上海交通大学_材料科学基础第八章_三元相图
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北京科技大学材料科学与工程专业814 材料科学基础主讲人:薛春阳第八章三元相图8.1三元相图基础三元相图的基本特点:完整的三元相图是三维立体模型;三元系中可发生四相平衡转变,四相平衡区是恒温水平面;三相平衡转变是变温过程,在相图上三相平衡区占有一定空间,不再是二元相图中的水平线。
8.1.1 成分表示法表示三元系成分的点位于两个坐标轴所限定的三角形内,这个三角形称为成分三角形或浓度三角形。
常用的成分三角形是等边三角形,有时也用直角三角形或等腰三角形。
1. 等边成分三角形B——浓度三角形等边三角型B%C%+顺时针坐标CA← A%1)确定O点的成分Ba)过O作A角对边的平行线b)求平行线与A坐标的截距得组元A的含量B%C%c)同理求组元B、C的含量OA← A%C2)等边成分三角形中的特殊线 7ABC90 80 70 60 50 40 30 20 101020 30 4050 60 708090 10 2030 40 50 60 70 8090← A%B% C%II 点:20%A- 50%B- 30%CIII 点:20%A- 20%B- 60%CIV 点:40%A- 0%B- 60%C IIIIIIVa)与某一边平行的直线凡成分点位于与等边三角形某一边相平行的直线上的各三元相,所含的与此线对应顶角代表的组元的质量分数相等。
凡成分点位于通过三角形某一顶角的直线上的所有三元系,所含此线两旁另两顶点所代表的两组元的质量分数比值相等。
b ) 过某一顶点作直线常数=====22221111''%%Bc Ca Bc Ba Bc Ba Bc Ca C A练习1. 确定合金I、II、III、IV的成分I 点:A%=60%B%=30%C%=10%II点:A%=20% B%=50% C%=30%III 点:A%=20% B%=20% C%=60%IV 点:A%=40% B%=0% C%=60%2. 标出75%A+10%B+15%C的合金3. 标出50%A+20%B+30%C的合金4. 绘出A =40%的合金5. 绘出C =30%的合金6. 绘出C / B =1/3的合金 %75%2531==B C 7. 绘出A / C =1/4的合金2.其它成分三角形1)等腰成分三角形当三元系中某一组元含量较少,而另两个组元含量较多时,合金成分点将靠近等边三角形的某一边。
第一章原子结构和键合(4学时)了解物质由原子组成,而组成材料的各元素的原子结构和原子间的键合是决定材料性能的重要因素。
§1 原子结构(一)、原子结构; (二)、原子间的键合; (三)、高分子链。
§2 原子间的键合(一)、金属键 (二)、离子键 (三)、共价键(四)、范德华力 (五)、氢键第二章固体结构(8学时)固态原子按其原子(或分子)聚集的状态,可划分为晶体与非晶体两大类。
晶体中的原子在空间呈有规则的周期性重复排列;而非晶体中的原子则是无规则排列的。
材料的性能与材料各元素的原子结构和键合密切相关,也与固态材料中原子或分子在空间的分布排列和运动规律以及原子集合体的形貌特征密切相关。
§1 晶体学基础(一)、晶体的空间点阵1.空间点阵概念2.晶胞3.晶系与布拉菲点阵4.晶体结构与空间点阵的关系(二)、晶向指数和晶面指数1.阵点坐标2.晶向指数3.晶面指数4.六方晶系指数5.晶带6.晶面间距§2 金属的晶体结构(一)、面心立方晶体结构的晶体学特征(fcc)(二)、体心立方晶体结构的晶体学特征(bcc)(三)、密排六方晶体结构的晶体学特征(hcp)§3 金属的相结构(一)、固溶体1.置换固溶体2.间隙固溶体3.有序固溶体4.固溶体的性质(二)、中间相1.正常价化合物2.电子化合物3.原子尺寸因素化合物(ⅰ)间隙相和间隙化合物§4 离子晶体结构(一)、NaCl型结构 (二)、萤石型结构 (三)、CsCl型结构 (四)、a-Al2O3型结构§5 共价晶体结构(一)、金刚石结构 (二)、SiO2结构 (三)、VA、VIA族亚金属结构§6 聚合物晶态结构(一)、晶胞结构 (二)、晶态结构模型 (三)、聚合物结晶形态§7 非晶态结构第三章晶体缺陷(12学时)实际晶体常存在各种偏离理想结构的区域晶体缺陷。
根据晶体缺陷分布的几何特征可分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三类。
胡赓祥《材料科学基础》第3版章节题库第8章三元相图一、选择题在三元相图中,常用的成分三角形是()。
A.等边三角形B.直角三角形C.等腰三角形【答案】A【解析】根据相律,在恒温恒压下可以用平面图形来表示体系的状态与组成之间的关系,即三元相图。
在三元相图中,通常用等边三角形来表示各组分的浓度。
二、简答题1.图8-1为固态有限互溶三元共晶相图的投影图,请回答下列问题:(1)指出三个液相面的投影区;(2)指出e3E线和E点表示的意义;(3)分析合金N的平衡结晶过程。
图8-1答:(1)三个液相面的投影区分别为:Ae1Ee3A、Be2Ee1B、Ce3Ee2C。
(2)e3E线:α与γ的共晶线;E点:三元(四相)共晶点。
(3)N点合金的平衡结晶过程:L→L→γ→L→β+γ→L→α+β+γ2.图8-2是A-B-C三元系统相图,根据相图回答下列问题:(1)在图上划分副三角形、用箭头表示各条界线上温度下降方向及界线的性质;(2)判断化合物D、M的性质;(3)写出各三元无变量点的性质及其对应的平衡关系式。
图8-2答:(1)如图8-3所示。
图8-3(2)D的性质:一致熔融二元化合物,高温稳定、低温分解;M的性质:不一致熔融三元化合物。
(3)E1,单转熔点,L+A↔C+M;E2,低共熔点,L↔C+B+M;E3,单转熔点,L +A↔B+M;E4,过渡点,D L↔A+B。
3.三组元A,B和C的熔点分别是1000℃,900℃和750℃,三组元在液相和固相都完全互溶,并从三个二元系相图上获得下列数据。
图8-4表8-1(1)在投影图上作出950℃和850℃的液相线投影。
(2)在投影图上作出950℃和850℃的固相线投影。
(3)画出从A组元角连接到BC中点的垂直截面图。
答:(1)根据已知条件分别作AB,AC和BC二元相图,并假设液相线和固相线是光滑的,然后在三个二元相图上作950℃的割线,可在AB二元相图上得到与液相线相交点的B,A的质量分数约为70%,30%,在AC二元相图上与液相线相交点的C,A的质量分数约为35%,65%,而在BC相图上则不与液相线相交。