二组分固液相图类比液气相图课件

第五章相平衡

(第三部分)第五章相平衡

(第三部分)第四节

二组分固液相图

类比液气相图，假设液相全浓度完全互溶始终一相第四节

二组分固液相图

类比液气相图，假设液相全浓（一）二组分液态混合物生成固相情况生成化合物，一个固相 晶体-晶格点阵-晶胞单元-空间周期性无限排列完全有序--原子晶体(不同的金属原子)--离子晶体(不同的阳离子、阴离子)--分子晶体(不同的分子)

分散系，二个组分，二个固相（一）二组分液态混合物生成固相情况生成化合物，一个固相

固溶体(固态溶液)一个相

晶格点阵水平的混合但不形成完全周期性的晶胞无序通常溶质的原子、分子或离子进入溶剂晶格，仍保持溶剂晶格形状

（一）二组分液态混合物生成固相情况固溶体(固态溶液)一个相（一）二组分液态混合物生成固固溶体的类型根据溶质原子、离子或分子在溶剂晶格中所处的位置可将固溶体分为三种类型：置换固溶体：溶质原子、离子或分子代替了一部分溶剂原子、离子或分子占据溶剂晶格某些格点位置而形成固溶体。间隙固溶体：溶质原子、离子或分子嵌入溶剂格点之间的空间形成的固溶体缺位固溶体：晶格格点有些为溶质原子、离子或分子，有些是溶剂原子、离子或分子，还有些出现空位。固溶体的类型根据溶质原子、离子或分子在溶剂晶格中所处的位置完全无限互溶固溶体置换固溶体溶质溶剂晶格结构相同，晶格常数相差不大具有相同的原子或离子、分子构成（相同的分子式）熔点相差不远(相互作用相似)和粒子大小相差不大金属类Ag-AuAu-PtCu-Pt氧化物类MgO-NiOAl2O3-Cr2O3

融盐类AgCl-NaCl完全无限互溶固溶体置换固溶体1.固溶体与化合物差别:没有一个晶胞可以周期性无限排列形成晶体无序2.固溶体与分散系差别:宏观上无论多小，都是均匀一致的分子水平、晶格点阵水平的均匀和一致3.生成均匀固溶体晶体:缓慢结晶、多次退火，反复结晶熔融，充分扩散，最终形成高度混乱无序的固态溶液1.固溶体与化合物差别:（二）二组分固液相图

p一定,f*=3-F

单相区,f*=2,温度和浓度一定范围自由变化

两相平衡区,f*=1,温度-浓度一定关系,

若温度变化，浓度也随之变化

三相共存,f*=0,温度和浓度确定

例如：若二组分在熔融态混溶为溶液，但固态互不相溶，当两种晶体都结晶析出并与液相共存时，或者两个固相一旦出现熔融态时：F=3,f*=0,此时温度固定、液相浓度固定，该温度称为低共熔点(凝固点降低)（二）二组分固液相图p一定,f*=3-F例如：若二组一、简单的低共熔二元相图及绘制1.热分析法：将体系缓慢而均匀的冷却或加热如果体系没有发生相的变化（热容变化很小）

那么温度随时间的改变是均匀的如果体系有相变发生（相变热及各相组成引起热容变化）

这时温度随时间改变就会出现变化步冷曲线：熔融状态缓慢冷却温度-时间曲线结合相律，绘制相图一、简单的低共熔二元相图及绘制1.热分析法：将体系缓慢而二组分固液相图类比液气相图课件wBwB2.溶解度法（水-盐体系）测不同温度下溶液的浓度与相应的固相组成

饱和溶液：固相盐+溶液F=2,f*=1,溶液的浓度～T一定关系有冰析出时F=3,f*=0,T与浓度具有固定值非饱和溶液：降温，冰先析出，F=2,f*=1

浓度升高，饱和，开始有盐析出F=3,f*=02.溶解度法（水-盐体系）测不同温度下溶液的浓度与相应的固二组分固液相图类比液气相图课件3.形成稳定化合物

A+B=AB若A:B=1:1,组分C=1

若AorB过量,

C=2过量B与A混合，由AB和未反应的B组成，B与AB形成共熔物过量A与B混合，由AB和未反应的A组成，A与AB形成共熔物

多种化合物，根据过量判断成分，二元简单低共熔相图组合合并

3.形成稳定化合物

A+B=AB若A:B=1:1,二组分固液相图类比液气相图课件4.不稳定化合物

生成化合物不稳定，发生分解；分解温度称为异成份熔点，或转熔温度；该化合物只在低于该温度时存在。Na+l(2)(1)(3)4.不稳定化合物Na+l(2)(1)(3)5.固相发生变化或晶型发生转变的相图5.固相发生变化或晶型发生转变的相图二、固液都是完全互溶的相图

区域熔炼类似精馏二、固液都是完全互溶的相图

区域熔炼二组分固液相图类比液气相图课件三、固相部分互溶三、固相部分互溶三、固相部分互溶三、固相部分互溶第五节三组分系统相图f=5-F,T,p一定,

f**=3-

F，F=1，f**=2,F=2，f**=1，F=3，f**=0一.等边三角形坐标表示法顶点，纯ABC边，AB

BCAC二组分内部一点代表三组分体系逆时针方向点与浓度(wA,

wB,wc)一一对应wA+wB+wc=1(w表示质量分数)1.等含量规则平行于三角形某一边的直线上所有的点，含有该边所对顶角组分的浓度都相同。第五节三组分系统相图f=5-F,T,等比例规则 由某一顶角向对边作直线，该直线上的点所含另外两个顶角组分的浓度比例相同。GH等比例规则GH3.杠杆规则

