Lecture 3 相图和相变-2011秋季

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相图精品PPT课件

• 硅酸盐物质可视为金属碱性氧化物与酸性氧化物SiO2化合而成。因此，在硅酸盐系统中常采用氧化物作为系统的组成，如：SiO2一元系统； SiO2－Al2O3二元系统；CaO－ SiO2－Al2O3三元系统。
• 但要注意，硅酸盐矿物组成中的硅酸三钙，硅酸二钙等，是一种新的化合物，具有自己的化学组成和晶体结构，因而具有自己的物理和化学性质。所以，它们可为单一的组分。
11
10.3.1单元系统相图举例——以水相图为例
如：水相图 F=3-P
（1）单相区：一相存在 P=1 F=2
（2）各界线：两相共存 P=2 F=1
DC—水的饱和蒸汽压曲线（蒸发曲线） L=G
DB—冰的饱和蒸汽压曲线（升华曲线） G=S DA—冰的熔点曲线（熔融曲线）S=l P A （3）三相点D：三相共存 P=3 F=0
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多晶转变
1. 多晶转变的类型机构变化的深刻性分：
①位移式转变 ②重建式转变（3）按晶型转变的方向分：可逆转变、不可逆转变
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10.4.2 ZrO2系统相图
10.5 二元相图的基本类型
二元系统：c=2
相律 f c p 1 3 p
• 单元系统中C=1,根据相律：F=C-P+2=3-P
• 从而看出，系统中的相数不可能少于一个，所以系统中最大自由度为2，这两个自由度即是温度和压力，自由度达最小为零，所以系统中平衡共存的相数最多三个，不可能出现三相以上的平衡状态。
• 相图中的任意一点都表示了系统的平衡态，称为“状态点”。
4
（2）相
• 定义：是指系统中具有相同物理性质和化学性质的均匀部分。
• 需要注意的是这个“均匀”的要求是严格的，非一般意义上的均匀，而是一种微观尺度的均匀。

第二章相固态相变概论ppt课件

2.焓
焓是一个热力学系统中的能量参数。由dU=δQ –pdV，可以导出δQ= dU+pdV=dU+d(pV)-VdP=d(U+pV)-VdP 焓定义式为：H=U+pV ; 则δQ=dH-VdP
3.比热容
比热容的定义是，当一个系统由于加给一微小的热量δQ而稳定升高dT时δQ/dT这个量即是比热容。
2.5 相变驱动力与形核驱动力
相变驱动力：新旧两相的自由能之差 2.5.1 纯组元同素异构转变
G m
H
m
T
S
m
当T=T0时有：
Gm
H
m
T0Sm
0
S
m

H
m
T0
代入第一个式子且令∆T=T0-T有：
G m
H
m
T T0
过冷度ΔT不大时，相变驱动力随ΔT的
增大而线性增加
2.5.2 脱溶反应的相变驱动力
Phase transition 时，物质聚集状态的突变。
突变可以体现为：
（1）从一种结构变化为另一种结构。狭义上来讲是指物态或晶型的改变。如，气相凝结为液相或是固相，液相凝固为固相等。广义上讲，结构变化还包括分子取向或是电子态的改变（2。）成分的连续或不连续变化，这种成分变化主要是指封闭体系内部相间成分分布的变化。如，固溶体的脱溶分解或是溶液的结晶析出。
物理意义：大量的成分为x0的相取出少量的成分为x的物质的摩尔Gibbs自由能
2.5.3 形核驱动力：EF
可通过母相自由能-成分曲线上该母相成分点切线与析出相自由能成分之间的垂直距离来量度
形核驱动力：EF
不同成分的合金形核驱动力将不同
确定具有最大形核驱动力的核心成分 xm

