边的直线上的所有各点均含有相等的对应顶点的组成。ABCMNEDFO 2 2、定比例规则、定比例规则 从等边三角形的某一顶从等边三角形的某一顶点向对边作一直线，则在点向对边作一直线，则在线上的任一点表示对边两线上的任一点表示对边两组分组分含量之比含量之比不变，而顶不变，而顶点组分的含量则随着远离点组分的含量则随着远离顶点而顶点而降低降低。 ABCMNEDFOPQ背向规则：背向规则： 在三角形中任一混合在三角形中任一混合物物M M，若从若从M M中不断析出中不断析出顶点顶点C C的成分，则剩余物的成分，则

4、剩余物质的成分也不断改变质的成分也不断改变( (相相对含量不变对含量不变) )，改变的途，改变的途径在这个顶点径在这个顶点C C和这个混和这个混合物的连线上，改变的合物的连线上，改变的方向背向顶点。方向背向顶点。 3 3、杠杆规则、杠杆规则 在三元系统在三元系统中，中，一种混合物一种混合物分解为两种物质分解为两种物质(或两种物质合成或两种物质合成为一种混合物为一种混合物)时，时，它们的它们的组成点在组成点在一条直线一条直线上，上，它它们的重量比与其们的重量比与其组成点之间的距组成点之间的距离成反比。离成反比。 推导：推导：GMGOGP GMb%GOb1%+GPb2%MOMPGGPO A BCo

5、 Pb1b2GPGOMbGM MPoGOGPGM12 4、重心原理、重心原理 三元系统中，处理四相平衡问题时，重心三元系统中，处理四相平衡问题时，重心规则十分有用。规则十分有用。 可能存在下面三种配置方式可能存在下面三种配置方式在三元系统中，若有三种物质在三元系统中，若有三种物质M1、M2、M3合成混合物合成混合物M，则混合物则混合物M的组成点在连成的的组成点在连成的 M1M2M3之之，M点点的位置称为的位置称为重心位置重心位置。 当一种物质分解成三种物质当一种物质分解成三种物质 ，则则混合物组成点也在混合物组成点也在三物质组成点所围的三角形内。三物质组成点所围的三角形内。根据根据杠杆规则杠杆

6、规则：M1M2P PM3 MM1 M2M3 MM1M2M3M.PA BC（1） 重心位规则（2 2）交叉位置规则）交叉位置规则 M点在点在 M1M2M3某一条某一条，且在另二条边的延长线，且在另二条边的延长线范围内。这需要从物质范围内。这需要从物质M1M2中取出一定量的中取出一定量的M3才能得到混才能得到混合物合物M，此规则称为此规则称为交叉位置交叉位置规则。规则。ABC由由杠杆规则杠杆规则：M1M2P M+M3PM1M2MM3从M1M2中取出中取出M3愈多，则愈多，则M点离点离M3愈远。愈远。PM3M1M2MM1M2-M3MPCAB（3） 共轭位置规则共轭位置规则 在三元系统中，物质在三元系

7、统中，物质组成点组成点M在在 的一个的一个，这需要从物质，这需要从物质M3中中取出一定量的混合物质取出一定量的混合物质M1M2，才能得到新物质才能得到新物质M，此规则称为共轭位置规则。此规则称为共轭位置规则。 由由重心规则重心规则： M1M2MM3 或或：M M3 (M1M2) 结论：结论：从从M3中取出中取出M1M2愈多，则愈多，则M点离点离M1和和M2愈远。愈远。PM2M1M3MPCAB18 四、 三元相图的基本类型1)具有一个低共熔点的简单三元相图高温熔体对C晶体饱和：p=2, f=2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;

8、至液相消失19 在CCAA平面内20 2)析晶路程液相点固相点MLC f = 2DLC+A f = 1E (L C+A+B, f = 0)MFCBACAC21 3)杠杆规则计算液相量和固相量液相到达D点时：MDCM固相量液相量CDCMCDMD)()(原始配料量固液总量液相量原始配料量固液总量固相量22 液相到达E点时：MEFM固相量液相量EFFMFEME)()(原始配料量固液总量液相量原始配料量固液总量固相量23 液相刚到达E点时，固相的含量：FCFAAC量量ACFACAFCAC固相总量固相量固相总量固相量 (1)三棱边：三棱边：A、B、C的三个一元系统；的三个一元系统； (2)三侧面：构成三

