1、9.9.三元系相图简介三元系相图简介f*=3-+1=4，min=1，f*max=3三维坐标三维坐标 等边三角立柱等边三角立柱ACBTTT等边三角形等边三角形组成三角形组成三角形三个立柱侧面三个立柱侧面二元相图面二元相图面组成三角形的边组成三角形的边二元组成二元组成组成三角形的顶点组成三角形的顶点纯组元纯组元一、三元系相图组成的表示法一、三元系相图组成的表示法BCAPaabbccCb=Bb=Pa：代表体系代表体系P中中A物的含量；物的含量；ba=Cc=Pb：代表体系代表体系P中中B物的含量；物的含量；Aa=cb=Pc：代表体系代表体系P中中C物的含量；物的含量；1.等含量规则等含量规则一组体系点
2、同在平行于三角形某一一组体系点同在平行于三角形某一边的线上，该则组体系中平行线对边的线上，该则组体系中平行线对应的顶点组成含量相同。应的顶点组成含量相同。BCAbbPQR2.定比规则定比规则凡位于通过顶点凡位于通过顶点(A)的任一直线上的的任一直线上的体系，其中顶点代表的组元含量不体系，其中顶点代表的组元含量不同，其余两组元同，其余两组元(B和和C)的的含量比含量比相相同，即：同，即：BCAaPQR)(C)(B)(C)(B)(C)(BQQPPRRcccccc 3.杠杆规则杠杆规则由两个三元体系由两个三元体系(M和和N)混合得到的混合得到的新三元体系点新三元体系点(O)一定在一定在M和和N的连的
3、连线上，且满足线上，且满足杠杆规则：杠杆规则：BCAMONNMONMWWWNOWMOW ,5.背向规则背向规则从一个三元体系中不断取走某一组从一个三元体系中不断取走某一组元，那么该体系的组成点将沿着原元，那么该体系的组成点将沿着原组成点与代表被取走组元的顶点的组成点与代表被取走组元的顶点的连线向着背离该顶点的方向移动连线向着背离该顶点的方向移动4.重心规则重心规则由三个三元体系由三个三元体系(O、M和和N)混合得混合得到的新三元体系点到的新三元体系点(H)是是MON的的质量重心。质量重心。BCAMONGHBCAP二、简单共晶三元系二、简单共晶三元系由三个组元两两构成简单二元共晶系组成的由三个组
4、元两两构成简单二元共晶系组成的如：如：Pb-Sn-Bi系系 Pb熔点熔点:327，Sn熔点熔点:232，Bi熔点熔点:271 Pb-Sn共晶温度共晶温度 182,共晶组成共晶组成 62%Sn (e1)Sn-Bi共晶温度共晶温度 139,共晶组成共晶组成 58%Bi (e2)Pb-Bi共晶温度共晶温度 128,共晶组成共晶组成 45%Pb (e3)Pb-Sn-Bi共晶温度共晶温度 96,共晶组成共晶组成 15%Sn,32%Pb(e)BiW1.立体图立体图(1)点点,线线,面面,区分析区分析熔熔点点：三个，：三个，f*=0二元共晶二元共晶点点：三个：三个 e1，e2，e3，f*=1三元共晶三元共晶
5、点点：一个：一个e，f*=0，四相平，四相平衡共存衡共存(共晶反应共晶反应):l(e)=Pb(a)+Sn(b)+Bi(c)冷冷热热455K*Pbf,T*Bif,T*Snf,TPbBiSne3e2e1e401K412KabcE3E2E1E*Pbf,T*Bif,T*Snf,TPbBiSne3e2e1e401K455K412KE3E2E1E 二元共晶二元共晶线线(二次结晶二次结晶线线)：e1e：l=Sn(s)+Pb(s)e2e：l=Sn(s)+Bi(s)e3e：l=Bi(s)+Pb(s)液相液相线线：3*Pbf,3*Bif,2*Bif,2*Snf,1*Snf,1*Pbf,eTeTeTeTeTeT液相
6、面液相面(初晶初晶面面)：初晶面初晶面初晶面初晶面初晶面初晶面Bi:Sn:Pb:*Bif,32*Bif,*Snf,21*Snf,*Pbf,31*Pbf,TeeeTTeeeTTeeeT三元共晶三元共晶面面：HGD，通过，通过 e 点点平行于底面平行于底面*Pbf,T*Bif,T*Snf,TPbBiSne3e2e1e401K455K412KHGDPbSnBiTTTe3ePbSnBiTTTe1ePbSnBiTTTe2e 二次结晶二次结晶面面：二元共晶线到三元共晶线间的线：二元共晶线到三元共晶线间的线 段，从一个组元温度轴，通过二次结晶线向另段，从一个组元温度轴，通过二次结晶线向另一个组元温度轴滑动，
