物化课件第5章 相平衡[精].pptx

第五章
相平衡
(phase equilibrium)
2009编辑
学时:6~7
主讲:郭红、王女
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第五章相平衡
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马氏体—形成奥氏体后淬火,高的强度和硬度
奥氏体—C-γ-Fe,塑性较高
铁素体—C-α-Fe,类纯铁,有铁磁性
本章学****意义
物质(材料)的性能与相组成密切相关;
马氏体是将钢加热到一定温度(形成奥氏体)后经迅速冷却(淬火),得到的能使钢变硬、增强的一种淬火组织。
铁素体是碳在α-Fe中的间隙固溶体, 体心立方晶格,晶格间隙小,溶碳差,似纯铁,有铁磁性;
奥氏体是碳在γ-Fe中的间隙固溶体, 面心立方晶格,硬度低,塑性高,易于热变形加工, "趁热打铁";
第五章相平衡
本章学****意义
物质(材料)的性能与相组成密切相关;
相平衡理论是冶金及很多工业分离及提纯技术的基础;
问题的提出
有几相
—服从相律
哪几相、含量如何
—用相律分析相图
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马氏体—形成奥氏体后淬火,高的强度和硬度
奥氏体—C-γ-Fe,塑性较高
铁素体—C-α-Fe,类纯铁,有铁磁性
第五章相平衡
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§5-1 相律
目录
§5-2 纯物质系统的相平衡
§5-3 二元双液系的相平衡
§5-4 二元合金及水盐系的相平衡
(§)
第五章相平衡
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学****要求及
重点
掌握相平衡的普遍规律——吉布斯相律;
掌握纯物质系统相平衡的特点、克拉贝龙方程的应用及相图分析;
掌握二元双液系基本相图分析及杠杆规则;
掌握二元固液系统基本相图分析。
§5-1 相律
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一、聚集态与相
实物存在
的形式
系统中物理及化学性质完全均一的部分;均匀分散达分子量级;
不同相有界面。
≠
多(单)组分单相
单组分单相
多组分复(单)相
多(单)组分复(单)相
§5-1 相律
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二、自由度F
液态
液-气平衡
固-液-气平衡
T、p可变,自由度=2
T、p固定,自由度=0
纯水
定p下T-c对应
自由度=1
H2O-NaCl
T-p对应,自由度=1
维持相平衡条件下,一定范围内可独立改变其数量的强度性质数F。
T、p、xB…
§5-1 相律
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三、相律的导出
推导思路:自由度数F=强度变量总数-非独立数
设一个相平衡系统:S种物质、P个相,每物质在每相有分布,
强度变量总数= S×P +2
非独立强度变量数(因平衡)
T、p及所有x
受限制的x
浓度等式
P个
化学势等式
S×(P-1)个
独立化学平衡
R个
其它浓度限制
R’个
§5-1 相律
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三、相律的导出
讨论:
C定, P ↗,F ↘;
P min=1时有Fmax ;
Fmin=0时有Pmax ;
P定,C ↗,F ↗;
常压下凝聚态系统:F = C – P + 1
——相律
独立组分数
当含除p外有其它外力场时为n
对理解相图很有帮助
相数
自由度数