相变讲稿

最早是英国物理学家安德普斯(1813-1885) 三,等温相变[最早是英国物理学家安德普斯(1813-1885) 1869年作的等温压缩实验] 年作的CO 于1869年作的CO2等温压缩实验]
1,等温压缩:等温压缩是汽液相变的方法之一.现以CO2为例将其等温压缩:等温压缩是汽液相变的方法之一.现以CO 液相变的方法之一进行等温压缩,所得到的实验结果( 如左下图所示. 进行等温压缩,所得到的实验结果(等温线 )如左下图所示. B段是液化以前气体的等温 A B段是液化以前气体的等温压缩过程, 压缩过程,压强随着体积的减小而增大,继续压缩时就出现液体 .在液化过程B C中压强P 保持不变, 化过程B C中,压强P0 保持不变,此过程中的每一状态都是汽液两相平衡共存的状态, 衡共存的状态,因此压强 P0就是这一温度下的饱和蒸汽压. 一温度下的饱和蒸汽压.C点相当于 D段就是汽体全部液化的状态. 汽体全部液化的状态.而C D段就是液体的等温压缩的过程. 液体的等温压缩的过程.
( p0 +
ν RT
V
) p = p
( 2)
最后联立( 最后联立(1)和(2)式得到: 式得到:
p +
β
V
1/3
= p0 +
ν RT
V
分析此公式可知,当温度升高时,饱和蒸汽压增大, 分析此公式可知,当温度升高时,饱和蒸汽压增大,这时必才能保持平衡.体积增大时,( RT/V)要 ,(ν 须增大体积 V 才能保持平衡.体积增大时,(νRT/V)要减小得快一些,因此可以到新的平衡. 比(β/V1/3)减小得快一些,因此可以到新的平衡.但随着温度的升高,气泡不断胀大.当饱和蒸汽压P0增大到外界压强温度的升高,气泡不断胀大.当饱和蒸汽压P P时,就不能再靠汽泡的胀大来保持平衡,此时附在器壁上和杂就不能再靠汽泡的胀大来保持平衡, 质微粒上的汽泡便急剧胀大并迅速上浮从液体冒出, 质微粒上的汽泡便急剧胀大并迅速上浮从液体冒出,因此液体就急剧汽化了. 急剧汽化了. 由此可见,沸点就是饱和蒸汽压等于外界压强的温度. 由此可见,沸点就是饱和蒸汽压等于外界压强的温度.因为饱和蒸汽压必须增大到与外界压强相等时才能汽化, 饱和蒸汽压必须增大到与外界压强相等时才能汽化,所以沸点随外界压强度增大而升高. 外界压强度增大而升高.

无机材料科学基础第九章相变PPT.

5
（2）二级相变：
相变时如果两相的化学位相等，化学位的一阶导数也相等，但二
阶导数不等的称为二级相变。
即在TC、PC下，α、β两相，uα=uβ
(uT1)P
(u2 T
)P;(uP1)T
(u2 P
)T
S1 S2(熵连续）V； 1 V2(无体积效应）；
QP 0(无热效应）
但二阶导数不等：
(2Tu21)p
图所示，（A）为母相奥氏体块；（B）为从母相中形成马氏体示意图。
图（ A ）中红色切块由母相奥氏体转变为（ B ）中 A2B2C2D2A’1B’1C’1D’1马氏体；在母相内 PQRS为直线，相变时变为 PQ、 QR’、R’S’三条直线。
(2u2 T2
)p;(2Pu21)T
(2Pu22 )T
此时称为二级相变。
( 2u1 ) (2u2 ) TP TP
6
将上式进行分析：
2u (
T 2
)P
(
S T
)P
CP T
(CP )1 (CP )（ 2 比热容不等）
2u
V
V V
( ) ( ) ( ) V
P2 T
P T
P T V
1
2
（ (V ) P T
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2. 马氏体相变马氏体（martensite）——钢淬火时得到的一种高硬度产
物的名称。马氏体相变——晶体在外力的作用下，通过晶体的一个
分立体积的剪切作用以极快的速度进行的相变称为马氏体相变。马氏体相变是固态相变的基本形式之一。在许多金属、固溶体和化合物中都可观察到。其特征有：
14
(1)结晶学特征：
小提示25：对两可之间的应聘者可征求同事意见

