第五章 相平衡 (第三部分).

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1 第五章 相平衡 (第三部分)

2 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，假设液相全浓度完全互溶始终一相

3 （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

4 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 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

5 根据溶质原子、离子或分子在溶剂晶格中所处的位置
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。

6 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-Au Au-Pt Cu-Pt 氧化物类 MgO-NiO Al2O3-Cr2O3 融盐类 AgCl-NaCl

7 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

8 （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
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)

9 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 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
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

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11 wB

12 2. 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

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14 3. 形成稳定化合物 若 A or B 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
　A+B=AB 若A:B=1:1, 组分C=1 若 A or B 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

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16 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。 (3)
Na+l (3) (2) (1)

17 5. 固相发生变化或晶型发生转变的相图

18 二、固液都是完全互溶的相图 区域熔炼 类似精馏

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20 三、固相部分互溶

21 三、固相部分互溶

22 第五节 三组分系统相图 一. 等边三角形坐标表示法
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 A B C 边，AB BC AC 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。

23 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。 G H

24 3.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

25 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

26 二、部分互溶三液系

27 二、部分互溶三液系

28 二、部分互溶三液系

29 三、简单水盐系统

30 四、简单低共熔三组分系统