浙大材料科學(xué)基礎(chǔ)Ⅱ作業(yè)1

1、第一章作業(yè)1. 圖1-1示意表示出生成一個不一致熔融化合物AmBn和形成固溶體SB(A)的二元系統(tǒng)，試完成此相圖的草圖。解答：如右上圖所示。2. 對于圖1-2所示的相圖，試進行：（1）標(biāo)出初晶區(qū)；（2）畫出溫度下降方向；（3）確定相界線性質(zhì)；（4）確定無變量點性質(zhì)；（5）分析1，2，3點的結(jié)晶過程。解答：1) 如右上圖所示；2) 如右上圖所示；3) 相界限：e1：低共熔線， LB+ AmBn；e2：低共熔線， LB+C；：低共熔線， LC+ AmBn ；3：低共熔線， LC+ A； Pp：轉(zhuǎn)熔線， L+AAmBn ；4) 無變量點：E為低共熔點L=B+C+S；P為單轉(zhuǎn)熔點L+A=C+S；e1：

2、二元低共熔點LA+B； e2：二元低共熔點LC+B； e3：二元低共熔點LA+B；5) 結(jié)晶分析：1點：1位于A的初晶區(qū)，所以先析出A晶相。液相組成點沿1a線變化到e3線上a點。到a點后，液相同時對A晶相和C晶相飽和，晶相C開始析出。系統(tǒng)溫度繼續(xù)下降，液相組成點沿e3向P變化，相應(yīng)的固相組成沿AC線從A點向b點變化。系統(tǒng)溫度下降到TP后，由于P為轉(zhuǎn)熔點，故液相到P點后，產(chǎn)生L+AS+C，液相量逐漸減少。隨著轉(zhuǎn)熔的進行，固相組成沿b1線從b點向1點，直到全部消失，固相組成到達1點，轉(zhuǎn)熔結(jié)束，結(jié)晶過程結(jié)束，獲得A、S、C三種晶體。2點：2位于A的初晶區(qū)，先析出A晶相。液相組成點沿2c線變化到pP線

3、上的c點。到c點后，產(chǎn)生單變量轉(zhuǎn)熔過程：L+AS，晶相S析出，晶相A被回吸，液相組成沿pP線向d點變化，同時固相沿AS線向S變化。當(dāng)固相組成點到達S點時，晶相A被全部回吸完，此時液相組成到達d點，此時液相組成點開始離開pP界線發(fā)生“穿相區(qū)”，即穿過S相區(qū)向e點變化，從液相中析出S晶體，到e點后，系統(tǒng)又同時對晶相S和晶相B飽和，故同時析出S和B，液相線沿e1向E點變化，固相組成點從S點向f點變化，液相組成達到低共熔點E點后，產(chǎn)生低共熔過程：LB+S+C。固相組成點從f點向2點變化，直到液相消失，結(jié)晶結(jié)束。3點：3位于S的初晶區(qū)，所以先析出晶相S。液相組成沿著3g線向g點變化，到達g點后，液相同時

4、對晶相S和晶相B飽和，同時析出晶相S和晶相B，液相組成點沿e1線向E點變化，固相組成點從S點向h點變化。當(dāng)液相組成點到達E點時，產(chǎn)生低共熔過程LB+S+C，同時析出晶相B，晶相S和晶相C，固相組成點沿h點向3點變化，直到液相消失，結(jié)晶結(jié)束。3. 對于圖1-3所示的相圖，試進行：（1）標(biāo)出初晶區(qū)；（2）畫出溫度下降方向；（3）確定相界線性質(zhì)；（4）確定無變量點性質(zhì)；（5）分析1，2，3點的結(jié)晶過程。解答：1) 如右上圖所示；2) 如右上圖所示；3) 相界線：所有相界線均為低共熔線e1E1：低共熔線，發(fā)生：LA+AC； e2E1：低共熔線，發(fā)生：LA+AB； GE1：低共熔線，發(fā)生：LAB+AC；

5、e3E2：低共熔線，發(fā)生：LB+AB；e4E2：低共熔線，發(fā)生：LB+BC； GE2：低共熔線，發(fā)生：LAB+BC； e5E3：低共熔線，發(fā)生：LC+BC； e6E3：低共熔線，發(fā)生：LC+AC；GE3：低共熔線，發(fā)生：LAC+BC；4) 無變量點：所有無變量點均為低共熔點E3：三元低共熔點，發(fā)生：LC+AC+BC； E1：三元低共熔點，發(fā)生：LA+AC+AB； E2：三元低共熔點，發(fā)生：LB+AB+BC； E：三元低共熔點，發(fā)生：LAC+AB+BC； e1：二元低共熔點；發(fā)生：LA+AC；e2：二元低共熔點；發(fā)生：LA+AB； e3：二元低共熔點；發(fā)生：LB+AB； e4：二元低共熔點；發(fā)生