材料化学相律相图分析讲课文档

第九页，共114页。
（3）相平衡条件：任一物质B在各相中的化学势相等，相变达到平衡
BB F B
（4）化学平衡条件：化学变化达到平衡
BB 0
B
2.推导相律
f = 描述平衡体系的总变数-平衡时变量间的独立关系数
第十页，共114页。
例：
一个体系，有S种不同的化学物质，并有个相，则有(S-1)个浓度变量，同时由于热平衡和力平衡，则有(S-1)+2 总变量数。
第十七页，共114页。
3. 克拉贝龙方程
相（Ⅰ）
相（Ⅱ）
G1
G2
等温等压下 dG1 = dG2
∵dG = - SdT + Vdp
∴- S1dT + V1dp = - S2dT + V2dp
∴ dpS2S1 H
dT V2V1 TV ——克拉贝龙方程
∵ΔG= ΔH – TΔS ΔG=0，∴ΔS= H
（3）铁磁体与顺磁体的转变（4）合金中有序与无序的转变
第二十页，共114页。
V1 V2 S1 S2
(
G p
1
)
T
＝
(G2 p
)T
(
G T
1
)
p
＝
(
G T
2
)
p
2G1 2G 2 Tp T p
(
2G1 p 2
)
T
(
2G 2 p 2
)T
(
2G1 T 2
)
p
(
2G 2 T 2
)p
6. 膨胀系数，等温压缩率ЌT，比定压热容Cp
第十二页，共114页。
应用：相律可以推断出最大的共存相数，检验相图是否合理，预言新物质的存在等。

第九章相变

C点→气体全部液化状态。
CD段→液体的等温压缩过程。
下图为实验测得的各种不同温度下的等温线。

22
等温线族
23
分析上图可得到一下结论：

温度升高，饱和蒸气压增大→气液相变水平线上移；同时气、液比体积在接近
当温度到达某一值Tk时水平线消失，B、C 两点重合于K点， Tk称为临界温度，对应等温线 →临界等温线

26
26
等温线族
27
临界点的特点：
1.表面张力为零，汽化热为零，气液分界面消失；
2.临界点液体具有最大比体积；
3.临界压强是饱和蒸气压的最大值。

28
例题3、将1.0kg 温度为250℃的水蒸汽等温压缩, 问能否全部液化？在压强多大时开始液化？从开始液化到全部液化外界做的功是多大？解：临界温度374℃大于250℃，可以用等温压缩的方法将水蒸汽全部液化。查表知，当压强增大到250 ℃时的饱和蒸气压 P0=4.0×106N/m2开始液化。查表知，250℃时,1.0kg水和1.0kg水蒸汽的体积分别为V1=0.0012512m3,V2=0.05005m3
积法则。

42
图中BE段→过饱和蒸气（过冷蒸气）；CF段 →过热液体。实际中在缺乏凝结核和汽化核时都可能存在。 BE态和CF态→亚稳态→范德瓦耳斯方程说明亚稳态的存在。
人工降雨
14

14
若没有足够的凝结核，或凝结核过小，即使蒸气压强超过该温度下的饱和蒸气压，液滴仍不能形成并长大，因而出现过饱和现象，这样的蒸气称为过饱和蒸气压，或过冷蒸气。

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二、沸腾沸腾：是在液体表面及液体内部同时发生的剧烈的汽化现象。

热学课件：第7章-相-变

一、气化和凝结
物质从液态变为气态的过程为气化。它有蒸发和沸腾两种形式。蒸发发生在任何温度下的液体表面，沸腾发生在沸点时的整个液体中。物质由蒸汽变为液体的过程为凝结。
在非密闭情况下，蒸发在任何温度下都可进行。影响蒸发快慢的因素：液体表面积的大小、温度的高低、液体表面的通风情况
蒸发是在一种与力学、热学相互作用不同的化学相互作用下发生的现象。
对于一般的一级相变，克拉珀龙方程可写为
dP dT
=
l 12 , m
T (V 1, m - V 2 , m )
=
l 12
T (V 1 - V 2)
L12，m 表示从“2”相转变为“1”相对的摩尔潜热， L12 为单位质量的相变潜热。
曲线与理想气体等温线相差很小，这时方程
对任意压强只有一个实根；当温度降到低于
临界点 Tc时，等温线出现波折，在波折区域中，任一压强有三个实根。则等温线与安德
鲁斯等温线相似。范德瓦耳斯方程是能统一
描述气相、液相及气液相变的方程。
范德瓦尔斯等温线和真实气体等温线的比较
A A´
P
过饱和蒸汽 B B´
临界点
当大气温度为 T 时，与该温度相对应的
平液面的饱和蒸气压为 P0，而大气中的实际蒸气压为 P，能与 P 相平衡的液滴半径 rc。
rc
=
2sM m rRT ln( p /
p0)
在沸腾以前，虽有气泡的出现、上升、缩小（因上层水温较低），但都是在泡内饱和蒸气压小于大气压强的条件下进行的，过程是缓慢的。
相平衡曲线微分
a
b
斜率 dp/dT 的公
dc
V1m
V2m
T+ △T T

