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1、无机材料科学基础第六章相平衡第1页，共94页，编辑于2022年，星期六26-4三元系统相图三元系统相图1、三元系统组成表示方法、三元系统组成表示方法2、判读三元相图的基本规则、判读三元相图的基本规则3、具有一个低共熔点的三元系统相图、具有一个低共熔点的三元系统相图4、形成一个二元化合物的三元系统相图、形成一个二元化合物的三元系统相图5、具有化合物分解的三元系统相图、具有化合物分解的三元系统相图6、形成一个三元化合物的三元系统相图、形成一个三元化合物的三元系统相图7、CaO-Al2O3-SiO2系统相图及其应用系统相图及其应用第2页，共94页，编辑于2022年，星期六36-4三元系统三元系统三三
2、元元系系统统存存在在三三种种独独立立组组分分，对对于于三三元元凝凝聚聚系系统统，其其相相律为：律为：f=cp+1=4p(独立组分数独立组分数c=3)；相相数数pmin=1，则则fmax=3（变变量量为为温温度度T和和三三组组分分中中任任意意二二组组分分的的浓度）浓度）；fmin=0；Pmax=4三元凝聚系统中平衡共存的相数最多为四相。三元凝聚系统中平衡共存的相数最多为四相。三元相图概述三元相图概述一、三元相图表示方法一、三元相图表示方法因为有三个独立可变的变量，须用立体图表示。采用因为有三个独立可变的变量，须用立体图表示。采用三棱柱三棱柱，底面为，底面为A、B、C三组分，高为温度三组分，高为温
3、度T。通常，由于立体图使用不方便，。通常，由于立体图使用不方便，实际使用实际使用的是它的平面投影图的是它的平面投影图。第3页，共94页，编辑于2022年，星期六4图图6-29具有一具有一个低共熔点的简个低共熔点的简单三元系统相图单三元系统相图（立体图）（立体图）TC第4页，共94页，编辑于2022年，星期六51浓度三角形浓度三角形（图图6-22）：）：三个顶点表示纯组分三个顶点表示纯组分A、B、C；每一条边都表示一个二元系统每一条边都表示一个二元系统A-B，B-C，C-A）；）；三角形内的任一点，表示一个含有三角形内的任一点，表示一个含有A、B、C的三元系统的三元系统。图6-22 浓度三角形A
4、BC二、三元系统组成表示方法二、三元系统组成表示方法第5页，共94页，编辑于2022年，星期六62各组分含量的确定：各组分含量的确定：平行线法平行线法过组成过组成M点作三条边的平行线，每条平行线在三角形的二点作三条边的平行线，每条平行线在三角形的二边上的截距即为所对顶点组分的含量。图边上的截距即为所对顶点组分的含量。图6-22所示所示。图6-22 浓度三角形B含量含量A含量含量C含量含量第6页，共94页，编辑于2022年，星期六7双线法双线法过过M点作任意二条边的平行线与第三条边相交，将点作任意二条边的平行线与第三条边相交，将第三条边分成三份，第三条边分成三份，远离远离A为为A的含量，远离的含
5、量，远离B为为B的含量，的含量，中间为对面顶点中间为对面顶点C的含量。的含量。图图6-23所示。所示。思考：思考：若已知各组分的若已知各组分的含量找组成点，则将平行含量找组成点，则将平行线法或双线法反过来。线法或双线法反过来。一个三元组成点愈靠近一个三元组成点愈靠近某一顶角，则该顶角所代某一顶角，则该顶角所代表的组分含量愈高表的组分含量愈高。A含量含量C含量含量B含量含量第7页，共94页，编辑于2022年，星期六81等含量规则：等含量规则：在在浓浓度度三三角角形形中中，平平行行于于对对面面任任一一条条边边的的平平行行线线上上，其其所所对对顶顶点点组组分的含量不变。分的含量不变。图图6-24等含