9、个简单二元系统状态图，并具有相三侧面：构成三个简单二元系统状态图，并具有相应的二元应的二元 低共熔点；低共熔点； (3)二元系统的液相线在三元系统中发展为液相面，液二元系统的液相线在三元系统中发展为液相面，液相面代表了一种二相平衡状态，三个液相面以上的空间相面代表了一种二相平衡状态，三个液相面以上的空间为熔体的单相为熔体的单相 区；区； (4)液相面相交成界线，界线代表了系统的三相平衡状液相面相交成界线，界线代表了系统的三相平衡状态，态，f 1； (5)三个液相面和三条界线在空间交于三个液相面和三条界线在空间交于E/点，处于四相点，处于四相平衡状态，平衡状态， f 0； (1) 立体图的空间曲

10、面立体图的空间曲面(液相面液相面) 投影为平面上的初晶区投影为平面上的初晶区 、 、 ABCe1E E1E/、e2E E2E/ 、e3E E3E/;平面界线平面界线空间界线空间界线平面点平面点空间点空间点e1 E1e2 E2e3 E3 EE/ (2) 冷却过程温度降低的方向冷却过程温度降低的方向 (3) 等温线：等温线： 在空间结构图的液相面上，在空间结构图的液相面上， 高度不同，温度也不同，高度不同，温度也不同， 而液相面投影到而液相面投影到ABC上是上是 一个没有高低差别的平面，一个没有高低差别的平面， 因而引入因而引入 等温线。等温线。 相图中一般注明相图中一般注明等温线的温度。等温线的

11、温度。 (4) 三角形顶点温度最高，三角形顶点温度最高， 离顶点愈远其离顶点愈远其 表示表示 温度愈低。等温线愈密，表示液温度愈低。等温线愈密，表示液 相面越相面越 陡陡 峭。峭。 按杠杆规则，原始配料组按杠杆规则，原始配料组成、液相组成和固相组成，这成、液相组成和固相组成，这三点任何时刻必须处于一条直三点任何时刻必须处于一条直线上。线上。并可计算某一温度下系统中的液相并可计算某一温度下系统中的液相量和固相量。量和固相量。 6）析晶路程：）析晶路程：)()(CBAMFCCBACAC固相点FCBAEDCAB析晶路程：012fcbalEfBClDfClM液相点2 2、生成一个生成一个一致熔融二元化

12、合物一致熔融二元化合物的三元系统相图的三元系统相图L+AL+SL+BA e1 S e2 B e4e3CABCSE1E2m 在相图上的特点：在相图上的特点： 其组成点位于其初晶区范围内。其组成点位于其初晶区范围内。 ： (1) 确定温度的变化方向；确定温度的变化方向； (2)各界线的性质；各界线的性质； (3) 会划分各分三元系统；会划分各分三元系统； (4) 分析不同组成点的析晶路程分析不同组成点的析晶路程， 析析 晶终点和析晶终产物；晶终点和析晶终产物； (5) 在在E1E2界线上界线上m点是温度最点是温度最 高点。高点。 (连线规则连线规则).相图上的特点：相图上的特点： 化合物组成化合物

13、组成点点不在其初晶不在其初晶区范围内。区范围内。A/Q/S/B/L+AL+SL+BA e1 Q S B e4e3CABCSEmP3 3、生成一个、生成一个不一致熔不一致熔融二元化合物融二元化合物的三元系的三元系统统.1) 1) 几条重要规则几条重要规则连线规则连线规则：用来判断界线的温度走向；用来判断界线的温度走向； ：将界线将界线( (或延长线或延长线) )与相应的与相应的组成点的连线组成点的连线相交相交，其交点是该界线上的温度最高点；其交点是该界线上的温度最高点；温度走温度走向是背离交点。向是背离交点。在连线的同时也就划出了副三角形。CSCSEFmCSmCSCSmCS31 连线规则连线规则