KPIM2012 lecture 3 相图热力学

相图热力学S. J. T. U.Thermodynamics and Kinetics of Materials1.概述2.相图及其计算的一般原理33.相图测定4.常用的热力学模型5.相图热力学计算6.相图计算举例徐祖耀主编，材料热力学，高等教育出版社，2009，第五章徐祖耀，李麟，材料热力学，科学出版社，2000，第十一、二章Nishizawa著，郝士明译，微观组织热力学，20061.概述S. J. T. U.Thermodynamics and Kinetics of Materials相图为相平衡图的简称，是目标体系相平衡关系相图为相平衡图的简称是目标体系相平衡关系的几何图示，常见的相图是以温度、压力、成分为变量描绘的分为变量描绘的。

相图中的点、线、面、体表示一定条件下平衡体系中所包含的相、各相组成和各相之间的相互转变关系。

相图被誉为材料设计的指导书、冶金工作者的地图和热力学数据的源泉，其重要性已被材料、冶金、化工、地质工作者等广为认同。

1.概述S. J. T. U.Thermodynamics and Kinetics of Materials•第张相图是1897年Roberts-世界上公认的第一张相图RobertsAusten发表的Fe-FeC相图。

3•此后，相图的实验测定工作逐步开展。

20世纪此后相图的实验测定工作逐步开展30年代以后，随着X-射线衍射、电子探针显微分析、热分析等现代实验手段的出现和不断完分析热分析等现代实验手段的出现和不断完善，相图的实验测定得到了蓬勃发展。

•时至今日，已经积累了大量实测相图数据，但以二元、三元系为主。

随着体系组元数目的增加和体系对实验材料的苛刻要求，实验方法已很难胜任提供各种相图，特别是多元系相图。

1.概述S. J. T. U.Thermodynamics and Kinetics of Materials相图和热力学密切相关：相图不仅能够直观给出目标体系的相平衡状态，而且能够表征体系的热力学性质；由相图可以提取热力学数据，由热力学原理和数据也可构筑相图。

新版第五章-相变课件.ppt

有关液体的理论至今还不是十分完善的。
第五章相变
§5.2 热动平衡判据
讨论如何判定一个系统是否处于平衡态。
虚变动 ( ): 是假想的，满足外加约束条件的可能的变动。
5.2.1 热动平衡判据
1. 熵判据
孤立系统处在稳衡状态的充要条件:
S 0
平衡条件 S 0 平衡的稳定性条件
2. 自由能判据等温等容系统处在稳衡状态的充要条件:
体中稍大，但比气体小得多；液体比气体的黏性大，且随温度的升高而降低。液体有着非常重要的表面现象，如表面张力、表面活性、
弯曲液面的附加压强、毛细现象等。
液体既不像气体那样分子之间相互作用较弱；也不像固体那样分子间有强烈相互作用。
而且由于短程有序性质的不确定性和易变性，很难像固体或气体那样对液体作较严密的理论计算。
4、升华线：
分开固相和气相区域的平衡曲线。
液相
固相熔解线三相点
曲线p＝p(T), 称为相平衡曲线．
汽化线，熔解线和升华线交
升华线
气相
于一点，称为三相点。
0
临界点
在三相点，固、液、气三相可以平衡共存。三相点的温度和
压强是确定的。
水在三相点的临界参数:
TC=273.16K pC=610.9Pa
第五章相变
液态连续地变到气态.
从液态的A点开始, 只要按照
p
图中虚线, 变化压强和温度, 就可
液相
临界点C
以不经过任何相变点,达到对应气
固相
态的B点.
气相 0
水的临界参数为:
相应的温度和压强为临界温度和临界压强。
TC=647.05K pC=22.09106Pa VC=3.28cm3/g