6、量规则等含量规则三、有关三元相图的的基本规则三、有关三元相图的的基本规则如如图图6-24，MNAB，则则MN上上任任一一点点的的C含含量量相相等等，变变化化的只是的只是A、B。第8页，共94页，编辑于2022年，星期六92定比例规则：定比例规则：过浓度三角形的任一顶点作射线，线上所有点的组成中含另外二组分的过浓度三角形的任一顶点作射线，线上所有点的组成中含另外二组分的量比例不变。量比例不变。思考：思考：等含量规则和定比等含量规则和定比例规则对不等边浓度三角例规则对不等边浓度三角形同样适应形同样适应。图图6-25定比例规则的证明定比例规则的证明A含量含量B含量含量证明：证明：由双线法，射线由双线
7、法，射线CD上任一上任一点点O的组成有：的组成有：如图如图6-25，在射线，在射线CD上的任一点，虽然上的任一点，虽然A、B、C三组分的含量不同，三组分的含量不同，但但A与与B含量的比值不变，含量的比值不变，A:B=BD:AD。第9页，共94页，编辑于2022年，星期六103 3直线规则：直线规则：在浓度三角形中某一点浓度为在浓度三角形中某一点浓度为P P的组成分解为的组成分解为M M、N N二相时，二相时，P P、M M、N N三个浓度点必定位于同一直线上，且三个浓度点必定位于同一直线上，且MNMN分别位于分别位于P P的两的两侧。侧。a1a2第10页，共94页，编辑于2022年，星期六11
8、4 4背向性规则：背向性规则：如果原始物系如果原始物系M M（熔体）中只有纯组分（熔体）中只有纯组分C C析晶时，则析晶时，则组成点组成点M M将沿将沿CMCM的延长线且背离顶点的延长线且背离顶点C C的方向移动。的方向移动。MMCBA第11页，共94页，编辑于2022年，星期六125杠杆规则杠杆规则（图（图6-26）：）：M和和N二相混合成新相二相混合成新相P（质量：（质量：m+n=p），可用杠杆规则表示），可用杠杆规则表示P中中M和和N的含量。有：的含量。有：如图，如图，a1、a2、x分别为分别为M、N、P各各相中相中A的百分含量，则：的百分含量，则：a1xa2图图6-26杠杆规则证明杠杆
9、规则证明第12页，共94页，编辑于2022年，星期六13（1）重心位置）重心位置（图（图6-28A）P点点在在MNQ三三角角形形内内，称称为为重重心心位位置置，根根据据杠杠杆杆规规则则有有：M+N+Q=P，表表明明P相可以通过相可以通过M，N，Q三相合成而得到。三相合成而得到。AB图图6-28重心原理重心原理运用二次杠杆运用二次杠杆:M+N=S，S+Q=P6重心原理重心原理从从P相相也也可可分分解解出出M，N，Q三相三相。第13页，共94页，编辑于2022年，星期六14（2）交叉位置（图）交叉位置（图6-28B）：）：P点点不不在在MNQ三三角角形形内内，在在三三角角形形某某一一条条边边的的外
10、外侧侧，并并且且在在另另二二条条边边的的延长线范围内。据杠杆规则有：延长线范围内。据杠杆规则有：M+N=P+Q；M+N=t，P+Q=trQ+N=r，P+r=M（3）共共轭轭位位置置（图图6-28C）：P点点在在三三角角形形MNQ一一顶顶点点的的外外侧侧，并并且且在形成此顶点的二条边的延长线范围内。据杠杆规则有：在形成此顶点的二条边的延长线范围内。据杠杆规则有：M=P+Q+N；第14页，共94页，编辑于2022年，星期六15若若P点为液相组成点为液相组成Lp：则重心位置：则重心位置：M+N+Q=Lp，三元低共熔过程；三元低共熔过程；AB举例举例这三种位置是三元系统判断三元无变量点性质的依据。这三
11、种位置是三元系统判断三元无变量点性质的依据。交叉位置：交叉位置：Lp+Q=M+N，三元系统的一次转熔过程；三元系统的一次转熔过程；共轭位置：共轭位置：Lp+Q+N=M，三元系统的二次转熔过程。三元系统的二次转熔过程。第15页，共94页，编辑于2022年，星期六16一、具有一个低共熔点的三元系统相图一、具有一个低共熔点的三元系统相图特特点点：液液相相完完全全互互溶溶，固固相相完完全全不不互互溶溶（独独立立析析晶晶，不不形形成成固固溶溶体，不生成化合物），只有一个低共熔点。体，不生成化合物），只有一个低共熔点。1相图分析相图分析（1）立体图）立体图三三方方棱棱柱柱体体以以浓浓度度三三角角形形为为底
