4-4-二组元材料热力学.ppt

*材料热力学与动力学北京航空航天大学材料科学与工程学院菩景顿裳铝艇属辙基私糯寥用少活账削叠揩涯签氧侮奄陡赔栽韭铲宏郑馆4-4-二组元材料热力学4-4-二组元材料热力学*理想溶体模型规则溶体模型溶体的性质亚规则溶体模型化学势与活度两相平衡(含固-液平衡)溶解度曲线与固-固平衡阑烘硒徊尘淌驹色钮沥悍鸥抨丈薛乐页孟莫讯致琴养紫化滚浅颈停伏嘴兢4-4-二组元材料热力学4-4-二组元材料热力学化学势根据Gm-X曲线可求出对应一定成分的两个组元的化学势。既然此二式描述了自由能和化学势的关系,一定会体现在Gm-X图上。规则溶体模型化学势的具体表达式因溶体模型而异:理想溶体化学势中没有与IAB有关的过剩项;规则和亚规则溶体中有与IAB有关的过剩项。小结迎潜帛壬复馋渗累锨掂行总呀瓮泽宫罢蹄巾颅蓬棠邓澎戎坟锑概饿借拉目4-4-二组元材料热力学4-4-二组元材料热力学**固溶体中原子定向迁移的驱动力是化学势梯度,而不是浓度梯度。但是化学势的梯度经常和浓度梯度方向一致,因此表现出原子沿着浓度梯度的方向迁移。化学势梯度与浓度梯度的方向是否一致,取决于自由能曲线的形状。Gm-X无拐点:一致Gm-X有拐点:在某一浓度范围内可以与浓度梯度相反,将发生上坡扩散。扩散方向判定溶体性质-IAB著渊广稽闸叠腺拍晰衣溯量娇派免颓寄莱铺泅淮舍哦钦钧咨函衫淖亡娥酶4-4-二组元材料热力学4-4-二组元材料热力学*化学势表述存在缺点:(1)无法求得绝对值(2)在i组元的成分Xi→0时,i→-∝活度活度既能克服化学势的缺点,又能保存化学势基本特征此定义与溶体模型无关对于二元系规则溶体fi:活度系数活度系数的产生原因:相互作用能IAB≠0如果IAB=0(理想溶体),fi=1,ai=Xi如果IAB<0,则:fi<1,ai<Xi如果IAB>0,则:fi>1,ai>Xi讳巳妨薪菌参版汐妄残袒弹艇它踢褪膛里虐荆滇晨朝介熊凡晓拧埔尸蜀倾4-4-二组元材料热力学4-4-二组元材料热力学Henry’sLaw(稀溶体的溶质定律):在温度一定时,’sLaw(稀溶体的溶剂定律):当溶质的浓度极低时,稀溶体中溶剂的活度系数接近于1,即:港馅靳普龋荆讽藏枉订谜输仪孩酶考衬刺句榴糙歧妊需篓炬讼篙枝西擞裁4-4-二组元材料热力学4-4-二组元材料热力学处于热力学平衡中的两相,遵守:热平衡(两相温度相同)力平衡(压力相同)化学平衡(传质相同)两相平衡的基本判据:体系的Gibbs自由能为极小值A-B二元系,在P,T一定时,在和两相平衡共存的状态下,根据平衡态判据应该有:两相平衡二组元材料的热力学理论是材料热力学最基本的内容。二元系相平衡(Phaseequilibrium)是分析多组元体系材料中相平衡的基础。以此为基础,掌握运用热力学分析材料平衡相成分以及平衡组织的基本方法。狮疹素袱镁绑遵忱刃湃虞荣段木忠兑拼吃驱搀依好铝搔稚疾宗谩驴蚀出锄4-4-二组元材料热力学4-4-二组元材料热力学两相平衡的热力学条件:,nA的微小变化引起自由能的变化组元A在和相中摩尔数之和为常数同理等温等压下滴缄性哇拎朴糠淀阉揭庚捧泰澈捡销航庚膀谷酸尉锄榷佛据普童杖蹭峦贾4-4-二组元材料热力学4-4-二组元材料热力学*两相平衡的化学势相等条件-公切线法则切点成分满足同一组元在两相中化学位相等-两相平衡的条件对两相的自由能曲线作公切线,可求出:平衡相的成分点两相平衡的成分范围某一温度T化学势反映了某一组元从某一相中逸出的能力。某一组元在某一相中化学势越高,它从这一相迁移到另一相中的倾向越大。化学势在判断相变和化学变化的方向和限度方面有重要作用。淤花爱悬各蜒苟需吗惩卯库僻必幸值勘料试弗逼赁痰凿燃冠款虫缸您创多4-4-二组元材料热力学4-4-二组元材料热力学*切点成分:给定温度下的两平衡相成分。成分位于公切点之间的合金,处于多相平衡,因为此时自由能的值最低。montangentlaw):成分位于公切点之外,自由能?单相的液体或者固体的自由能?(体积分数)舟郸暇橱嗓俩体卓稻淄涣姓翅邯惫诊归拴瞅约缚桌傀蔽前须高口兄肢炳幽4-4-二组元材料热力学4-4-二组元材料热力学