相图与相变

Abstract: Phase transition is an essential problem in battery research. Understanding on phase transition in synthesis precisely is necessary to obtain target products with controlled structure and composition. Knowledge about phase transitions of electrolyte can offer the information of the safe and stable working condition, and provide a way to develop new electrolyte according to the characteristics of phase transition. Phase composition and phase evolution can be illustrated concisely and directly in phase diagram. This paper summarizes briefly typical research activities on phase transition and phase diagram in Li-ion batteries during material preparation. Key words：ion batteries；phase transition；phase diagram
所示。推而广之，对于自由能（K–1）阶微分连续、 K 阶微分不连续的情形称为 K 级相变。大部分固态相变属于一级相变；只有一部分属于二级相变，如某些合金的有序-无序转变，磁性转变、超导态转变 [9] 等。对于锂离子电池来说，以电化学脱嵌锂为例，两相反应电位曲线一般出现显著的平台区域，反映的相变为一级相变，充放电过程中结构保持固溶体形式的相变反应充放电曲线为斜坡状，为二级相变。 2.2 合成制备中的相变研究在锂离子电池中，无论电极还是电解质材料，材料的纯度、均匀性、结晶度往往是影响其性能的重要因素。在合成制备过程中，从前体材料逐渐转变为目标产物涉及到一系列相变，此过程通常伴随着杂相的消失或者产生，确定材料在不同条件下制备时的相变及相结构生长行为是实现材料可控制备的基础。可以采用衍射、散射、成像、磁性测量等方法确定目标相与杂相，通过测量变温过程中的吸放热、失重、晶体结构、电导率、磁性、织构等物性变化确定相变温度或温度范围。温度和相组成是最重要的两个参量。一些材料的制备过程中还需要施加高压、磁场、电场、机械搅拌、不同气氛等，因此还需要考虑其它物理和化学参数。以下通过几个具体例子，简介锂电池材料制备的相变特点。 2.2.1 高压法以及固相合成法制备 LiAlO2 LiAlO2 具有抗碳酸熔盐腐蚀的能力，通常作为熔融碳酸盐燃料电池（molten carbonate fuel cells， MCFC）的隔膜材料。由于其容易制备成具有一定形貌的纳米材料，也被用来作为锂离子电池聚合物电解质的增塑剂。-LiAlO2 曾被作为固体电解质研 –8 究，其纯相的离子电导率在 400 ℃时略小于 10 –4 S/cm，掺杂 Si 以后在 400 ℃的电导率可提高到 10 [10] S/cm 以上。-LiAlO2 为层状结构，与 LiCoO2、