12、底，垂垂直直于于浓浓度度三三角角形形平平面面的纵坐标表示温度的纵坐标表示温度。三元凝聚系统相图基本类型三元凝聚系统相图基本类型第16页，共94页，编辑于2022年，星期六17三条棱：三条棱：分别表示纯组分分别表示纯组分A、B、C一元状态及三个纯组分的熔点；一元状态及三个纯组分的熔点；三三个个侧侧面面：分分别别表表示示三三个个最最简简单单的的二二元元A-B、B-C、C-A系系统统的的状状态态图图及及相相应的二元低共熔点应的二元低共熔点E1、E2、E3。TACB第17页，共94页，编辑于2022年，星期六18三个曲面：三个曲面：即即液液相相面面A E1E E3、B E2E E1、C E3E E2，
13、分分别别由由各各纯纯组组分分所所在在二二元元系系统统的的二二条条液液相相线线发发展展而而来来。它它的的本本质质是是对对相相应应纯纯组组分分饱饱和和的的曲曲面面。在在液液相相面面以以上上全全部部是是液液相相，P=1，f=3；在在液液相相面面上上，P=2（一一个个晶晶相相，个个液液相相），f=2；TCBA第18页，共94页，编辑于2022年，星期六19界界线线：每每二二个个液液相相面面相相交交得得到到的的三三条条空空间间曲曲线线E1E、E2E、E3E。在在界界线线上上同同时时饱饱和和着着二二种种晶晶相相，存存在在三三相相平平衡衡状状态态（二二个个晶晶相相，一一个个液液相相）P=3，f=1；TCBA
14、第19页，共94页，编辑于2022年，星期六20低共熔点：低共熔点：三三条条界界线线（或或三三个个液液相相面面）的的交交点点。在在低低共共熔熔点点上上同同时时饱饱和和着着三三种种晶晶相相，存存在在四四相相平平衡衡状状态态(三三个个晶晶相相，一一个个液相液相)P=4，f=0，三元无变量点；三元无变量点；T固相面：固相面：过过三三元元低低共共熔熔点点平平行行于于底底面面作作一一平平面面即即固固相相面面，固固相相面面以以下下全全部部是是固固相相。在在固固相相面面与与液液相相面面之之间间的区域为二相或三相平衡共存的区域为二相或三相平衡共存。CAB第20页，共94页，编辑于2022年，星期六21（2）投
15、影图）投影图初晶区：初晶区：液相面的投影，液相面的投影，P=2，f=2；界界线线：空空间间界界线线投投影影为为平平面面界界线线e1E、e2E、e3E，e1、e2、e3分分别别为为三三个个二二元元系统的低共熔点。系统的低共熔点。在界线上在界线上P=3，f=1；平面投影图平面投影图AB温度表示方法：温度表示方法：特殊点：特殊点：无变量点，熔点等可直接在图上表无变量点，熔点等可直接在图上表示出或单独列表；示出或单独列表；界界线线上上：用用箭箭头头表表示示温温度度下下降降的的方向方向；第21页，共94页，编辑于2022年，星期六22初晶区：初晶区：用等温线表示（截取用等温线表示（截取等温面与液相面的交
16、线，然后投等温面与液相面的交线，然后投影影到到底底面面上上）。由由等等温温线线的的疏疏密密可可判判断断液液相面的陡势相面的陡势。（如图（如图t1，t2）第22页，共94页，编辑于2022年，星期六232冷却析晶过程冷却析晶过程（1）立立体体图图：熔熔体体M 在在C的的液液相相面面上上方方，t1温温度度，LC（在在液液相相点点l1，液相只对，液相只对C晶相饱和）晶相饱和）；方方向向？液液相相沿沿C CM M平平面面与与液液相相面面的的交交线线l1l3变变化化，析析出出A、C二二晶晶相相，至至界界线线E3E 上上l3点点(被被向向规规则则）E 点点（析析出出A、C、B三三种种晶晶相相）液液相相消消
17、失失。继继续续冷冷却却，S（固固相相）在在C轴轴上上，L（液液相）沿液相面变化。相）沿液相面变化。MC第23页，共94页，编辑于2022年，星期六24固固相相S：从从C轴轴S3点点（液液相相在在l3点点）C CA A面面上上S4点点（液液相相变变化化在在界界线线E3E 上上）棱棱柱柱内内S点点（液液相相在在E 点点消消失失）。在在某某一一时时刻刻，液液相相、固固相相的的组组成成与与系系统统总总组组成成点点M成成杠杠杆关系（杆关系（M点为支点）。点为支点）。MC第24页，共94页，编辑于2022年，星期六25（2）投影图）投影图液相在初晶区：液相在初晶区：LC，沿沿CM连线的延长线变化至连线的延
