中南大学物理化学课件 第十二章 相平衡.ppt

《中南大学物理化学课件 第十二章 相平衡.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、特点：液态二组元完全互溶，固态二组元完全不互溶一、热分析法绘制低共熔(晶)相图原理：二组分体系C=2，指定压力不变。凝聚系相图为恒压条件下的T-x图，f*=C+1-Φ=3-Φ§4.简单低共晶(共熔)的混合物二元系Φ=1，f*=2——双变量体系Φ=2，f*=1——单变量体系Φ=3，f*=0——无变量体系测不同组成(x)体系降温过程的特定点(T)方法：将一定组成配比的二组分体系加热熔化→自然冷却，同时记录冷却过程中温度随时间的变化→绘制时间(τ)-温度(T)曲线，即步冷曲线(coolingcurve)。当体系有新相凝聚，放出相变热，步冷曲线的斜率改变，斜率转变点就是我们要找的“特

2、定点”；然后根据不同组成体系的步冷曲线上的特定温度点绘制出T-x图，即相图。不同组成体系的步冷曲线是不同的。▲纯物质体系（C=1，定压，f*=C+1-Φ=2-Φ）：液态均匀降温(Φ=1，f*=1，斜率1)→液态凝固(Φ=2，f*=0，T不变，出现水平线段)→固态均匀降温(Φ=1，f*=1，斜率2)以Bi-Cd二元系为例：⑴纯Bi和纯Cd的步冷曲线纯Bi和纯Cd的步冷曲线如右图所示，为三段，两斜线，一条水平线。τ/minT/K546596100%Bi100%Cd▲二元混合物/合金(C=2，定压，f*=C+1-Φ=3-Φ)：液态均匀降温(Φ=1，f*=2，斜率1)→有固体析出(Φ

3、=2，f*=1，降温变缓，斜率2)→两种固体同时析出(Φ=3，f*=0，T不变)→固态均匀降温(Φ=2，f*=1，斜率3)因为二元混合物熔融后形成溶液，对形成低共晶的二元系有凝固点下降现象发生，开始析出固体的温度比纯物质时低，服从凝固点下降公式(设γ=1)：⑵含20Cd，40Cd和70Cd的步冷曲线τ/minT/K546TE=41320%Cd70%Cd59640%Cd只要不是纯Cd或Bi，都会在组成达到含Cd量为40时温度为TE，满足了两种金属同时析出的条件，步冷曲线出现水平段。不同的转折温度标以不同的符号，然后将同类符号用曲线连接，再标注出各相区存在的相，相图绘制完

4、成。纯A纯B①②③④⑤ABTTτ→xB→各段线段的f=？二、简单低共晶(共熔)二元系相图分析1.点：纯物质凝固点——和，f*=0；共晶点(eutecticpoint)E——三相点，fE*=2-3+1=0；共晶反应：l(E)sA(G)+sB(H)加热冷却ABTExB→GHABTExB→GHll+sAl+sBsA+sB3.面：(熔体)单相区—液相线之上f*=2-1+1=2；两相区—(熔体+固体)和(2固体)，和GHBAf*=2-2+1=1；2.线：A物液相线—，B物液相线—；在液相线上：f*=2-2+1=1共晶线—GEH线，三相线：f*=2-3+1=0；在E点析出的混合物称为低共

5、熔混合物或共晶混合物(eutecticmixture)。它不是化合物，由两相组成，只是混合得非常均匀。E点的温度会随外压的改变而改变，在这T-x图上，E点仅是某一压力下的一个截点。4.冷却过程分析ABTExB→GHMa1b1(T1)b2(T2)a2mn温度体系点液相点固相点TMMM——TM→T1M→a1M→a1b1T1→T2a1→ma1→a2b1→b2T2→TEm→na2→Eb2→HT

6、合物BE线——溶解度曲线AE线——冰点下降曲线-200204060T/℃-19.0520E(38.4)6080H2O(NH4)2SO440AB冰+lll+(NH4)2SO4(s)冰+(NH4)2SO4(s)§5.生成化合物的二元系一、生成稳定化合物的二元系相图特点：有2个或2个以上的共晶点稳定化合物：由二元系的两个组元(A和B)所形成的化合物(C)的熔点可以测得到，设C组成为AmBn，熔点为Ⅰ：单相面(l相/熔体相)；E2E1ACBHDGFKⅦⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅡ：两相面（l+sA）；Ⅲ：两相面（l+sC）；Ⅳ：两相面（l+sC）；Ⅴ：两相面（l+sB）；Ⅵ：两相面（sA+sC）；

7、Ⅶ：两相面（sB+sC）E2E1ACBHDGFKⅦⅠⅡⅢⅣⅤⅥ：A物液相线；：B物液相线；KE1和KE2：C物液相线；HE1D：A、C共晶线；GE2F：B、C共晶线；E2E1ACBHDGFⅦⅠⅡⅢⅣⅤⅥxyzxyzτE1：A、C共晶点E2：B、C共晶点l(E1)====sA(H)+sC(D)l(E2)====sB(F)+sC(G)热冷热冷Mg-Ge二元系，化合物为Mg2Ge，E2E1MgMg2GeGeHDGFKD根据相图可以确定化合物的分子式；反之，根据化合物的分子式可以确定化合物在相图上的组成点。如：