武汉大学：《物理化学》课程教学资源（PPT课件）第四章 相平衡（4.4-4.5）固-液二元体系相图（solid-liqiud phase diagram）、二级相变 second order phase transition

固液二元体系湘图 二级相变

固-液二元体系相图 二级相变

第四节固液二元体系相图 (solid-liqiud phase diagram) ·固-液凝聚体系的相图随压力的变化不大，一般情况下，可以不考 虑压力的影响，故此类体系的相律可表达为： f=K一Φ+1=3一Φ (1) ·固-液二元相图可以用2维平面图表示 ·当体系的自由度为零时，最大相数④=3，故在二元相图中，最多可 以有三相共存 由(1)式可知，在等压条件下： 单相区：Φ=1， f=2; 两相区：Φ=2， f=1; 三相区：Φ=3， f=0

第四节 固-液二元体系相图 (solid-liqiud phase diagram) • 固-液凝聚体系的相图随压力的变化不大,一般情况下,可以不考 虑压力的影响,故此类体系的相律可表达为: • f *=K－+1 =3－ (1) • 固-液二元相图可以用2维平面图表示. • 当体系的自由度为零时,最大相数=3,故在二元相图中,最多可 以有三相共存. • 由(1)式可知,在等压条件下: • 单相区: =1, f=2; • 两相区: =2, f=1; • 三相区: =3, f=0

gas A与B的T一x图： 81 上部为气体； liquid 中部为液体； 下部为固体。 冬 solid B

T A B gas liquid g+l solid l+s A与B的T－x图： 上部为气体； 中部为液体； 下部为固体

二元凝聚体系相图 主要介绍： 固相完全不互溶相图； 固相部分互溶相图； 有化合物生成的相图； 不稳定化合物相图； 二元盐水体系相图等

二元凝聚体系相图 主要介绍: 固相完全不互溶相图; 固相部分互溶相图; 有化合物生成的相图; 不稳定化合物相图; 二元盐水体系相图等

固相完全不互溶相图 1区：熔液，f=2 2区：A(s)tl;f=1 3区：B(s)+l;f=1 4区：A(S)+B(S;f=1 CED:三相线；f=O 1区 固体A,B和熔液E 三相达平衡. 3区 P点步冷曲线（见 2区 D 右图)：PM为直 N 线，M点开始析出 固体B,曲线斜率 4区 变慢，至N点体系 呈三相平衡，f=0, B 曲线为平段，N点 以下为两固相平 衡. 3

3 固相完全不互溶相图 T A t T B I H P 1区 2区 3区 4区 1区:熔液,f=2 2区:A(s)+l;f=1 3区:B(s)+l;f=1 4区:A(s)+B(s);f=1 CED:三相线;f=0 固体A,B和熔液E 三相达平衡. P点步冷曲线(见 右图): PM 为直 线,M点开始析出 固体B,曲线斜率 变慢,至N点体系 呈三相平衡, f=0, 曲线为平段,N 点 以下为两固相平 衡. M N C D E

步冷曲线 1.定义： 当体系缓慢而均匀地冷却时，描绘 体系温度随时间变化的曲线。 2.特点 当有相变化发生时，温度随时间的变 化速率将发生变化，出现转折或水平线

步 冷 曲 线 1. 定义： 当体系缓慢而均匀地冷却时，描绘 体系温度随时间变化的曲线。 2. 特点 当有相变化发生时，温度随时间的变 化速率将发生变化，出现转折或水平线

步冷曲线 P:A和B的混合熔液，单相 P→M←◆a+b M:体系进入两相区，开始有相 变化发生（固态B析出），在步 L+B 冷曲线上出现转折表现为b点 L+A C M→N←◆b→c A+B N:体系进入三相线，固态A和B B 开始同时析出，在熔液完全凝固前，体系一直处于三相线上的N点， 故步冷曲线上cd段均对应于N点。因三相线上f=O,故相律要求cd段 温度不能变化，于是在步冷曲线上表现为一段水平线。 N◆c→d N→J←◆d→e

步 冷 曲 线 P: A和B的混合熔液，单相 P M a b M: 体系进入两相区, 开始有相 变化发生（固态B析出）, 在步 冷曲线上出现转折表现为b点 M N b c N: 体系进入三相线, 固态A和B 开始同时析出, 在熔液完全凝固前，体系一直处于三相线上的N点， 故 步冷曲线上cd段均对应于N点。因三相线上f *=0, 故相律要求cd段 温度不能变化，于是在步冷曲线上表现为一段水平线。 N c d N J d e T t B A T I H P L L＋A L＋B A＋B M N C D E a b c d e J

步冷曲线的绘制方法 1.标明相区； ·过起点作垂线，即表示体系物系点的变 化。注意观察体系穿越了哪些相区及三 相线： 当体系由一个相区进入另一个相区时步 冷曲线将发生转折： 当体系遇到三相线时，在步冷曲线上将 出现水平段；

步冷曲线的绘制方法 1. 标明相区; • 过起点作垂线，即表示体系物系点的变 化。注意观察体系穿越了哪些相区及三 相线； • 当体系由一个相区进入另一个相区时步 冷曲线将发生转折； • 当体系遇到三相线时，在步冷曲线上将 出现水平段；

步冷曲线 T 液相组成沿ME线变化 H 1区 M 3区 2区 E N 4区 B

T t A T B C D E I H 1区 2区 3区 4区 P M N 步冷曲线 液相组成沿ME线变化

有化合物生成的二元合金相图 1区：熔液，f-2 2区：A(s)+H;f=1 3区：C(s)t;f=1 4区：Cs)+l;f=1 5区：B(S)+l;f=1 M N 6区：A(s)+C(s)；f-1 5 7区：C(s)+B(s);f=1 2 3 DEF:三相线；f=0 A,C,熔液三相共存 7 HGL:三相线；f=0, 6 C,B,熔液三相共存 C B

有化合物生成的二元合金相图 1区:熔液,f=2 2区:A(s)+l;f=1 3区:C(s)+l;f=1 4区:C(s)+l;f=1 5区:B(s)+l;f=1 6区:A(s)+C(s);f=1 7区:C(s)+B(s);f=1 DEF:三相线;f=0 A,C,熔液三相共存 HGI:三相线;f=0, C,B,熔液三相共存 A G H F E D C B T O M N I 1 2 3 4 5 6 7