相平衡4.ppt

§ 固液系统相图
特点：凝聚相，由于外压对其影响很小，故一般讨论的　　　是T-x图。
（压力恒定为外压，并非平衡蒸压）
热分析法绘制相图的原理：
步冷曲线:二组分熔化物，在冷却过程中温度随时间的变化曲线。

当系统有新相凝聚时就会放出相变潜热
步冷曲线的斜率就要发生变化
f * = 1时，出现转折点；f * = 0时，出现水平线段

依这些转折点和的改变情况就可绘出相图
绘制相图的方法：
热分析法溶解度法
（ 条件：压力恒定 ）
模拟
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例： Bi – Cd 相图
线：ACE线: Bi(s)+ l 共存时的熔液组成线
HFE线: Cd(s)+ l 共存时的熔液组成线
BEM线: Bi(s)+Cd(s)+ l 三相平衡共存线
1. 形成简单低共熔混合物的液固系统相图
上载相图
相区：Ⅰ区：l( Bi、Cd) Ⅱ区：Bi(s)+ l( Bi、Cd) Ⅲ区：Cd(s)+ l( Bi、Cd) Ⅳ区：Bi(s)+ Cd(s)
点： A点：纯Bi(s)的熔点 H点：纯Cd(s)的熔点 E点：最低共熔点 ( 三相点: Bi(s) + Cd(s) + lE )
E点析出物：低共熔混合物（40%Cd，与P有关）
不是化合物，是由两相组成的非常均匀的混合物
三相组成:B，E，M点的组成
静态分析
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降温过程析出物分析
开始析出Bi(s)
开始析出E(s)
l
Bi(s)+l
Bi(s)+E(s)
动态分析
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利用步冷曲线绘制相图的方法
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2. 形成固态溶液的液固系统相图
■ 形成完全互溶固溶体
完全互溶固溶体: 二组分在固态和液态时均能彼此按任意比 例互溶的固体溶液。
例：Au-Ag相图
梭形区之上：
熔液单相区梭形区之下：
固溶体单相区梭形区内：
固-液两相共存区
条件：两组分粒子的大小和晶体结构相似
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■ 形成部分互溶固溶体
部分互溶固溶体：两组分在液态可完全互溶，而在固态只能部 分互溶的系统。
有一低共熔点者 有一转熔温度者
只介绍两种类型的相图
相图形状各异，复杂
有一低共熔点者
有一转熔温度者
KNO3－TiNO3相图
相图静态分析
相图动态分析
Hg – Cd 相图
上载相图
相图静态分析
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其它常见二元相图
Pb-Zn冶炼
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四、水盐系统相图
在不同温度下测定盐的溶解度，就可以绘制出水-盐系统的T-x图。
1. 简单水盐系统的相图
点：L点：冰的熔点 A点：H2O(s)+(NH4)2SO4(s)+ l三相共存点
A左:先析H2O(s) A右:先析(NH4)2SO4(s)
例：H2O-(NH4)2SO4的相图 　上载相图
相区： LAN以上: 溶液单相区 LAB之内:冰+溶液两相
NAC以上: (NH4)2SO4(s)和溶液两相平衡共存区 　 BAC线以下: 冰与(NH4)2SO4(s) 两相平衡共存区
线：LA线: H2O(s)+l两相共存时,溶液的组成曲线(冰点下降曲线)
AN线:(NH4)2SO4(s)+l两相共存时,溶液的组成曲线(盐的饱和溶度曲线)
BAC线: H2O(s)+ (NH4)2SO4(s)+ l三相共存线
盐的熔点：极高，受溶解度和水的沸点限制，在图上无法标出。
结晶法精制(NH4)2SO4(s)
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2. 形成化合物系统的相图
形成化合物的系统要分两种情况讨论
A 形成稳定化合物稳定化合物：有自己熔点的化合物，熔化时液相组成和固相组成相同。
例：CuCl-FeCl3系统的相图
能形成稳定的化合物C：
CuCl·FeCl3
相当于2个简单二组分相图的组合
形成稳定化合物
形成不稳定化合物
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例： H2O与H2SO4体系
H2O与H2SO4能形成三种稳定的结晶水合物,它们都有自己的熔点。
C3: H2SO4 ·H2O
C2: H2SO4 ·2H2O
C1: H2SO4 ·4H2O
98% 93%（冬