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此外也有人认为交替形核是以边缘桥接生长方式来实现的。
共晶体的形成 -生长特点
共同生长：两个相长大时都要排放相应的溶质组元，排出的溶质将阻碍自身的生长，但两相同时生长时，一相排出的组元正是另一相生长所需要的，所以两相的生长过程将互相促进，最后是两相共同携手长大。由于两固相的成分是固定的，综合成分应和液体的成分相同，它们的数量反映在二者的厚度相对比例上。
按物质状态划分：液相（liquid）→固相（solid） →气相（gas）从热力学角度划分：* 根据相变前后热力学函数的变化，可将相变分为
一级相变、二级相变和高级相变
两相能够共存的条件是化学势相等。
一级相变: (在相变点，化学势相等,但其一阶偏导数不相等。) 在发生相变时，有体积的变化同时有热量的吸收或释放，这类相变即称为“一级相变”。 1＝ 2 1 2 (V V )
例如：压电陶瓷BaTiO3
有居里点，理论上是二级相变，但是也有较小的相变潜热。
高级相变：在临界温度，临界压力时，一阶，二阶偏导数相等，而三阶偏导数不相等的相变成为三级相变。实例：量子统计爱因斯坦玻色凝结现象为三级相变。
依次类推，自由焓的n-1阶偏导连续，n阶偏导不连续时称为高级相变。二级以上的相变称为高级相变，一般高级相变很少，大多数相变为低级相变。
相变概述
物质有固相、液相、气相三相。任何气体或气体混合物只有一个相，即气相。液体通常只有一个相即液相，但正常液氦与超流动性液氦分属两种液相。对于固体，不同点阵结构的物理性质不同，分属不同的相，故同一固体可以有多种不同的相。例如，固态硫有单斜晶硫和正交晶硫两相；碳有金刚石和石墨两相；a铁、β铁、γ铁和δ铁是铁的4个固相；冰有7个固相。
1 2 P T P T 1 2 (-S S ) 1 2 T P T P
一般类型：晶体的熔化、升华；液体的凝固、气化；气体的凝聚以及晶体中的多数晶型转变等。特点：有相变潜热，并伴随有体积改变。
T0
普遍类型：一般合金有序－无序转变、铁磁性－顺磁性转变、超导态转变等。
二级相变时，系统的化学势、体积、熵无突变，但
二级相变实例
C P 0 0 0
所以热容、热膨胀系数、压缩系数均不连续变化，即发生实变。
特例混合型相变：特点：同时具有一级相变和二级相变的特征
LECTURE 2 相图和相变
一、相图
相：具有相同晶体结构与物理化学性质，并以明确界面分开的成分均一的组成部分。包括合金和化合物。
相界面：将两种相分开的那个界面相平衡体系∶在宏观上没有任何物质从一相转移到另一相的体系。
平衡图：表示合不同成分的合金或化合物，在不同温度下相的平衡关系（即用来表示合金或化合物的成分、温度与组织之间关系）的图形。又称相图或状态图。
g L (凝聚、蒸发) g S (凝聚、升华)
L S (结晶、熔融、溶解)
S1 S2 (晶型转变、有序-无序转变)
L1 L2 (液体)
A＋BC
亚稳分相 (Spinodal分相)
2、相变的分类
分类方法有很多，目前有以几种： •按物质状态划分 •从热力学角度划分
•按相变发生的机理来划分
二级相变：
即： 1＝ 2
相变时两相化学势相等，其一级偏微熵也相等，而二级偏微熵不等。
S1＝S 2 V1＝V2
1 2 (等压膨胀系数 )
C
1 2(等温压缩系数 )
C p1 C p2 (热容量 )
T 结论：无相变潜热，无体积的不连续性，只有Cp、、的不连续。
有居里点或点 (二级相变的特征点)
A、在低于共晶点下发生
T a A＋L E B＋L b
B、在高于共晶点以上发生
a A+L C A+L A+B P E
L
TE
B+L
A＋B
TP A＋B
A B％
B
A B%
B
共晶体的形成 -形核特点
交替形核：在一定的过冷度下，尽管两固相都可能从液体中形核，由于两固溶体的成分结构的差别，总有一个固相先形核，它称为领先相，设领先相为α，由于α富A组元，其生长时附近液体则富B组元，α的存在和液体中B的富集，β相将附着在α上形核并长大，同理在β相外将附着α的形核长大。这种方式就是交替形核。
按相变发生的机理分类：
成核-生长机理（nucleation-growth transition）斯宾那多分解（spinodal decomposition）马氏体相变（martensite phase transformation）有序-无序转变（disorder-order transition）
注意与单晶和多晶的区别
（1）. 相变随自由能变化而发生的相的结构的变化称为相变。（2）. 相变过程相变过程：物质从一个相转变到另一个相的过程。 a）狭义的相变过程相变前后化学组成不发生变化的过程，相变过程是个物理过程而不涉及化学反应，如液体蒸发、α-石英与α-磷石英间的转变。 b )广义的相变过程包括过程前后相的组成发生变化的情况，相变过程可能有反应发生
（2）、Spinodal分解
或称调幅分解。在一定合金系统中,固溶体经适当热处理之后,分解为成分不同的微小区域相间分布的组织。这些小区域的溶质含量沿一个方向形成一定的波形分布，波峰处成分高于平均成分，波谷处成分低于平均成分。这些富区与贫区保持原固溶体的晶体结构，相同成分区域之间的距离（即分域或调幅波长）一般在 50～ 1000纳米之间。此种由成分调幅的微小区域组成的不均匀组织，称为亚稳分域组织，此分解过程称为spinodal 分解。这种分解不需形核势垒，只是通过固溶体中出现的成分涨落(起伏)波的生长进行的。
（3）、马氏体相变：
马氏体相变最早在中，高碳钢冷淬火后被发现，将钢加热到一定温度（形成奥氏体）后经迅速冷却（淬火）即会使钢变硬，增强。这种淬火组织具有一定特征，称其为马氏体。最早把钢中的奥氏体转变为马氏体的相变称为马氏体相变。后来发现纯金属和合金也具有马氏体相变。
马氏体相变的特点：马氏体相变在动力学和热力学上都有自己的特征，但最主要的特征是在结晶学上，这种转变发生时，新旧成分不变，原子只做有规则的重排而不进行扩散。 1) 母相和马氏体之间不改变结晶学方位的关系，新相总是沿着一定的晶体学面形成，新相与母相之间有严格的取向关系，靠切变维持共格关系。 2)相变时不发生扩散，是一种无扩散转变。马氏体相变为一级相变。

