6 三元相图习题-附答案

试题一一. 图1是Na2O的理想晶胞结构示用意，试回答：1．晶胞分子数是多少；2．结构中何种离子做何种密堆积；何种离子填充何种空隙，所占比例是多少；3．结构中各离子的配位数为多少，写出其配位多面体；4．计算说明O2-的电价是不是饱和；5．画出Na2O结构在（001）面上的投影图。

二. 图2是高岭石(Al2O3·2SiO2·2H2O)结构示用意，试回答：1．请以结构式写法写出高岭石的化学式；2．高岭石属于哪种硅酸盐结构类型；3．分析层的构成和层的堆积方向；4．分析结构中的作用力；5．根据其结构特点推测高岭石具有什么性质。

三. 简答题：1.晶体中的结构缺陷按几何尺寸可分为哪几类？2.什么是负扩散？3．烧结初期的特征是什么？4.硅酸盐晶体的分类原则是什么？5.烧结推动力是什么？它可凭哪些方式推动物质的迁移？6.相变的含义是什么？从热力学角度来划分，相变可以分为哪几类？四. 出下列缺陷反应式：形成肖特基缺陷；形成弗仑克尔缺陷（Ag+进入间隙）；掺入到Nb2O3中，请写出二个合理的方程，并判定可能成立的方程是哪一种？再写出每一个方程的固溶体的化学式。

溶入CaCl2中形成空位型固溶体五. 表面力的存在使固体表面处于高能量状态，然而，能量愈高系统愈不稳定，那么固体是通过何种方式降低其过剩的表面能以达到热力学稳定状态的。

六.粒径为1μ的球状Al2O3由过量的MgO微粒包围，观看尖晶石的形成，在恒定温度下，第一个小时有20%的Al2O3起了反映，计算完全反映的时刻：⑴用杨德方程计算；⑵用金斯特林格方程计算。

七.请分析熔体结构中负离子团的堆积方式、聚合度及对称性等与玻璃形成之关系。

八.试从结构和能量的观点解释为什么D晶界>D晶内？九.试分析二次再结晶过程对材料性能有何影响？工艺上如何防止或延缓二次再结晶的发生？十.图3是A-B-C三元系统相图，根据相图回答下列问题：1．写出点P，R，S的成分；2．设有2kgP，问需要多少何种成分的合金Z才可混熔成6kg成分为R的合金。

三元相图（20分）
1．在图上划分副三角形、用箭头表示各条线上温度下降方向及界线的性质（4分）。

2．判断化合物D、S的性质（2分）。

3．写出各三元无变量点的性质及其对应的平衡关系式（4分）。

4．组成点1在完全平衡条件下冷却得到的晶体是什么（2分）。

5．写出组成点2在完全平衡条件下的冷却结晶过程（4分）写出当液相组成点刚刚到达对应无变量点和结晶结束时各物质的百分含量（4分）（注意：用线段比表示时，必须在图上用字母标明。

）
相图：（20分）根据相图回答下列问题：
1．在图上划分副三角形、用箭头表示各条线上温度下降方向及界线的性质；4分2．判断化合物D、F的性质；2分3．写出各三元无变量点的性质及其对应的平衡关系式；4分4．写出组成点1在完全平衡条件下的冷却结晶过程；3分5．写出组成点2在完全平衡条件下，当液相组成点刚刚到达
对应无变量点时，各物质的百分含量（用线段比表示）。

5分
6写出组成点2在析晶结束时各物质的百分含量
（用线段比表示）2分。

注意：图上画线，标明，用线段比表示
时，必须在图上用字母标明。

作业：1、根据下列相图(1) 用连线规则划分副三角形。

(2) 用箭头标出界线上温度变化方向及界线性质。

(3) 判断S、S1、S2化合物的性质。

化合物的性质(4) 写出各无变量点的性质及反应式。

(5) 分析熔体M1、M2的析晶路程。

(M1在SO连线上)C Cu vS M 2.wy o AS S 2B。

S M 1.AB1。

S1S22. 试完成图上配料点1、2、3的结晶路程(表明液、固相组成点的变化及结晶过程各阶段系统中发生的相变化)。

CPE CH.2D z65..SAB.3.1byx.4A S Q N Ba o 补充：如图所示分析4、5、6组成点的析晶相变化。

点4 在SC 连线上，点5 在SP 连线上，点6 在PQ 连线上。

3.1）指出图中所生成的化合物的类型2）标出图中温度下降方向3）请指出图中至少6个元变点的位置，并判断出对应的反应类型4. 某三元相图中，各点温度关系如下：4某一三元相图中，各点温度关系如下：T B>T C>T A>T E1>T E2>T E3>T E，请画出T时的等温, T E3>T>T E）截面图（TE2图25. 已知A ，B ，C 三个组元，熔点分别为t A = 1050℃,t B = t =1300980℃,t C 1300℃,形成简单三元低共熔点相图，其最低共熔点t E = 800℃（35% A，40% B，25% C）。

A-B，B-C，C-A均形成简单二元低共熔相图，其二元低共熔点分别为t E 1 = 850℃（40% A，60% B），t E 2= 910℃（35%B ，65%C），t E 3 = 1000℃（70%A，30%C）（均为重量百分数）要求数）。