14、 将一条界线（或其延长线）与相应的组成点的连线（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连线规则连线规则 利用连线规则在判断界限的性质的同时也完成了划分副三角形的工作在连线的同时也就划出了副三角形铝方柱石C2AS钙长石CAS2。副三角形副三角形:指与该无指与该无变量点液变量点液相平衡的相平衡的三个晶相三个晶相组成点连组成点连接成的三接成的三角形。角形。钙长石CAS2（2 2）切线规则）切线规则：用于判断三元相图上界线的性质用于判断三元相图上界线的性质 定义：在界线上的某一点作切线与相应的组成定义：在界线上的某一点作切线与相应的组成的连线相交，如交点在连线上，则表示界线

15、上该处的连线相交，如交点在连线上，则表示界线上该处具有具有共熔性质共熔性质；如交点在连线的延长线上，则表示；如交点在连线的延长线上，则表示界线上该处具有界线上该处具有转熔性质转熔性质，远离交点的晶相被回吸。远离交点的晶相被回吸。AABABABAB 有时一条界线上有时一条界线上切线与连线切线与连线相交有两种相交有两种情况。情况。在某段具有共熔性质，过一转折点后又具有共熔性在某段具有共熔性质，过一转折点后又具有共熔性质。质。二类界线表示：二类界线表示： 共熔界线共熔界线的温度下降方向：的温度下降方向：转熔界线转熔界线的温度下降方向：的温度下降方向：重心规则重心规则：用：用于判断于判断无变量点的无变

16、量点的性质性质 无变量点无变量点E3处于其处于其相应副三角形相应副三角形 D1BC的的重心位，重心位，则为则为共熔点共熔点；在；在E3点发生点发生l B+C+D1 E3三角形的三角形的重重心位，心位，则为则为共共熔点熔点E1为为I相应副相应副三角形的三角形的交叉交叉位，位，则为则为单转单转熔点熔点 无变量点无变量点E1处于其相应处于其相应副三角形副三角形AD2D1的的交交叉位，叉位，则为则为单单转熔点转熔点,在在在在E1点发生点发生l +AD2+D1 无变量点无变量点E1处于其相应处于其相应副三角形副三角形ADC的的共轭共轭位位，则为，则为双转双转熔点熔点,在在E1点发点发生生l+C+A=D判

17、断无变量点的性质的又一方法：判断无变量点的性质的又一方法：根根据界线的温度下降方向，任何一个无据界线的温度下降方向，任何一个无变量点必是三个初相区和三条界线的变量点必是三个初相区和三条界线的交汇点交汇点. 三条界线的温三条界线的温度下降箭头一度下降箭头一定都指向交汇定都指向交汇点点共熔点；共熔点； 三条界线的三条界线的温度下降箭温度下降箭头一定都指头一定都指向交汇点向交汇点共熔点；共熔点； LB+C+D1E1为为I相应副相应副三角形的三角形的交叉交叉位，位，则为则为单转单转熔点熔点 两条界两条界线的温度下线的温度下降箭头指向降箭头指向交汇点交汇点单转熔点单转熔点(双升点双升点)； L+AD1+

18、D2两条界线的两条界线的温度下降箭温度下降箭头背向交汇头背向交汇点双转点双转熔点熔点(双降双降点点)。L+A+CD 三角形规则三角形规则 用途：确定结晶产物和用途：确定结晶产物和结晶终点。结晶终点。 内容：内容：原始熔体组成点原始熔体组成点所在三角形的三个顶点表所在三角形的三个顶点表示的物质即为示的物质即为 其结晶产物其结晶产物；与这与这 三个物质三个物质相应相应的初晶的初晶区所包围的三元无变量点区所包围的三元无变量点是其结晶终点。是其结晶终点。A e1 Q S B e4e3CABCSEmP 2） 不同组成的结晶路程分析不同组成的结晶路程分析A、划分副三角形，划分副三角形， 确定组成点的位置；

19、确定组成点的位置；B、 分析析晶产物和析晶终点；分析析晶产物和析晶终点；C、分析析晶路线，正确书写其结晶路程；分析析晶路线，正确书写其结晶路程；D、利用规则检验其正确性。利用规则检验其正确性。A e1 Q S B e4e3CABCSEmP.1（1）分析）分析：1点在点在S的初晶区内，的初晶区内， 开始析出晶相为开始析出晶相为S， 组成点在组成点在 ASC内，内， 析晶终点为析晶终点为E点，点， 析出晶相为析出晶相为A、S、C； FD 4031221pfCSAlEpfSAlDpfSl固相点析晶路程：D液相点)( 1)(CASFSSCASASA e1 Q S B e4e3CABCSEmPOQ2 .

