1、第四章第四章 相平衡与相图相平衡与相图 第二节第二节 单元系统相图单元系统相图 什么叫单元系统？什么叫单元系统？所谓单元系统，是指只含有一种独立组分的系统。所谓单元系统，是指只含有一种独立组分的系统。即，独立组分数即，独立组分数c=1 根据相律：根据相律： f=c-p+n=1-p+2=3-pf0, p3（说明（说明最大相数是最大相数是3）又又系统至少含系统至少含1相，即相，即p 1，则则 f 2（说明（说明最大自由度数是最大自由度数是2）即即 1p3， 0f2因此，可以用因此，可以用和和为坐标的为坐标的平面图平面图 (p-T图图) 来表示系统来表示系统的相图。的相图。一、一、水的相图水的相图如
2、何分析如何分析相图？相图？状态点相图分析方法相图分析方法3条线：条线： OA是水与冰两相平衡线是水与冰两相平衡线冰的熔融曲线冰的熔融曲线 OB是冰与蒸汽两相平衡线是冰与蒸汽两相平衡线冰的饱和蒸汽压曲线冰的饱和蒸汽压曲线OC是水与蒸汽两相平衡线是水与蒸汽两相平衡线水的饱和蒸汽压曲线水的饱和蒸汽压曲线c=1，p=2，f=1 （说明什么？）（说明什么？）3个单相区：个单相区： AOB是固相区是固相区 AOC是液相区是液相区 BOC是气相区是气相区 c=1，p=1，f=2 （说明什么？）（说明什么？）1个三相点：个三相点： O点是气、液、固三相的平衡共存点点是气、液、固三相的平衡共存点 f=0 （说明
3、什么？）（说明什么？）如果外界保持一个大气压，根如果外界保持一个大气压，根据相律，据相律，c=1，p=1则则f=1。系统系统中只有一个独立可变的变数。中只有一个独立可变的变数。因此单元系相图可以只用一个因此单元系相图可以只用一个温度轴来表示。温度轴来表示。 Tm熔点和沸点熔点和沸点Tb均为两相共存点，均为两相共存点，f=0。故此处温度不可变动，转变是一恒温过故此处温度不可变动，转变是一恒温过程。在外界影响因素的数目程。在外界影响因素的数目n1的情况的情况下，单元系统中平衡相的数目下，单元系统中平衡相的数目p不能多不能多于于2个。个。OPABCDEFGHK晶晶晶晶液体液体蒸气蒸气T二、具有同质多
4、晶转变的单元系统相图二、具有同质多晶转变的单元系统相图4个相区：个相区： 2个固相区：个固相区：ABF和和FBCE，c=1 p=1 f=2 1个液相区：个液相区：ECD，c=1 p=1 f=2 1个气相区：个气相区：ABCD， c=1 p=1 f=25条相线：条相线： AB和和BC是固液线是固液线, c=1 p=2 f=1 CD是气液线，是气液线， c=1 p=2 f=1 BF是晶是晶和晶和晶共存线，共存线， c=1 p=2 f=1 CE是晶是晶和液相共存线，和液相共存线， c=1 p=2 f=12个三相点：个三相点： B点是点是晶晶、晶、晶和气相三相点，和气相三相点，f=0 C点是晶点是晶液相和气相三相点，液相和气相三相点，f=0相图分析相图分析15个介稳相区个介稳相区4介稳条相线介稳条相线1个介稳三相点个介稳三相点虚线，表示系统中可能出现的各种介稳状态虚线，表示系统中可能出现的各种介稳状态相图分析相图分析2三、三、ZrO2相图相图-273100020003000单斜单斜四方四方立方立方熔体熔体温度（温度（）防热防热吸热吸热加热加热冷却冷却单斜单斜ZrO2四方四方ZrO2立方立方ZrO2100012002370 ZrO2的差热曲线的差热曲线 1200 0 1000 L/LZrO2的差膨胀曲线的差膨胀曲线 01200 相变体积收缩相变体积收缩
