相圖與相平衡二元系統(tǒng)-

相圖與相平衡二元系統(tǒng)-第一頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三二元系統(tǒng)概述二元系統(tǒng)是含有兩個(gè)組元（C＝2）的系統(tǒng)，如：CaO－SiO2系統(tǒng)，Na2O－SiO2系統(tǒng)等。根據(jù)相律，F(xiàn)＝C－P＋2＝4－P，由于所討論的系統(tǒng)至少應(yīng)有一個(gè)相，所以系統(tǒng)最大自由度數(shù)為3，即獨(dú)立變量除溫度，壓力外，還要考慮組元的濃度，對(duì)于二個(gè)變量的系統(tǒng)，必須用三個(gè)坐標(biāo)的立體模型來表示。但是，在通常情況下，硅酸鹽系統(tǒng)是凝聚系統(tǒng)，可以不考慮壓力的改變對(duì)系統(tǒng)相平衡的影響，此時(shí)相律可以表示為：F＝C－P＋1在后面所要討論的二元、三元、四元系統(tǒng)都是凝聚系統(tǒng)，不再做特別說明。第二頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三對(duì)于二元聚凝系統(tǒng)：F＝C－P＋1＝3－P當(dāng)Pmin＝1時(shí)Fmax＝2Pmax＝3時(shí)Fmin＝0可見，在二元聚凝系統(tǒng)中平衡共存的相數(shù)最多為三個(gè)，最大自由度數(shù)為2，這兩個(gè)自由度就是指溫度（T）和兩組元中任一組元的濃度（X）。因此二元凝聚系統(tǒng)相圖仍然可以用平面圖來表示，即以溫度－組成圖表示。第三頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三二元系統(tǒng)組成表示法二元系統(tǒng)相圖中橫坐標(biāo)表示系統(tǒng)的組成，因此又稱為組成軸，組成軸的兩個(gè)端點(diǎn)分別表示兩個(gè)純組元，中間任意一點(diǎn)都表示由這兩個(gè)組元組成的一個(gè)二元系統(tǒng)，假設(shè)二元系統(tǒng)由AB兩組元構(gòu)成，則連個(gè)端點(diǎn)A和B分別表示純A和純B。組成軸分為100等份，從A點(diǎn)到B點(diǎn)，B的含量由0％增加到100％，A的含量由100％減少到0％，從B點(diǎn)到A點(diǎn)則相反。AB之間的任意點(diǎn)都是由AB組成的二元系統(tǒng)。在相圖中組成可以用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示，也可以用摩爾百分?jǐn)?shù)表示，其圖形有明顯差別，應(yīng)加以注意?？v坐標(biāo)為溫度，又稱溫度軸。相圖中的任意一點(diǎn)既代表一定的組成有代表系統(tǒng)所處的溫度，如M點(diǎn)表示組成為30％的A和70％的B的系統(tǒng)處于T1溫度，由于在二元聚凝系統(tǒng)中溫度和組成一定，系統(tǒng)的狀態(tài)就確定了，所以相圖中的每一點(diǎn)都和系統(tǒng)的一個(gè)狀態(tài)相對(duì)于，即為狀態(tài)點(diǎn)。第四頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三杠杠規(guī)則是相圖分析中一個(gè)重要的規(guī)則，它可以計(jì)算在一定條件下，系統(tǒng)中平衡各相間的數(shù)量關(guān)系，假設(shè)由A和B組成的原始混合物（或熔體）的組成為M，在某一溫度下，此混合物分成兩個(gè)新相，兩相的組成分別為M1和M2杠杠規(guī)則推導(dǎo)第五頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三若組成為M的原始混合物含B為b%，總質(zhì)量為G，新相M1含B為b1%，質(zhì)量為G1；新相M2含B為b2%，質(zhì)量為G2，因變化前后的總量不變，所以有：G＝G1＋G2原始混合物中B的質(zhì)量為G·b%，新相M1中B的質(zhì)量為G1·b1%，新相M2中B的質(zhì)量為G2·b2%，所以Gb%=G1b1%+G2