《无机材料科学基础》课程教学资源（PPT课件）第六章 相平衡状态图

河北联合大学第六章相平衡状态图无机材料科学基础

Company LOGO 河北联合大学 无机材料科学基础 第六章 相平衡状态图

相平衡状态图无机材料科学基础引言：相平衡是研究一个多组分（或单组分）多相体系的平衡状态如何随影响平衡的因素（温度、压力、组分浓度等）变化而改变的规律。研究方法的优点：不需要把体系中的化学物质或相加以分离来分别单独研究，而是综合考察系统中组分间及相间所发生的各种物理的化学的或物理化学的变化，更接近自然界或人类生产活动中所遇到的真实情况，因而具有极大的普遍意义和实用价值。学习意义：掌握相平衡的基本原理，熟练判读相图，可以帮助我们正确选择配料方案及工艺制度，合理分析生产过程中质量问题产生的原因以及帮助我们进行新材料的研制。汤北联后大学

相平衡状态图 无机材料科学基础 相平衡是研究一个多组分（或单组分）多相体系的 平衡状态如何随影响平衡的因素（温度、压力、组分浓 度等）变化而改变的规律。 研究方法的优点：不需要把体系中的化学物质或相 加以分离来分别单独研究，而是综合考察系统中组分间 及相间所发生的各种物理的化学的或物理化学的变化， 更接近自然界或人类生产活动中所遇到的真实情况，因 而具有极大的普遍意义和实用价值。 学习意义：掌握相平衡的基本原理，熟练判读相图， 可以帮助我们正确选择配料方案及工艺制度，合理分析 生产过程中质量问题产生的原因以及帮助我们进行新材 料的研制。 引言：

相平衡状态图无机材料科学基础 第六章 相平衡状态图主要内容：相图基本概念单元系统相图三、二元系统相图四、三元系统相图五、四元系统相图扬北联后大零HEFURET

相平衡状态图 主要内容： 无机材料科学基础 第六章 相平衡状态图 ❖ 一、相图基本概念 ❖ 二、单元系统相图 ❖ 三、二元系统相图 ❖ 四、三元系统相图 ❖ 五、四元系统相图

81相图基本概念无机材料科学基础 第六章 相平衡状态图一、相定义：体系中具有相同物理与化学性质的均匀部分的总和。特征及实例：纯液体或真溶液均为单相。固溶体也为单相。一个相中可包含几种物质，如：空气为一个相，但含0z、N,等。固体机械混合物中有几种物质就有几个相。一个相可以连续成一个整体，也可以不连续。扬北联后大零

§1 相图基本概念 一、相 无机材料科学基础 第六章 相平衡状态图 定义：体系中具有相同物理与化学性质的均匀部 分的总和。 特征及实例： ◆纯液体或真溶液均为单相。 ◆固溶体也为单相。 ◆一个相中可包含几种物质，如：空气为一个相，但 含O2、N2等。 ◆固体机械混合物中有几种物质就有几个相。 ◆一个相可以连续成一个整体，也可以不连续

S1基本概念无机材料科学基础 第六章 相平衡状态图二、相平衡定义：相与相之间的平衡，是动态平衡。特点：口动态性：达平衡时，各相之间有物质交换口条件性：相平衡在一定条件下建立，当条件被破坏时，平衡也被破坏，并在新的条件下建立新的平衡。汤北联后大零

§1 基本概念 ◆定义：相与相之间的平衡，是动态平衡。 ◆特点： 动态性：达平衡时，各相之间有物质交换。 条件性：相平衡在一定条件下建立，当条件 被破坏时，平衡也被破坏，并在新的条件下 建立新的平衡。 无机材料科学基础 第六章 相平衡状态图 二、相平衡

S1基本概念无机材料科学基础 第六章 相平衡状态图三、相律F+P=C+n其中：P——相数C一独立组分数：F一自由度：在一定范围内可任意独立改变而不至于引起旧相消失或新相出现的独立变量数。影响系统相平衡的外界因素的总和。一般为n-温度、压力，n=2。扬北联后大学

§1 基本概念 F+P=C+n 其中： P——相数 C——独立组分数： F——自由度：在一定范围内可任意独立改变而不 至于引起旧相消失或新相出现的独立变量数。 n——影响系统相平衡的外界因素的总和。一般为 温度、压力，n=2。 无机材料科学基础 第六章 相平衡状态图 三、相律

S1基本概念无机材料科学基础 第六章 相平衡状态图独立组分数C=组分数--化学反应数口独立组分数：构成一个平衡系统中所有各相所需的最少组分数口组分数：系统中能被单独分离可独立存在的化学均匀的物质数举例：CaCO,加热分解，CaCO，=CaO+CO,组分数=3，独立组分数=2。西北联后大零

§1 基本概念 无机材料科学基础 第六章 相平衡状态图 独立组分数C =组分数-化学反应数  独立组分数：构成一个平衡系统中所有 各相所需的最少组分数  组分数：系统中能被单独分离可独立存 在的化学均匀的物质数 举例：CaCO3加热分解，CaCO3 = CaO + CO2 组分数=3， 独立组分数=2

S1基本概念无机材料科学基础 第六章 相平衡状态图自由度F：C水如：水相图：冰各相区：F=2,1气R各界线：F=1，无变点：F=0。欲维持三相平衡，系统的T、P只能在D点上，改变任意变量（T、P）即破坏平衡。扬北联后大零

§1 基本概念 自由度F： 如：水相图： 各相区：F=2， 各界线：F=1， 无变点：F=0。 欲维持三相平衡，系统的T、P只能在D点上，改变 任意变量（T、P）即破坏平衡。 无机材料科学基础 第六章 相平衡状态图 A B C D O P T 水 冰 气

S1基本概念无机材料科学基础 第六章 相平衡状态图四、相图定义：相平衡相图是用来描述多相物系中相平衡问题的几何图形。利用相图可知某一确定组成在某温度下存在哪些相及各相的相对含量，但一切未达到平衡的现象在相图上得不到反映相图是从热力学角度研究问题，具有热力学研究的特点。扬北联后大零

§1 基本概念 定义：相平衡相图是用来描述多相物系中相平衡问题 的几何图形。 利用相图可知某一确定组成在某温度下存在哪些 相及各相的相对含量，但一切未达到平衡的现象在相 图上得不到反映。 相图是从热力学角度研究问题，具有热力学研究 的特点。 无机材料科学基础 第六章 相平衡状态图 四、相图

S2单元系统相图无机材料科学基础 第六章 相平衡状态图一、单元系统相律F=C+n-PC=1， n=2故：F=3-P则：Pmin=1，Fmax=2maxPmax=3, Fmin=0maxmin扬北联后大学

§2 单元系统相图 一、单元系统相律 F = C + n - P C=1，n=2 故：F = 3 - P 则：Pmin =1，Fmax =2 Pmax =3，Fmin =0 无机材料科学基础 第六章 相平衡状态图