材料物理化学二元相图讲解
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相图5.1 二元相图基本概念5.1.1 相平衡和相律1) 相平衡条件各组元在各相中的化学势相等。
在c个组元组成的系统中若有ρ个相则:μ1α=μ1β=μ1γ=....=μ1ρμ2α=μ2β=μ2γ=....=μ2ρ..........μcα=μcβ=μcγ=......=μcρ。
2) 相律系统的自由度与组元数和相数之间的关系f=C-P+2 其中:f:系统自由度数;C:系统组元数;P:系统相数在衡压的系统中(∆P=0),相律可写成:f=C-P+15.1.2相图的表示方法1. 单元系的相图相图:反映组织(相组成)和系统变量参数之间关系的一种工具对于单元系,若∆P≠0,则:f=C-P+2=3-p,最多可出现三相平衡。
例1:水的相图:水的相图纯铁的相图此图(a)反映了在确定的温度和压力下H2O的相组成,也反映温度和压力变化时相组成的变化。
若压强不变,相图是一条直线(b)。
例2:纯铁的相图-反映固态下的相转变可以看到纯铁在不同温度和压强下发生的相转变。
2. 二元系的相图1) 二元系的自由度根据相律:f=C-P+2,一般情况下P=0f=C-P+1=3-P系统最大的自由度是2(单相平衡)分别是:T (温度)W (一个组元的浓度)因此二元相图中,横坐标是成分(组元浓度),纵坐标是温度.2) 成分表示法设两组元(A,B)在二元系中的质量百分数为:w A、w B,摩尔百分数为:x A、x B,两者之间是可以相互转换的。
设:R A 、R B 为组元的原子量, 则:100%x R x R x R w B B A A A A A ⨯+=, %100⨯+=BB A A BB B x R x R x R w ;%100⨯+=BBA A A A A R w R w R w x , %100⨯+=BBA AB B B R w R w R w x3. 相图的建立可以从理论和实验两条途径获得相图实验:测临界点 理论:计算G-x 曲线测定临界点的方法:热分析、X 射线、热膨胀、磁性方法等。