18、长线变化至D点；点；固相固相S：在在C点不动；点不动；液相在界线上：液相在界线上：LC+A，沿界线，沿界线e3E向向E点变化；点变化；固相固相S：沿沿CA连线变化，连线变化，L、S与系统点与系统点M成杠杆关系；成杠杆关系；液相在低共熔点上：液相在低共熔点上：LC+A+BFMD结晶路程结晶路程AB固相固相S：CFM结晶过程结束。结晶过程结束。第25页，共94页，编辑于2022年，星期六26熔体熔体M析晶过程表达式：析晶过程表达式：液相点：液相点：固相点：固相点：f=2 f=1 f=0FMD结晶路程结晶路程AB第26页，共94页，编辑于2022年，星期六27（1）原始熔体在哪个初晶区内，析晶时首先
19、析出哪个晶相；原始熔体在哪个初晶区内，析晶时首先析出哪个晶相；（2）系统的总组成系统的总组成M点不变，在某一温度下，液相点、固相点、系统点点不变，在某一温度下，液相点、固相点、系统点三点始终在一条直线上，形成以三点始终在一条直线上，形成以M点为支点的杠杆。在析晶过程中，杠点为支点的杠杆。在析晶过程中，杠杆绕支点旋转；杆绕支点旋转；（3）不管原始熔体组成点在不管原始熔体组成点在三角形内什么位置，其结晶结三角形内什么位置，其结晶结束点都在束点都在E点，产物为点，产物为A、B、C三相三相。说明几点：说明几点：FMD结晶路程结晶路程AB第27页，共94页，编辑于2022年，星期六283各相量计算各相量
20、计算当液相组成刚到当液相组成刚到D点时，系统二相共存，点时，系统二相共存，L+C，C(s)MD(L)FMD结晶路程结晶路程AB第28页，共94页，编辑于2022年，星期六29当液相组成刚到当液相组成刚到E点时点时，系统三相共存，系统三相共存，L+C+A，F(s)M E(L)FMD结晶路程结晶路程AB第29页，共94页，编辑于2022年，星期六30其中固相其中固相S为为A、C二相之和，二相之和，A(s)F C(S)结晶结束后，过结晶结束后，过M点作三角点作三角形任意二边的平行线，可求形任意二边的平行线，可求出出A、B、C三相的相对含三相的相对含量量。FMD结晶路程结晶路程AB第30页，共94页，
21、编辑于2022年，星期六31二、有一个一致熔二元化合物的三元系统相图二、有一个一致熔二元化合物的三元系统相图 在在三三元元系系统统中中某某二二个个组组分分间间生生成成的的化化合合物物叫叫二二元元化化合合物物。如如图图6-30，AC边、边、BC边均为简单二元系统，边均为简单二元系统，AB边上有一个一致熔化合物边上有一个一致熔化合物S。图中虚线图中虚线为为A-B二元侧面上的二元侧面上的二元相图，二元相图，e1Se2是化合物是化合物S的的液相线，在三元相图上发展为液相线，在三元相图上发展为一个一个S的液相面，即的液相面，即S初晶区，初晶区，这个初晶区的出现，使这个初晶区的出现，使该相图该相图上共有上
22、共有4个初晶区，个初晶区，5条界线，条界线，2个低共熔点个低共熔点E1和和E2。图图6-30生成一个一致熔二元化合物的三元系统相图生成一个一致熔二元化合物的三元系统相图 第31页，共94页，编辑于2022年，星期六32划分副三角形（分三元系统）：划分副三角形（分三元系统）：由由稳稳定定化化合合物物S与与组组分分C可可形形成成新新的的二二元元系系统统，连连接接CS将将原原始始系系统统ABC分分为为二二个个分分三三元元系系统统ASC和和BSC，相相应应的的三三角角形形称称为为副三角形。副三角形。连线连线CS与界线与界线E1E2的交点的交点m点点必定是必定是C-S二元系统中的低共熔二元系统中的低共熔