20、(2).2点在点在B的初晶区，开始析的初晶区，开始析出的晶相为出的晶相为B，组成点在组成点在 BSC内，最终析晶产物为内，最终析晶产物为S、B、C，析晶终点为析晶终点为P点，点，析出晶相为析出晶相为B、S、C。0, 41, 32, 22fpCSBlPfpBClQfpBl固相点析晶路程：液相点)(2)(SCBOBBSCBCBA e1 Q S B e4e3CABCSEP. 3(3).分析分析：3点在点在C的初晶区内，开始的初晶区内，开始析出的晶相为析出的晶相为C，在在 ASC内，最终析内，最终析晶产物为晶产物为A、S、C，析晶终点在，析晶终点在E点，点，结晶终产物是结晶终产物是A、S、C。途中经过

21、途中经过P点，点，P点是转熔点，同时也是过渡点。点是转熔点，同时也是过渡点。 L+B S+C DFGm0, 413)(1, 32, 23fpCASlEfpCSlCSBlpfpBClmfpCl固相点析晶路程：液相点)( 3)(CASGFDCCSACSCSBCBC A e1 Q S B e4e3CABCSEmPHI. 5(4).分析分析012125fSAClEfSClNfSlIfSBlHfBl固相点HNW)(5)()(SACWSSBBSACCSSB析晶路程：液相点A e1 Q S B e4e3CABCSEmP （3)、组成点、组成点 在在 ASC内，内，E点是析晶终点，点是析晶终点， 在在 BSC

22、内，内，P点是析晶终点。点是析晶终点。 在连线在连线SC上，上，P点是析晶终点。点是析晶终点。（4)、 P点点:在多边形在多边形PCSQ范围内，经过范围内，经过P点时发生转熔，点时发生转熔， 晶相晶相B先消失先消失， 液相沿液相沿PE移动，在移动，在E点液相消失；点液相消失； 在在 SPQ内存在穿晶区内存在穿晶区； 在在 BSC内，在内，在P点点液相液相先消失；先消失； 在连线在连线SC上，上，B和液相同时消失和液相同时消失。（1)、无变量点性质、无变量点性质 P点：点：L+B S+C E点：点： L AS+C（2)、界线性质、界线性质PQ是转熔线是转熔线 L+B S 其它为共熔线。其它为共熔

23、线。 特点：三个无变量点，但只能划分两个特点：三个无变量点，但只能划分两个副三角形，即可能的析晶终点是副三角形，即可能的析晶终点是P点或点或E点。点。(1) 点的性质：点的性质： P 单转熔点单转熔点 LA SC ； E 共熔点共熔点 L SCB R 过渡点，双降点过渡点，双降点 LAB S (L起介质作用起介质作用)(2) 用切线规则判断用切线规则判断界线性质界线性质。 PR ： LA S(3) 分析分析1点点的析晶路程的析晶路程 A S e3 BCP E RACSBS+AS+BA+BL+AL+Bae3/b4 4、生成一个固相分解的二元化合物的三元系统、生成一个固相分解的二元化合物的三元系统

24、 A S e3 BCP E RACSBS+AS+BA+BL+AL+Bae3/b. 12345液相点液相点固相点固相点014231211fBSClEfCSlfSlfSAlfAl)( 15)()(CBSSSAACBSCSSA A S e3 BCP E RACSBD析晶路程：液相点45)( 154)(CBSAACBSBSBA固相点：1120101221fCSBlEfBSlfSBAlRFBAlfAl45相图特点相图特点：S的组成点在其初晶区内的组成点在其初晶区内。系统可划分为三个分系统。系统可划分为三个分系统 要求要求：(1) 由连线规则确定温降方向；由连线规则确定温降方向； (2) 由切线规则判断界

