第六章晶體第三講

第六章晶體第三講第1頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三23aEA+LA+LA+BB+LLABDF’FCPD’

GA+B←L液相點：

固相點：結(jié)論：P點為晶型轉(zhuǎn)變點，一定不是結(jié)晶結(jié)束點B%第2頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三1ABA＋BA＋BA＋LB＋LETaTETPPF’FD

D’CC/1’bL→A+BA→AB%第3頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三(1)相圖特點6、形成連續(xù)固溶體的二元系統(tǒng)相圖ABTTaTbS(AB)LL+S(AB)B%勻晶相圖形成連續(xù)固溶體的二元系統(tǒng)相圖特點：無二元無變量點，系統(tǒng)內(nèi)只存在液態(tài)溶液和固態(tài)溶液兩個相平衡點，不可能出現(xiàn)三相平衡狀態(tài)液相線以上相區(qū)為高溫熔體液態(tài)溶液與固溶體平衡的固液二相區(qū)固相線以下相區(qū)為固溶體第4頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三(2)

熔體的冷卻析晶過程液相點：固相點：(3)杠桿規(guī)則計算固液相量

S3M'MABTTaTbS(AB)LL+S(AB)B%L3L1L2S2S1S3ABTTaTbS(AB)LL+S(AB)B%L3L1L2S2S1第5頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三7、形成不連續(xù)固溶體的二元系統(tǒng)相圖TAFGBCDEbaSA(B)+SB(A)SA(B)SA(B)+LL+SB(A)SB(A)LAOPBbaFGJSA(B)+SB(A)SA(B)SA(B)+LSB(A)L+SB(A)T具有低共熔點的不連續(xù)固溶體的二元系統(tǒng)相圖具有轉(zhuǎn)熔點的不連續(xù)固溶體的二元系統(tǒng)相圖共晶相圖包晶相圖第6頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三（1）相圖特點

TAFGBC

DEbaSA(B)+SB(A)SA(B)SA(B)+LL+SB(A)SB(A)LSA(B)：表示B組分溶解到A組分中所形成的固溶體；

SB(A)：表示A組分溶解在B組分中所形成的固溶體。

組分A、B之間可以形成固溶體，但溶解度是有限的，不能以任意比例互溶。第7頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三TAFGBC

DEbaSA(B)+SB(A)SA(B)SA(B)+LL+SB(A)SB(A)LHM2'M2(2)

熔體的冷卻析晶過程液相點：固相點：S2L2第8頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三*具有轉(zhuǎn)熔點的不連續(xù)固溶體的二元系統(tǒng)相圖AOPBbaFGJSA(B)+SB(A)SA(B)SA(B)+LSB(A)L+SB(A)T點J

：轉(zhuǎn)熔點CEHLF液相：固相：3'3第9頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三123AOG’PBbaFGJSA(B)+SB(A)SA(B)SA(B)+LSB(A)L+SB(A)TL＋SB(A)SB(A)SA(B)+

SB(A)

剛離開J時組成SA(B)先消失L＋SA(B)同時消失L先消失J點:L＋SA(B)

SB(A)

GFGGJ組成點結(jié)論：第10頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三8、具有液相分層的二元系統(tǒng)相圖1、兩個無變量點

E點：低共熔點，

D點：液相分解點，

2、線CKD為液相分界線；帽形區(qū)CKDC為二液存在區(qū)，區(qū)域的存在與溫度有關(guān)。（2）相圖分析CA+LA+BA+LTDTEKTaEbAB+LLB％DB二液區(qū)相圖特點：液相有限互溶

固相不互溶第11頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三液相：固相：C

A+LA+BA+LTFTEKTaEbAB+LLB％DB（3）析晶路程（4）杠桿規(guī)則M’GML1'L1L2L2'HIJ第12頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三1、具有低共熔點的二元系統(tǒng)；2、生成一致熔融化合物的二元系統(tǒng)；3、生成不一致熔融化合物的二元系統(tǒng)4、固相中有化合物形成或分解的二元系統(tǒng)相圖5、具有多晶轉(zhuǎn)變的二元系統(tǒng)相圖6、形成連續(xù)固溶體的二元系統(tǒng)相圖7、形成不連續(xù)固溶體的二元系統(tǒng)相圖8、具有液相分層的二元系統(tǒng)相圖二元凝聚系統(tǒng)相圖的基本類型(八種)第13頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三學(xué)習(xí)二元系統(tǒng)相圖的要求：①相圖特點：是否有化合物生成？化合物的性質(zhì)？（一致熔化合物、不一致熔化合物、固相中生成或分解？）是否生成固溶體（連續(xù)、有限）？各物質(zhì)是否有晶型轉(zhuǎn)變？