23、点，同时点，同时m点又是界线点又是界线E1E2上的上的温度最高点。温度最高点。即：连线与相应相区界线的交点是：即：连线与相应相区界线的交点是：连线上的温度最低点，界线上的温连线上的温度最低点，界线上的温度最高点。度最高点。第32页，共94页，编辑于2022年，星期六33一致熔化合物的特点：一致熔化合物的特点：化合物的组成点位于其初晶区内，这是所有一致熔二元或一致熔化合物的组成点位于其初晶区内，这是所有一致熔二元或一致熔三元化合物在相图上的特点。三元化合物在相图上的特点。原始配料在原始配料在ASC内，液相内，液相在在E1结束析晶，产物结束析晶，产物A、S、C；原始配料在原始配料在BSC内，液相在
24、内，液相在E2结束析晶，产物结束析晶，产物B、S、C。第33页，共94页，编辑于2022年，星期六34三、有一个不一致熔二元化合物的三元系统相图三、有一个不一致熔二元化合物的三元系统相图1相图一般介绍相图一般介绍 如如图图6-31，AC边边、BC边边均均为为简简单单二二元元系系统统，AB边边上上有有一一个个不不一一致熔化合物致熔化合物S。图中虚线为图中虚线为A-B二元侧面二元侧面上的二元相图，上的二元相图，e1p是化合是化合物物S的液相线，在三元相图上的液相线，在三元相图上发展为一个发展为一个S的液相面，即的液相面，即S初晶区。初晶区。化合物化合物S的组成点不在的组成点不在其初晶区内，这是所有
25、不其初晶区内，这是所有不一致熔二元或三元化合物一致熔二元或三元化合物在相图上的特点在相图上的特点。第34页，共94页，编辑于2022年，星期六35划分副三角形（分三元系统）：划分副三角形（分三元系统）：由由于于S是是不不稳稳定定化化合合物物，不不能能与与组组分分C形形成成真真正正的的二二元元系系统，统，连线连线CS不能将原始不能将原始系统系统ABC分为二个真正的分为二个真正的分三元系统分三元系统。界线与无变量点：界线与无变量点：连线连线CS分三角形分三角形ABC为三角形为三角形ASC和和BSC，A、S、C三相区的交三相区的交点点E位于三角形位于三角形ASC之内；而之内；而B、S、C三相区的交点
26、三相区的交点P位于三角形位于三角形BSC之之外。外。所以所以P点与点与E点性质不同。点性质不同。第35页，共94页，编辑于2022年，星期六36在无变量点上进行的过程：在无变量点上进行的过程：E点点为为低低共共熔熔点点，液液相相在在E点点进行的过程为：进行的过程为：LEA+S+C；P点点为为转转熔熔点点，在在P点点进进行行的的过程为：过程为：LP+BS+C界线界线e1E与与pP性质不同。性质不同。第36页，共94页，编辑于2022年，星期六372判读三元相图的几条规则判读三元相图的几条规则（1）连线规则（用来判断界线温度走向）连线规则（用来判断界线温度走向）将将一一界界线线(或或其其延延长长线
27、线)与与相相应应的的连连线线(或或其其延延长长线线)相相交交，其其交交点点是是该该界界线线上上的的温温度度最最高高点点。相相应应的的连连线线指指与与界界线线上上液相平衡的二晶相组成点的连接直线。液相平衡的二晶相组成点的连接直线。界线界线e2P，相应连线相应连线BC，交，交点点e2，所以，所以e2点是界线点是界线e2P上上的温度最高点；的温度最高点；界线界线EP，相应连线相应连线SC，延长界线与连线延长界线与连线SC相交，相交，交点在交点在P点右侧，所以温点右侧，所以温降箭头从降箭头从P点指向点指向E点点；图6-33第37页，共94页，编辑于2022年，星期六38图图6-37中：中：界界线线E2
28、P与与相相应应连连线线AS不不直直接接相相交交，需需延延长长连连线线与与界界线线E2P交于交于m1点，点，m1点是界线上的温度最高点点是界线上的温度最高点。第38页，共94页，编辑于2022年，星期六39（2）切线规则（用于判断三元相图上界线的性质）切线规则（用于判断三元相图上界线的性质）将将界界线线上上某某一一点点作作切切线线与与相相应应的的连连线线相相交交，如如交交点点在在连连线线上上，则则表表示示界界线线上上该该处处具具有有低低共共熔熔性性质质；如如交交点点在在连连线线的的延延长长线线上上，则则表表示示界界线线上上该该处处具有具有转熔性质转熔性质，远离交点的晶相被回吸；，远离交点的晶相被