25、线性质；由切线规则判断界线性质； S Ae3BCe2e1ABCS (3) 由重心规则确定无变量点的性质；由重心规则确定无变量点的性质； (4) 由三角形规则确定析晶终点及终产物；由三角形规则确定析晶终点及终产物； (5) 分析析晶路程。分析析晶路程。5 5、 具有一个一具有一个一致熔融三元化合致熔融三元化合物的三元系统相物的三元系统相57 具具有一有一个一个一致熔致熔三元三元化合化合物的物的三元三元相图相图 (1) 特点：组成点不在初晶区内；特点：组成点不在初晶区内； (2) 划分三个副三角形；划分三个副三角形； (3) 用用重心规则或温降变化方向重心规则或温降变化方向判断点的性质，判断点的性

26、质， 无变量点所处位置有两种可能，无变量点所处位置有两种可能，交叉位或共轭位，交叉位或共轭位， 相应的性质为相应的性质为单转熔点单转熔点或或双转熔点双转熔点； (4)用用切线规则切线规则判断界线性质。有时某一界线具判断界线性质。有时某一界线具 有两种性质，有两种性质， 即即共熔线共熔线和和转熔线转熔线。E1：低共熔点低共熔点 LASCE2： 低共熔点低共熔点 LBSCP： 单转熔点单转熔点 LA BS线线PE1 ： 转熔线转熔线 LA S. SE1E2PBCASe1e2e3ABC6 6、 具有不一致熔融三元化合物的三元系统相具有不一致熔融三元化合物的三元系统相图图7 7、具有不一致熔融三元化合

27、物、具有不一致熔融三元化合物的三元系统相图的三元系统相图CBASSCBAE3E2E1e3e2e1E1： 低共熔点低共熔点 L ASBE2： 低共熔点低共熔点 L ASCE3： 单单转熔点转熔点 LA S+C线线PE3：单：单转熔线转熔线 LBS线线E1E3：兼有两种性质，兼有两种性质，P点是点是转折点转折点 PE3： 转熔线转熔线 LBS PE1 ： 共熔线共熔线 L BSP60 8 具有多晶转变的三元相图具有多晶转变的三元相图61 9. 形成一个二元连续固溶体的三元相图形成一个二元连续固溶体的三元相图62 9. 形成一个二元连续固形成一个二元连续固溶体的三元相图溶体的三元相图 当液相点到达当

28、液相点到达L1点时点时,同时析出其固溶体组成同时析出其固溶体组成为为S1和和C,当液相点沿界当液相点沿界线移动到线移动到L2时时,固熔体固熔体相组成为相组成为S2 。整个体。整个体系的液相点在系的液相点在L2位置，位置，固相点在固相点在N点，液相点点，液相点在在Ln时，固相点为时，固相点为M1固溶体组成为固溶体组成为Sn表示表示液相消失。液相消失。ABCSCSnS2S1 当液相点到达当液相点到达L1点时点时,同时析出同时析出其固溶体组成为其固溶体组成为S1和和C,当液相点沿界当液相点沿界线移动到线移动到L2时时,固固熔体相组成为熔体相组成为S2 。整个体系的液相点整个体系的液相点在在L2位置位

29、置,固相点固相点在在N 点点。 液相点在液相点在Ln时，固相点为时，固相点为M1固溶体组成为固溶体组成为Sn表示液相消失。表示液相消失。L1L2 NLnM164 10.具有液相分层的三元相图具有液相分层的三元相图65 10.具有液相分层的三元相图具有液相分层的三元相图在液相分层时,同时析出一个固体晶相A，三相平衡相为 n+m+A五、五、 三元系统相三元系统相图举例图举例 1. MgOAl2O3SiO2系统系统 此系统与此系统与镁质陶瓷、镁质陶瓷、堇青石瓷、堇青石瓷、滑石瓷等滑石瓷等瓷制品密切瓷制品密切相关。相关。 2. 判读相图的步骤：判读相图的步骤： (1) 判断有多少化合物生成，根据和初晶