要求：（1）画出A-B，B-C，C-A的二元相图；（2）画出A-B-C三元相图投影图；（2）画出A B C三元相图投影图；（3）画出T 1=1200℃,T 2=1000℃,T 3=850℃的等温截面图，并注明各区相态。

《物理化学》练习题及答案解析（一）A-B-C三元相图如图所示1.判断化合物N(AmBn)的性质2.标出边界曲线的温降方向及性质3.指出无变量点的性质，并说明在无变点温度下系统所发生的相变化4.分析点1、点2、点3的结晶路程（表明液固相组成点的变化及各阶段的相变化）5.点3刚到析晶结束点和要离开析晶结束点时各物相的含量。

（二）相图分析A—B—C三元相图如下图所示：1. 划分分三角形2. 标出界线的性质和温降方向3. 指出四个化合物（D、S、AC、BC）的性质4. 写出无变量点E、G、F的性质（并列出相变式）5. 分析1点的析晶路程（三）下图为CaO-A12O3-SiO2系统的富钙部分相图，对于硅酸盐水泥的生产有一定的参考价值。

试：1、画出有意义的付三角形；2、用单、双箭头表示界线的性质；3、说明F、H、K三个化合物的性质和写出各点的相平衡式；4、分析M#熔体的冷却平衡结晶过程并写出相变式；5、并说明硅酸盐水泥熟料落在小圆圈内的理由；6、为何在缓慢冷却到无变量点K（1455℃）时再要急剧冷却到室温？（四）A—B—C三元相图如下图所示：1. 划分分三角形2. 标出界线的性质和温降方向3. 指出化合物的性质4. 写出无变量点的性质（并列出相变式）5. 点1、2熔体的析晶路程。

（S、2、E3在一条线上）6. 计算2点液相刚到结晶结束点和结晶结束后各相的含量。

答案（一）A-B-C三元相图如图所示6.判断化合物N(AmBn)的性质7.标出边界曲线的温降方向及性质8.指出无变量点的性质，并说明在无变点温度下系统所发生的相变化9.分析点1、点2、点3的结晶路程（表明液固相组成点的变化及各阶段的相变化）10.点3刚到析晶结束点和要离开析晶结束点时各物相的含量。

1.判断三元化合物A m B n的性质，说明理由？不一致熔融二元化合物，因其组成点不在其初晶区内2.标出边界曲线的温降方向（转熔界限用双箭头）；见图3.指出无变量点的性质（E、N）；E ：单转熔点N ：低共溶点4.分析点1，2的结晶路程；（4分）5、1点液相刚到结晶结束点各物质的百分含量L%=1b/bN×100%,B%=(1N/bN) ×(AmBn b/ AmBn B)×100%,AmBn %=(1N/bN) ×(C b/ AmBn B)×100%结晶结束后各物质的百分含量:过1点做副三角形BC AmBn的两条边C AmBn、BM AmBn 的平行线1D、1E，C%=BE/BC×100%，B%=CD/BC×100%，AmBn %=DE/BC×100%。

第七章三元相图一、选择题1．在三元系相图中，三相区的等温截面都是一个连接的三角形，其顶点触及_A__。

A 单相区B两相区C三相区D四相区2．根据三元相图的垂直截面图。

可以_B_ __。

A分析相成分的变化规律B分析合金的凝固过程C用杠杆法则计算各相的相对量D用重心法则计算各相的相对量。

3．在三元相图的两相共存区，系统的自由度数为__B_。

A 1B 2C 0D 34．在三元相图的三相共存区，系统的自由度数为_A_。

A 1B 2C 0D 35.三元系最多存在___C___相平衡。

A. 2B. 3C. 4D. 5二、判断题1.在热力学平衡条件下，三元系统最多４相平衡共存。

√2.三元相图的垂直截面的两相区内杠杆定律不适用。

×3.三元相图的垂直截面可确定合金相成分和量的变化。

×4.在三元相图的三相共存区，系统的自由度数为0。

×5.在三元相图的四相共存区，系统的自由度数为0。

√6.三元相图的垂直截面可应用杠杆定律确定平衡相的成分和相对量。

×7.三元相图的水平截面虽然可以确定合金的相组成，但不能确定平衡相的成分和相对量。

×8.三元相图的投影图可分析合金的结晶过程，并确定合金相与组织的相对量。

√第八章铁碳合金与铁碳合金相图一、判断题1.在Fe-Fe3C系合金中，只有过共析钢的平衡结晶组织中才有二次渗碳体存在。

×2.凡是碳钢的平衡结晶过程都具有共析转变，而没有共晶转变；相反，对于铸铁则只有共晶转变而没有共析转变。

×3.无论何种成分的碳钢，随着碳含量的增加，组织中铁素体相对量减少，而珠光体相对量增加。

×4.在退火状态下，随含碳量增加，钢的强度总是提高的。

×5.在退火状态下，随含碳量增加，钢的硬度总是提高的。

√6.在优质钢中，S、P元素总是有害元素。

（√）7.亚共析钢和过共析钢室温相组成物都是α和Fe3C。

√8.P元素将造成材料冷脆，S元素将导致热脆。