两个三组分系统M、N混合，新系统的点O在MN之间连线上，且满足mM·|MO|=mN·|NO|重心规则：多个系统混合3.杠杆规则重心规则：多个系统混合背向规则一个三组分液相系统S,A结晶析出，则所余液相组成在AS延长线上，B与C的浓度比例保持不变，到b点，所析出A晶体质量mA与剩余溶液质量mb之比背向规则二、部分互溶三液系二、部分互溶三液系二、部分互溶三液系二、部分互溶三液系二、部分互溶三液系二、部分互溶三液系三、简单水盐系统三、简单水盐系统四、简单低共熔三组分系统四、简单低共熔三组分系统第五章相平衡

(第三部分)第五章相平衡

(第三部分)第四节

二组分固液相图

类比液气相图，假设液相全浓度完全互溶始终一相第四节

二组分固液相图

类比液气相图，假设液相全浓（一）二组分液态混合物生成固相情况生成化合物，一个固相 晶体-晶格点阵-晶胞单元-空间周期性无限排列完全有序--原子晶体(不同的金属原子)--离子晶体(不同的阳离子、阴离子)--分子晶体(不同的分子)

分散系，二个组分，二个固相（一）二组分液态混合物生成固相情况生成化合物，一个固相

固溶体(固态溶液)一个相

晶格点阵水平的混合但不形成完全周期性的晶胞无序通常溶质的原子、分子或离子进入溶剂晶格，仍保持溶剂晶格形状

（一）二组分液态混合物生成固相情况固溶体(固态溶液)一个相（一）二组分液态混合物生成固固溶体的类型根据溶质原子、离子或分子在溶剂晶格中所处的位置可将固溶体分为三种类型：置换固溶体：溶质原子、离子或分子代替了一部分溶剂原子、离子或分子占据溶剂晶格某些格点位置而形成固溶体。间隙固溶体：溶质原子、离子或分子嵌入溶剂格点之间的空间形成的固溶体缺位固溶体：晶格格点有些为溶质原子、离子或分子，有些是溶剂原子、离子或分子，还有些出现空位。固溶体的类型根据溶质原子、离子或分子在溶剂晶格中所处的位置完全无限互溶固溶体置换固溶体溶质溶剂晶格结构相同，晶格常数相差不大具有相同的原子或离子、分子构成（相同的分子式）熔点相差不远(相互作用相似)和粒子大小相差不大金属类Ag-AuAu-PtCu-Pt氧化物类MgO-NiOAl2O3-Cr2O3

融盐类AgCl-NaCl完全无限互溶固溶体置换固溶体1.固溶体与化合物差别:没有一个晶胞可以周期性无限排列形成晶体无序2.固溶体与分散系差别:宏观上无论多小，都是均匀一致的分子水平、晶格点阵水平的均匀和一致3.生成均匀固溶体晶体:缓慢结晶、多次退火，反复结晶熔融，充分扩散，最终形成高度混乱无序的固态溶液1.固溶体与化合物差别:（二）二组分固液相图

p一定,f*=3-F

单相区,f*=2,温度和浓度一定范围自由变化

两相平衡区,f*=1,温度-浓度一定关系,

若温度变化，浓度也随之变化

三相共存,f*=0,温度和浓度确定

例如：若二组分在熔融态混溶为溶液，但固态互不相溶，当两种晶体都结晶析出并与液相共存时，或者两个固相一旦出现熔融态时：F=3,f*=0,此时温度固定、液相浓度固定，该温度称为低共熔点(凝固点降低)（二）二组分固液相图p一定,f*=3-F例如：若二组一、简单的低共熔二元相图及绘制1.热分析法：将体系缓慢而均匀的冷却或加热如果体系没有发生相的变化（热容变化很小）

那么温度随时间的改变是均匀的如果体系有相变发生（相变热及各相组成引起热容变化）

这时温度随时间改变就会出现变化步冷曲线：熔融状态缓慢冷却温度-时间曲线结合相律，绘制相图一、简单的低共熔二元相图及绘制1.热分析法：将体系缓慢而二组分固液相图类比液气相图课件wBwB2.溶解度法（水-盐体系）测不同温度下溶液的浓度与相应的固相组成

饱和溶液：固相盐+溶液F=2,f*=1,溶液的浓度～T一定关系有冰析出时F=3,f*=0,T与浓度具有固定值非饱和溶液：降温，冰先析出，F=2,f*=1

浓度升高，饱和，开始有盐析出F=3,f*=02.溶解度法（水-盐体系）测不同温度下溶液的浓度与相应的固二组分固液相图类比液气相图课件3.形成稳定化合物

A+B=AB若A:B=1:1,组分C=1

若AorB过量,

C=2过量B与A混合，由AB和未反应的B组成，B与AB形成共熔物过量A与B混合，由AB和未反应的A组成，A与AB形成共熔物

多种化合物，根据过量判断成分，二元简单低共熔相图组合合并

3.形成稳定化合物

A+B=AB若A:B=1:1,二组分固液相图类比液气相图课件4.不稳定化合物

生成化合物不稳定，发生分解；分解温度称为异成份熔点，或转熔温度；该化合物只在低于该温度时存在。Na+l(2)(1)(3)4.不稳定化合物Na+l(2)(1)(3)5.固相发生变化或晶型发生转变的相图5.固相发生变化或晶型发生转变的相图二、固液都是完全互溶的相图

区域熔炼类似精馏二、固液都是完全互溶的相图

区域熔炼二组分固液相图类比液气相图课件三、固相部分互溶三、固相部分互溶三、固相部分互溶三、固相部分互溶第五节三组分系统相图f=5-F,T,p一定,

f**=3-

F，F=1，f**