30、区的关系判断化合物的判断有多少化合物生成，根据和初晶区的关系判断化合物的性质。性质。 (2) 用连线规则判断界线温度变化方向用连线规则判断界线温度变化方向, 同时划分副三角形；同时划分副三角形； (3) 用切线规则判断界线性质；用切线规则判断界线性质； (4) 确定每个副三角形的无变量点，根据无变量点和副三角形的确定每个副三角形的无变量点，根据无变量点和副三角形的位置确定无变量点的性质。位置确定无变量点的性质。 一般无变量点个数一般无变量点个数 副三角形个数副三角形个数 (5) 分析析晶路程；分析析晶路程； (6) 判断相图上是否存在晶型转变、液相分层或判断相图上是否存在晶型转变、液相分层或

31、形成固溶体等现形成固溶体等现 象。象。 MgOAl2O3SiO2系统系统原顽火辉石堇青石M2A2S5假蓝宝石M4A5S2镁橄榄石尖晶石莫来石(1) 判断有多少化合物生成，根据和初晶区判断有多少化合物生成，根据和初晶区的关系判断化合物的性质。的关系判断化合物的性质。(2) 用连线规则判断用连线规则判断界线温度变化方向界线温度变化方向, 同时划分副三角形；同时划分副三角形；(3) 用切线规则用切线规则判断界线性质；判断界线性质；5.低共熔点13658.双降点14824.双升点13703.双升点14601.低共熔点13557.双升点15782.双升点14406.低共熔点17109.双升点1453(4

32、) 确定每个副三角形的无变量点，根据无变量点和副三确定每个副三角形的无变量点，根据无变量点和副三角形的位置确定无变量点的性质。角形的位置确定无变量点的性质。(4) 确定每确定每个副三角形个副三角形的无变量点，的无变量点，根据无变量根据无变量点和副三角点和副三角形的位置确形的位置确定无变量点定无变量点的性质。的性质。2.双升点14401.低共熔点13555.低共熔点13654.双升点13703.双升点14609.双升点14536.低共熔点17108.双降点14827.双升点1578五、五、 三元系统三元系统相图举例相图举例 MgOAl2O3SiO2系统系统 此系统与镁此系统与镁质陶瓷、堇青质陶瓷

33、、堇青石瓷、石瓷、滑石瓷等瓷制滑石瓷等瓷制品密切相关。品密切相关。堇青石堇青石M2A2S5不一致不一致熔化合物，熔化合物，1465分分解为莫来石和液相解为莫来石和液相假蓝宝石假蓝宝石M4A5S2不一致熔化合物，不一致熔化合物，1482分解为尖分解为尖晶石莫来石和液晶石莫来石和液相相3MgO4SiO2图10-34 MgO-Al2O3-SiO2相图的富硅部分滑石瓷在液相量为35 时，可以充分烧结，液相量在45 时，坯体以呈过烧变形，L.M的烧成温度范围仅30-40，而N配料在1355 时，已出现45%的液相L.M配料分别含偏高岭土为5 ， 10 。 N点含15 。滑石瓷一般限制偏高岭土的含量在10

34、 以下。等温线宽 三元三元系统系统相图相图举例举例3 . 图10-28 C a O -Al2O3-SiO2系统相图76 三元三元系统系统相图相图举例举例图 1 0 -28 C a O -Al2O3-SiO2系统相图CaO-Al2O3-SiO2系统相图莫来石刚玉假硅灰石方石英鳞石英铝方柱石钙长石CaO-Al2O3-SiO2系统各种材料组成范围示意图系统各种材料组成范围示意图熔体冷却可能结果熔体冷却可能结果(理想情况理想情况)：平衡析晶成晶体平衡析晶成晶体急冷成玻璃急冷成玻璃液相独立析晶液相独立析晶81 水泥熟料生产水泥熟料生产 3 个无变量点： K、h：单转熔点 F：低共熔点转熔与共熔分界点点点