②相圖分析：點：無變量點的性質(zhì)線：液相線、固相線、三相線（低共熔線、轉(zhuǎn)熔線、化合物

分解線、晶型轉(zhuǎn)變線線、液相分層線）③冷卻、加熱的相分析：析晶路程、熔融路程④杠桿規(guī)則計算⑤相圖的應(yīng)用第14頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三首先看該系統(tǒng)中是否有化合物生成（一致熔化合物、不一致熔化合物、固相中生成或分解？），是否存在晶型轉(zhuǎn)變、液相分層或形成固溶體等現(xiàn)象。以一致熔化合物的等組成線為分界線，將整個系統(tǒng)劃分成若干個簡單的分二元系統(tǒng)。逐一分析各分二元系統(tǒng)分析各分二元系統(tǒng)中點、線、區(qū)所表達(dá)的相平衡關(guān)系。分析熔體的冷卻析晶過程或混合物的加熱過程確定系統(tǒng)狀態(tài)點、液相點、固相點的變化路線；確定析晶結(jié)束點和析晶產(chǎn)物;在析晶的各階段，應(yīng)用杠桿規(guī)則計算系統(tǒng)中成平衡的兩相的相對含量）三、復(fù)雜二元相圖的分析步驟第15頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三CaO-SiO2系統(tǒng)相圖要求：

(1)會劃分分二元系統(tǒng)；(2)無變量點的性質(zhì)，相間平衡；(3)具體分析SiO2-CS分系統(tǒng)，解釋為何CaO可作為硅磚生產(chǎn)的礦化劑；(4)C2S-CaO分系統(tǒng)含有硅酸鹽水泥的重要礦物C3S和C2S，C3S是不一致熔融化合物，僅能穩(wěn)定存在于1250～2150℃之間(5)會應(yīng)用相圖指導(dǎo)實際生產(chǎn)。四、二元系統(tǒng)專業(yè)相圖第16頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三’判讀依據(jù)：幾個化合物化合物性質(zhì)根據(jù)一致熔化合物劃分成分系統(tǒng)3個分二元系統(tǒng)：SiO2-CSCS-C2SC2S-CaO第17頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三CaO-SiO2系統(tǒng)中無變量點的性質(zhì)符號相間平衡平衡性質(zhì)組成（%）溫度(℃)CaOSiO2PCaO液相熔化10002570QSiO2

液相熔化01001723A-方石英+液相B液相A熔化分層0.699.41705B-方石英+液相B液相A熔化分層28721705C-CS+-鱗石英液相A低共熔37631436D-CS液相熔化48.251.81544E-CS+C3S2液相低共熔54.545.51460FC3S2-C2S+液相轉(zhuǎn)熔55.544.51464G-C2S液相熔化65352130H-C2S+C3S液相低共熔67.532.52050MC3SCaO+液相轉(zhuǎn)熔73.626.42150N‘-C2S+CaOC3S固相反應(yīng)73.626.41250O-CS-CS多晶轉(zhuǎn)變51.848.21125R‘-C2S-C2S多晶轉(zhuǎn)變65351450T-C2S‘-C2S多晶轉(zhuǎn)變6535725第18頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三SiO2-CS分二元系統(tǒng)SiO2中加入1%CaO，在低共熔溫度1436℃下能產(chǎn)生2.7%的液相量（根據(jù)杠桿規(guī)則：1:37=2.7%）液相線從C點往左上升得很陡，所以溫度升高很多時，液相量增加并不多，因此不降低硅磚的耐火度。從理論推算，當(dāng)溫度升高到某一溫度時，兩液相應(yīng)合并成一個液相。曾有資料表明：當(dāng)溫度達(dá)到2100℃，CaO含量為10%左右時，兩液相區(qū)消失，成為一液相區(qū)。二液區(qū)第19頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三相圖中一般只表示穩(wěn)定態(tài)晶型轉(zhuǎn)變情況，670℃過冷的α’-C2S轉(zhuǎn)變?yōu)棣?C2S，圖中沒有表示。第20頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三水泥熟料生產(chǎn)重要C3S：不一致熔融化合物2150C~1250°CC2S：一致熔融化合物具有復(fù)雜的多晶轉(zhuǎn)變β-C2S轉(zhuǎn)化為γβ-C2S有9%體積膨脹，造成水泥熟料粉化C3S和β-C2S是硅酸鹽水泥中含量最高的兩種水硬性礦物，生產(chǎn)中采用急冷措施，將C3S和β-C2S迅速越過分解溫度和晶型轉(zhuǎn)變溫度，在低溫下以介穩(wěn)態(tài)保存下來，介穩(wěn)態(tài)是一種高能量狀態(tài)，有較強的反應(yīng)能力，因而C3S和β-C2S具有較高的水硬活性。第21頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三A3S2（莫來石）：一致熔化合物固溶少量Al2O3陶瓷、耐火材料分系統(tǒng)：A3S2-Al2O3優(yōu)質(zhì)耐火材料2Al2O3-SiO2系統(tǒng)二