29、回吸；如图如图e1E是共熔界线（用单箭头表示温降方向）；是共熔界线（用单箭头表示温降方向）；pP是转熔界线是转熔界线（用双箭头表示（用双箭头表示温降方向）温降方向），冷却时，远离交点，冷却时，远离交点的的B晶相被回吸，析出晶相被回吸，析出S晶体晶体；第39页，共94页，编辑于2022年，星期六40图图6-37：界线界线E2P有二种情况：有二种情况：a)在在E2F段，段，交点在连线上，交点在连线上，E2F段界线具有共熔性质；段界线具有共熔性质；b)在在FP段段，交交点点在在AS的的延延长长线线上上；所所以以FP段段界界线线具具有有转转熔熔性性质质，冷冷却却时，远离交点的时，远离交点的A晶相被回吸
30、，析出晶相被回吸，析出S晶体。晶体。F点是界线上的一个转折点。点是界线上的一个转折点。注：注：在三元相图上，规定共熔界在三元相图上，规定共熔界线的温度下降方向用单箭头表示，线的温度下降方向用单箭头表示，转熔界线的温度下降方向用双箭头转熔界线的温度下降方向用双箭头表示表示。第40页，共94页，编辑于2022年，星期六41（3）重心规则（用于判断无变量点的性质）重心规则（用于判断无变量点的性质）无变点处于其无变点处于其相应副三角形相应副三角形的重心位，则该无变点为低共熔点；的重心位，则该无变点为低共熔点；无变点处于交叉位，为单转熔点；无变点处于共轭位，为双转熔点。无变点处于交叉位，为单转熔点；无变
31、点处于共轭位，为双转熔点。如图：无变点如图：无变点E1、E2，是低共熔点；是低共熔点；无变点无变点P，在交叉位，在交叉位，P点是单转熔点。点是单转熔点。在在P点有：点有：LP+AS+B；相应副三角形相应副三角形与该无变点与该无变点液相平衡的三个晶相组成点连液相平衡的三个晶相组成点连成的三角形。成的三角形。第41页，共94页，编辑于2022年，星期六42 图图6-38中：中：无变点无变点R，相应副三角形，相应副三角形SBA，在共轭位，在共轭位，R点是双转熔点。点是双转熔点。在在R点有：点有：LR+A+BS。第42页，共94页，编辑于2022年，星期六43根据界线的温降方向判断无变点的性质：根据界
32、线的温降方向判断无变点的性质：a)低共熔点：低共熔点：三条界线的温降箭头都指向该点；三条界线的温降箭头都指向该点；b)单转熔点单转熔点(双升点双升点)：二条界线的温降箭头指向它，另一条界线的温降箭二条界线的温降箭头指向它，另一条界线的温降箭头背向它。头背向它。被回吸的晶相是被回吸的晶相是温降箭头温降箭头指向它的二条界线所包围指向它的二条界线所包围的初晶区的晶相的初晶区的晶相（如图（如图6-37，P点）点）。第43页，共94页，编辑于2022年，星期六44c)双转熔点双转熔点(双降点双降点)：一条界线的温降箭头指向它，另二条界线的温降箭头背一条界线的温降箭头指向它，另二条界线的温降箭头背向它。向
33、它。所析出的晶体是温降箭头背向它的二条界线所包围的所析出的晶体是温降箭头背向它的二条界线所包围的初晶区的晶相初晶区的晶相（如图（如图6-38，R点）点）。第44页，共94页，编辑于2022年，星期六45（4）三角形规则）三角形规则（确定结晶产物和结晶结束点）（确定结晶产物和结晶结束点）原原始始熔熔体体组组成成点点所所在在三三角角形形的的三三个个顶顶点点表表示示的的物物质质即即为为其其结结晶晶产产物物；与这三种物质相应的初晶区所包围的三元无变点是其结晶结束点。与这三种物质相应的初晶区所包围的三元无变点是其结晶结束点。如如图图：若若组组成成点点在在三三角角形形SBC内内，结结晶晶产产物物必必是是S
34、、B、C。结结晶晶结结束束点点为为P点；点；组成点在三角形组成点在三角形ASC内，内，结晶产物必是结晶产物必是A、S、C。结。结晶结束点为晶结束点为E点。点。运用三角形规则，可检验运用三角形规则，可检验对结晶路程的分析是否正对结晶路程的分析是否正确。确。第45页，共94页，编辑于2022年，星期六463、结晶过程分析、结晶过程分析配料配料1：液相点：液相点：固相点：固相点：f=0第46页，共94页，编辑于2022年，星期六47配料配料2：液相点：液相点：f=2 f=1 f=0 (至B消失)f=0固相点：固相点：(B消失，液相要离开消失，液相要离开P点点)(液相刚到液相刚到P点点)液相刚到液相刚