6、：LB+BC； e5：二元低共熔點；發(fā)生：LC+BC； e6：二元低共熔點；發(fā)生：LC+AC；5) 結(jié)晶分析：1點：1點組成物冷卻先析出AC，液相點沿(AC)1的延長線向OS運動，到達與OS的交點后，BC開始析出，液相點向O點運動，同時固相點從(AC)向C運動；液相點到達O點時，固相點到達O1延長線與AC的交點，O點發(fā)生低共熔過程，固相點驗O1延長線向1點運動，到達1點時，液相剛好消失，結(jié)晶結(jié)束，得到AC，BC，AB三種晶體。2點：2點組成物先析出BC，液相點沿(BC)2的延長線向OS運動，到達與OS的交點后，AC開始析出，液相點向O點運動，同時固相點從(BC)向C運動；液相點到達O點時，固相

7、點到達O2延長線與BC的交點，O點發(fā)生低共熔過程，固相點驗O2延長線向2點運動，到達2點時，液相剛好消失，結(jié)晶結(jié)束，得到AC，BC，AB三種晶體。3點：3點組成物先析出AB，液相點沿(AB)3的延長線向OQ運動，到達與OQ的交點后，BC開始析出，液相點向Q點運動，同時固相點從(AB)向G運動；液相點到達Q點時，固相點到達Q3延長線與(AB)G的交點，Q點發(fā)生低共熔過程，固相點沿Q3延長線向3點運動，到達3點時，液相剛好消失，結(jié)晶結(jié)束，得到AC，BC，B三種晶體。4. 圖1-4為含有一個三元化合物D（AmBnCq）的三元系統(tǒng)相圖，試判斷：（1）圖中各界線的溫度走向和性質(zhì)；（2）該三元化合物是一致

8、熔融還是不一致熔融化合物？（3）確定各無變量點的性質(zhì)；（4）分析圖中1、2、3點的析晶過程。解答：1) 溫度下降如圖所示界線：EF：低共熔線，LC+D； EG：轉(zhuǎn)熔線，L+AD； FG：低共熔線，LB+D； e1E：低共熔線，LC+A； e2G：低共熔線，LA+B； e3F：低共熔線，LC+B2) 該三元化合物是不一致熔融化合物，其三元無變量 點不在對應(yīng)的副三角形中。3) 無變量點：E：單轉(zhuǎn)熔點（雙升點），發(fā)生：L+AC+D； F：三元低共熔點，發(fā)生：LB+C+D； G：單轉(zhuǎn)熔點（雙升點），發(fā)生：L+AB+D； e1：二元低共熔點，發(fā)生：LC+A； e2：二元低共熔點，發(fā)生：LA+B； e3：

9、二元低共熔點，發(fā)生：LB+C4) 結(jié)晶分析：1 處于ADB 中，最終的結(jié)晶產(chǎn)物為 A、D、B；析晶結(jié)束點在 G； 1 處于 A 的初晶區(qū)，先析出 A，液相組成點沿 A1 線由 1 點向 a 點移動； 當(dāng)液相組成到達 a 點，對 B 飽和，析出 B，P=3，F(xiàn)=1，溫度繼續(xù)下降，液相組成沿 e2G 向 G 移動，固相組成沿 AB 向 n 移動；當(dāng)液相組成到達 G 點，發(fā)生轉(zhuǎn)熔：L+AB+D，液相逐漸減少，固相組成 沿 n1 線向 1 點移動，當(dāng)液相完全消失時，A 未被完全轉(zhuǎn)熔，還有剩余，固相組 成來到 1 點，得到晶體 A、D、B，結(jié)晶結(jié)束。 2 處于ADC 中，最終得到 A、D、C，析晶結(jié)束點

10、在 E。 當(dāng)溫度下降，2 處于 A 的初晶區(qū)，先析出 A，液相組成沿 A2 延長線向 b 移動； 當(dāng)液相組成來到 b 點，溶液對 C 飽和，析出 C，P=3，F(xiàn)=1，溫度繼續(xù)下降， 液相組成沿 e1E 向 E 移動，固相組成沿 AC 向 q 移動。 當(dāng)液相來到 E 點，發(fā)生轉(zhuǎn)熔過程：L+AC+D；析出 C、D，固相組成由 q 點向 2 移動，當(dāng)液相完全消失，固相組成為 2 點。A 晶體有剩余，最終得到 A、 C、D。3處于BDC 中，最終得到 B、D、C，析晶結(jié)束點在 F。 當(dāng)溫度下降，3 處于 D 的初晶區(qū)，先析出 D，液相組成沿 D3 延長線向 c 移動, 當(dāng)液相組成到達 c 點，液相對 C 飽