b2%將上兩式變形有G1(b-b1)=G2(b2-b)第六頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三所以G1·M1M＝G2·MM2兩個(gè)新相M1和M2在系統(tǒng)中的含量則為G1＝（MM2/M1M2)%G2＝(M1M/M1M2)%上式表明：如果一個(gè)相分解為二個(gè)相，則生成的兩個(gè)相的數(shù)量與原始相的組成點(diǎn)到兩個(gè)新生相的組成點(diǎn)之間線段成反比，此關(guān)系式與力學(xué)上的杠杠很相似，如圖所示，M點(diǎn)相當(dāng)與杠杠的支點(diǎn)，M1和M2則相當(dāng)于兩個(gè)力點(diǎn)，因此稱為杠杠規(guī)則。第七頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三杠杠規(guī)則的含義可以看出，系統(tǒng)中平衡共存的兩相的含量與兩相狀態(tài)點(diǎn)到系統(tǒng)總狀態(tài)點(diǎn)的距離成反比，即含量愈多的相，其狀態(tài)點(diǎn)到系統(tǒng)總狀態(tài)點(diǎn)的距離愈近。使用杠杠規(guī)則的關(guān)鍵是要分清系統(tǒng)的總狀態(tài)點(diǎn)，成平衡的兩相狀態(tài)點(diǎn)，找準(zhǔn)在某一溫度下，它們各自相圖中的位置。第八頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三二元相圖的基本類型具有低共熔點(diǎn)的二元相圖具有化合物的二元相圖具有多晶轉(zhuǎn)變的二元相圖形成固溶體的二元相圖具有液相分層的二元相圖第九頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三具有一個(gè)低共熔點(diǎn)的二元系統(tǒng)相圖這類系統(tǒng)的特點(diǎn)是：兩個(gè)組元在液態(tài)時(shí)能以任意比例互溶，形成單相溶液，固相完全不互溶，兩個(gè)組元各自從液相分別結(jié)晶；組元間不生成化合物，這種相圖是最簡(jiǎn)單的二元系統(tǒng)相圖。鋁方柱石（2CaO·Al2O3·SiO2－鈣長(zhǎng)石（CaO·Al2O3·2SiO2）系統(tǒng)屬于這種類型。第十頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第十一頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三冷卻析晶過程中各相含量的計(jì)算從圖上可以看出，M熔體冷卻到TD時(shí)，系統(tǒng)中平衡共存兩相是A晶相和液相。這時(shí)，系統(tǒng)的總狀態(tài)點(diǎn)在O點(diǎn)，A晶相的狀態(tài)點(diǎn)在F點(diǎn)，液相在D點(diǎn)，根據(jù)杠杠規(guī)則：

第十二頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三系統(tǒng)中：冷卻過程當(dāng)液相的狀態(tài)點(diǎn)剛到E點(diǎn)，固相的狀態(tài)點(diǎn)為G點(diǎn)時(shí)，由于B晶相尚未析出，系統(tǒng)中仍然是A晶相也液相兩相平衡共存，此時(shí)根據(jù)杠桿規(guī)則：

第十三頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三當(dāng)液相在E消失后，系統(tǒng)中平衡共存的晶相是A晶相和B晶相，這兩相的含量則分別為：