35、到E点点)第47页，共94页，编辑于2022年，星期六48配料配料3：液相点：液相点：固相点：固相点：f=2 f=1 (B消失，f=2,穿相区)f=1 f=0液相刚到液相刚到E点点)液相在液相在g点点液相在液相在f点点第48页，共94页，编辑于2022年，星期六49配料配料4平衡加热：平衡加热：固相点：固相点：液相点：液相点：第49页，共94页，编辑于2022年，星期六50四、形成一个高温分解，低温稳定二元化合物的三元系统相图四、形成一个高温分解，低温稳定二元化合物的三元系统相图 化合物化合物S由由A、B二组分低温二组分低温下固相反应得到，在三元相下固相反应得到，在三元相图上所处的初晶区在低温
36、区。图上所处的初晶区在低温区。S在在A-B二元系统中不能由熔二元系统中不能由熔体直接结晶析出，但在三元体直接结晶析出，但在三元系统中，其初晶区的液相面系统中，其初晶区的液相面可能降到可能降到TR温度以下，温度以下，可从可从三元熔体中直接析出三元熔体中直接析出S晶体。晶体。S的初晶区在的初晶区在低温区低温区S的分解温度的分解温度TR第50页，共94页，编辑于2022年，星期六51相图特点：相图特点：图中有三个无变点图中有三个无变点P、E、R，但只能划出与，但只能划出与P、E点相应的副三角形；点相应的副三角形；R点点没有对应的副三角形没有对应的副三角形;三角形内任一组成的熔体，冷却结晶只能在三角形
37、内任一组成的熔体，冷却结晶只能在P点或点或E点结束，点结束，不能在不能在R点结束结晶过程点结束结晶过程。与与R点液相平衡的三晶相点液相平衡的三晶相A、S、B组成点在同一直组成点在同一直线上。线上。第51页，共94页，编辑于2022年，星期六52无变点性质：无变点性质：E点：点：在在BSC内，低共熔点，内，低共熔点，L=B+S+C;P点：点：在在ASC之外，单转熔点或双升点，之外，单转熔点或双升点，L+A=S+C；R点点：没没有有对对应应的的副副三三角角形形，由由界界线线温温降降方方向向判判断断为为双双转转熔熔点点或或双双降降点，点，在在R点有：点有：LR+A+B=S；实际进行的过程为：实际进行
38、的过程为：LRmA+nBS(AmBn)（P=4,f=0）此时，液相量不变，只此时，液相量不变，只起介质作用。起介质作用。R点为过点为过渡点渡点第52页，共94页，编辑于2022年，星期六53由熔体由熔体M的冷却析晶过程说明的冷却析晶过程说明：液相：液相：（）；）；判断法：判断法：看组分中看组分中A和和B的含量。固相在的含量。固相在D点，而点，而BDTE。有三种情况：有三种情况：1Tpe1，Tpe3晶晶型型转转变变等等温温线线p1p2将将组组分分A的的初初晶晶区区分分为为二二个个相相区区：A和和A。等等温温线线p1p2上任一点都代表晶体上任一点都代表晶体A的的和和型之间的转变。型之间的转变。即：
39、即：第64页，共94页，编辑于2022年，星期六652Tpe3等温线等温线pp与与e1E界线相交于点界线相交于点P，在，在P点：点：P点点是是一一个个三三元元晶晶型型转转变变点点，也也是是一一个个三三元元无无变变量量点点，但但晶晶体体C、A和和A三三相相没没有有相相应应的的副副三三角角形形。所所以以，在在P点点进进行行的的晶晶型型转转变变过过程程中中，液液相相量量没没有有变变化化，只只起起介介质质作作用用。表明表明P点不是结晶结束点点不是结晶结束点。（P=4,f=0）第65页，共94页，编辑于2022年，星期六663Tpe1，Tp 界线上熔体界线上熔体 共熔点处熔体共熔点处熔体 原因原因：不同晶体结构之间的相互干扰。不同晶体结构之间的相互干扰。第94页，共94页，编辑于2022年，星期六