7、在空间所留下的轨迹一个组元温度轴滑动，在空间所留下的轨迹面面。PbSnBiTTTe1e2e3e液相液相(单相单相)区区：液相面以上的空间：液相面以上的空间区域区域；两相两相区区：3个个液相面以下，二次结晶面以上的空间液相面以下，二次结晶面以上的空间区域区域；三相三相区区：3+1个个二次结晶面以下，三元共晶二次结晶面以下，三元共晶面以上面以上两个固相两个固相+液相液相三元共晶面以下三元共晶面以下 三个固相三个固相(2)冷却过程分析冷却过程分析x x1：熔体冷却；熔体冷却；x1：开始析出固态开始析出固态Bi，液相组成将沿液相组成将沿x1 y变化；变化；x1 y：Bi不断析出，熔不断析出，熔体和体和
8、Bi一起冷却，液相点一起冷却，液相点和固相点沿不同路径变化；和固相点沿不同路径变化；y：同时析出固态同时析出固态Bi和和Pb，液相组成将沿液相组成将沿y e变化变化e：同时析出固态同时析出固态Sn、Bi和和Pb，直到液相消失，过三相共晶面后，直到液相消失，过三相共晶面后，体系继续降温到体系继续降温到x2。*Pbf,T*Bif,T*Snf,TPbBiSne3e2e1exx1x2y2.投影图投影图*Pbf,T*Bif,T*Snf,TPbBiSne3e2e1e401K455K412KE3E2E1EPbBiSnE3E1E2EPbBiSnE3E1E2E3.等温线投影图等温线投影图 越密，液相面越陡越密，
9、液相面越陡4.等温截面图等温截面图eeeeTTTTTTT 321*Sn*Bi*Pb*Pbf,T*Bif,T*Snf,TPbBiSne3e2e1e*Pbf,T*Bif,T*Snf,TPbBiSne3e2e1e若若*Sn*BiTTT 则则PbBiSnPbBiSnPbl Bil l*Pbf,T*Bif,T*Snf,TPbBiSne3e2e1ePbBiSn若若1eTT 则则PbBiSnlPbl Bil Snl e1e1*Pbf,T*Bif,T*Snf,TPbBiSne3e2e1e若若2eTT 则则PbBiSnlPbl Bil Snl SnPbl e2PbBiSnMe2*Pbf,T*Bif,T*Snf,
10、TPbBiSne3e2e1e若若3eTT 则则PbBiSnlPbl Bil Snl SnPbl e3SnBil PbBiSnMe3N*Pbf,T*Bif,T*Snf,TPbBiSne3e2e1e若若3eeTTT 则则PbBiSnlPbl Bil Snl SnPbl SnBil PbBil PbBiSnMNO*Pbf,T*Bif,T*Snf,TPbBiSne3e2e1e若若eTT 则则PbBiSnSnPbl eSnBil ePbBil ee5.冷却过程分析冷却过程分析EE1E2E3MNSnPbBiNMMWWSnSnl O析析Sn：析析Sn+Bi：OMKMWW slKKKWWWWWSnBi,BiS
11、nBiSns P三、三元水盐系相图三、三元水盐系相图水水+两种盐，且两盐有共同的一种离子两种盐，且两盐有共同的一种离子1.1.纯盐纯盐(B+C)与水与水(A)体系体系纯盐：不形成共溶盐纯盐：不形成共溶盐 不形成化合物不形成化合物 不形成水合盐不形成水合盐A(H2O)CBDFED点：点：B盐在纯水中的盐在纯水中的溶解度；溶解度；F点：点：C盐在纯水中的溶解度；盐在纯水中的溶解度；E点：共饱和点（三相点）点：共饱和点（三相点）DE线：线：B盐在含盐在含C盐的盐的(水水)溶液中的溶解度曲线；溶液中的溶解度曲线；FE线：线：C盐在含盐在含B盐的盐的(水水)溶液中的溶解度曲线；溶液中的溶解度曲线；ADE
12、F面：不饱和溶液（单相）；面：不饱和溶液（单相）；BDE扇面：扇面：B盐盐+溶液（两相）；溶液（两相）；CFE扇面：扇面：C盐盐+溶液（两相）；溶液（两相）；BEC面：面：B盐盐+C盐盐+l(H)（三相）（三相）A(H2O)CBDFEGHGHGWWHBB)l(体系点体系点 液相点液相点 固相点固相点 xx1 xx1 x1 x1 B x1x2 x1E B x2 E B，C x2Q E B，C Q B，CA(H2O)CBDFEx1xx2Q液相蒸发液相蒸发开始析出开始析出B盐盐同时析出同时析出C+B盐盐水完全蒸发，只剩下水完全蒸发，只剩下C盐盐+B盐盐盐的提纯：盐的提纯：（1 1）蒸发（浓缩）法）蒸发（浓缩）法（2 2）溶解（稀释）法）溶解（稀释）法（3 3）变温法）变温法A(H2O)CBDFExyzRA(H2O)CBDFEDFEM三种方法结合三种方法结合形成循环形成循环2.形成水合物形成水合物如：如：H2O(A)-Na2SO4(B)-NaCl(C)体系体系H2O与与Na2SO4形成水合物形成水合物Na2SO410H2O（G）A(H2O)CBDFEGll+Gl+ClE+G+CB+G+C17.5 A(H2O)CBDFE25 EG