35、3点点P液相独立析晶水泥配料C3A+C2SLC2S+C3AL+C3S1455C3A+C3SL+CaO1470C2S+C3A+C12A7LF1335 烧成液相独立析晶液相独立析晶Lk+C3SC2S+C3A发生包裹产生独立析晶过程1445LC2S+C3A+C12A7 1335 LC2S+C3A C3S很难通过纯固相反应生成，在1200以下,组分间通过固相反应生成的是反应速度较快的C12A7，C3A，C2S。液相开始出现的温度并不是k点的1445，而是与这三个晶相平衡的F点温度1335,F是一个低共熔点,加热时C2S+C3A+C12A7LF,当C12A7熔完后,液相组成将沿界线Fk变化，升温过程中C

36、2S与C3A继续熔入液相,液相量随温度升高不断加大,系统一但生成液相,生成C3S的固相反应C2S+CaOC3S的速度既大大增加。水泥的烧成的核心是如何创造一个良好的动力学条件使物系中的C3S大量生成。85 液相独立析晶：液相独立析晶： 如果冷却速度不是快到使液相完全失去析晶能力，但也不是慢到足以使它能够和系统中其它晶相保持原有的相图关系，则此时液相犹如一个原始配料的高温熔体那样独立析晶，重新建立一个新的平衡体系，不受系统中已存在的其它晶相制约。这种现象特别容易发生在转熔点上的液相，如k点：Lk+C3SC2S+C3A,生成的C2S和C3A往往包裹在C3S表面阻止了Lk与C3S的进一步反应，此时的

37、液相将作为一个原始的熔体开始独立的析晶，沿KF界线析出C2S和C3A,到F点后又有析出C12A7,这是由析晶过程的非平衡过程造成的。要求：按分析相图的步骤具体分析。要求：按分析相图的步骤具体分析。 (1) 有多少化合物：有多少化合物：5个二元化合物，个二元化合物，4个三元化合物。个三元化合物。 (2) 化合物的组成点；化合物的组成点； (3) 判断化合物的性质；判断化合物的性质；(一致或非一致熔融化合物一致或非一致熔融化合物) (4) 无变量点性质：无变量点性质：M: 共熔点共熔点(985) L莫来石鳞石英钾长石莫来石鳞石英钾长石 E: 鳞石英与钾长石界线和其连线的交点鳞石英与钾长石界线和其连

38、线的交点 (990) L 鳞石英钾长石鳞石英钾长石 (5) 重点重点介绍此系统与日用陶瓷及普通电瓷生产密切相关。介绍此系统与日用陶瓷及普通电瓷生产密切相关。 配料：配料： 粘土粘土(高岭土高岭土)、 长石长石 、石英、石英 在相图中在相图中 为：为： QWD 为：为： QWm 制品中晶相：石英制品中晶相：石英 、长石、长石 、莫来石、莫来石 4 4、 K K2 2O OAlAl2 2O O3 3SiOSiO2 2系统相图系统相图4 487 4. K2O-Al2O3-SiO2系统日用陶瓷和电瓷 5个二元化合物和4个三元化合物由于K2O高温的挥发性本系统不完整钾长石不一致熔化合物1150分解为KA

39、S4和50液相白榴石一致熔化合物熔点1686 钾霞石一致熔化合物熔点1800 KAS迄今性质未明W长 石Al2O3分子A3S2m1 02 03 04 05 0S i O2QM1239456781 31 21 11 0A l2O3 2 S i O2D1 41 61 5A l2O3图10-32 配料三角形与产物三角形vM烧高龄Al2O3.2SiO2W长 石Al2O3分子A3S2m1 02 03 04 05 0S i O2QM1239456781 31 21 11 0A l2O3 2 S i O2D1 41 61 5A l2O3图10-32 配料三角形与产物三角形vMW长 石Al2O3分子A3S2m1 02 03 04 05 0S i O2QM1239456781 31 21 11 0A l2O3 2 S i O2D1 41 61 5A l2O3图10-32 配料三角形与产物三角形vMW长 石Al2O3分子A3S2m1 02 03 04 05 0S i O2QM1239456781 31 21 11 0A l2O3 2 S i O2D1 41 61 5A l2O3图10-32 配料三角形与产物三角