简单二元系共晶相图 a —组分A的熔点 b —组分B的熔点 E —组分A和组分B 的二元共晶点
液相线：aE 和bE 固相线：GH 四个相区：
AE和BE为两液相线，与其对应的AC和BD为两固相线； CG和DH固溶体α、β的溶解度随温度变化线；CED为水平共晶线。将相图分成三个单相区 L、α、β；三个双相区L＋α、L＋β、α＋β和一个三相区L＋α＋β，即CED为共晶线。
设某一合金中B的含量为X，在温度T1时存在着平衡的两相：含B组元Y%的固相a1 含B量Z%的液相L1 设P代表a1相的相对量，Q代表L1 的相对量，并设合金的总量为1，则应有
a1
P Q 1
由此可得
PY QZ X
X Y ZX Q P Z Y Z Y P ZX 即: Q X Y
P ( X Y ) Q (Z X )

例如，设X＝60%B，Y＝20%B，Z＝80%B，则在温度T1时的a1相和液相L1相对量为
即
即合金以两相(液+固)形式存在，且固相与液相质量之比为1：2

两组元形成固态无限互溶体系时，要求两组元的晶体结构相同，而且两组元的原子(或离子)半径差很小(一般约在 14%以下)。因此这类体系也称为同晶形体系。例Cu—Ni以及A12O3—Cr2O3等的相图基本上属于此类。
3. 三元系相图
三元系相图的表示方法：
在等边成分三角形中有下列具有特定意义的线：（1）在与等边三角形某一边相平行的直线上的各成份点，它们所含与此直线对应顶角代表的组元的质量分数相等。（2）凡成分点位于通过三角形某一顶角的直线上的，所含此线两旁的另两顶点所代表的两组元的质量分数的比值相等。
在许多合金系统中，如Al-Zn、Al-Ag、SmCo5-xCux、 Fe-Cr-Co、Cu-Ni-Sn 等系统中皆存在有 spinodal分解。许多玻璃系统，如 Na2O-SiO2、B2O3-PbO、V2O5P2O5、SnO2-TiO2等系统中的 spinodal分解也进行了广泛的研究。
图1 浓度剖面示意图
1. 单元系相图
单元系平衡平衡图：状态-温度-压强
亚稳态：有时体系的外界条件虽然改变了，但出于体系本身的某些性质和达到平衡的时间很长，那么体系暂时仍以原来的状态存在。体系的这种状态称为亚稳态。
制造人造元之间的相互作用可能有下列两类：一类是经过熔制后，可以形成两组元能以任何配比混溶的均匀一致的液态溶液；另一类是形成具有有限溶解度的溶液，当某一组元的含量大于在另一组元内的极限溶解度时，就形成两种溶液的混合物。
当合金或化合物从均匀一致的液态溶液冷却成为固态晶体时，组元之间的相互作用可有下列3种类型： (1)形成能以任何配比溶合的均匀一致的固态溶液(固溶体)，例如铜—镍，Al203—Cr203 等。 (2)两组元各具有有限溶解度。当组分浓度大于该溶解度极限时，就形成两种固溶体的混合物，例如，铅—锑，NaNbO3—LiNbO3等。 (3)形成化合物：两组元(A和B)形成的化合物一般可用AmBn来代表。
固态互不溶解的三元共晶相图
下图所示为三组元在液态完全互溶、固态互不溶解的三元共晶空间模型。它是由A－B，B－C，C－A三个简单的二元系共晶相图所组成。