杠桿規(guī)則不但適用于一相分兩相的情況，同樣也適用于兩相合為一的情況，甚至在多相系統(tǒng)中，都可以利用杠桿規(guī)則，根據(jù)已知條件計(jì)算共存的各相的相對(duì)數(shù)量及百分含量。因此，我們可以利用相圖確定配料組成已定的制品，在不同狀態(tài)下所具有的相組成及其相對(duì)含量，以預(yù)測(cè)和估計(jì)產(chǎn)品的性能，這對(duì)指導(dǎo)生成和研制新產(chǎn)品具有重要意義。第十四頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三具有一個(gè)化合物的二元系統(tǒng)相圖具有一個(gè)一致熔融化合物的二元系統(tǒng)相圖一致熔融化合物是一種穩(wěn)定的化合物，與正常的純物質(zhì)一樣具有固定的熔點(diǎn)，加熱這樣的化合物到熔點(diǎn)時(shí)，即熔化為液態(tài)，所產(chǎn)生的液相與化合物的晶相組成相同，故稱為一致熔融或同成分熔融，其化合物則稱為一致熔融化合物或同成分熔融化合物。第十五頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三由于這種化合物有確定的同成分熔點(diǎn)，并且此熔點(diǎn)在加入其它任一純組元時(shí)會(huì)降低直到和兩邊純組元的液相線相交得到兩個(gè)低共熔點(diǎn)E1、E2為止。這類系統(tǒng)的典型相圖如左圖，組元A和組元B生成一個(gè)一致熔融化合物AmBn，M點(diǎn)是該化合物的熔點(diǎn)。第十六頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三曲線aE1是組元A的液相線，bE2是組元B的液相線，E1ME2則是化合物AmBn的液相線。一致熔融化合物在相圖上的特點(diǎn)是化合物組成點(diǎn)位于其液相線的組成范圍內(nèi)，即化合物AmBn的等組成線AmBn－M與液相線相交，交點(diǎn)M是液相線上的溫度最高點(diǎn)。第十七頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三因此，AmBn－M線將此相區(qū)分成兩個(gè)最簡(jiǎn)單的分二元系統(tǒng)，E1是A－AmBn分二元系統(tǒng)的低共熔點(diǎn)，在這點(diǎn)上進(jìn)行的過程是凡是組成在A－AmBn范圍內(nèi)的原始熔體都在E1點(diǎn)結(jié)晶結(jié)束，結(jié)晶產(chǎn)物為A和AmBn兩種晶相，E2點(diǎn)是AmBn－B分二元系統(tǒng)的地共熔點(diǎn)，在這點(diǎn)上進(jìn)行的過程是，凡組成在AmBn－B范圍內(nèi)的熔體都在E2點(diǎn)結(jié)晶結(jié)束，結(jié)晶產(chǎn)物是AmBn和B兩種晶相。第十八頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三其結(jié)晶路程（固、液相的變化途徑）與最簡(jiǎn)單的二元系統(tǒng)完全相圖。整個(gè)相圖可看成是有兩個(gè)最簡(jiǎn)單的低共熔類型相圖所組成。因此，當(dāng)系統(tǒng)中存在n個(gè)一致熔融化合物而使相圖復(fù)雜化時(shí)，只要以一致熔融化合物的等組成線為分界線，便能將該復(fù)雜相圖劃分為n+1個(gè)簡(jiǎn)單系統(tǒng)相圖，則問題的討論就顯得簡(jiǎn)單了。第十九頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三一致熔融化合物若是一個(gè)非常穩(wěn)定的化合物，甚至在熔融時(shí)也不分解，那么相應(yīng)的液相線就會(huì)出現(xiàn)尖峭高峰形，若化合物部分分解，則熔化溫度將降低，則化合物愈不穩(wěn)定，最高點(diǎn)也愈平滑。第二十頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三具有一個(gè)不一致熔融化合物的二元系統(tǒng)相圖不一致熔融化合物是一種不穩(wěn)定的化合物，加熱這種化合物到某一溫度便發(fā)生分解，分解產(chǎn)物是一種液相和一種晶相，二者組成與原來化合物組成完全不同，故稱為不一致熔融或異成分熔融，其化合物稱為不一致熔融化合物或異成分熔融化合物，它只能在固態(tài)中存在，不能在液態(tài)中存在。第二十一頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三這類系統(tǒng)的典型相圖見左圖，組元A和組元B生成的化合物AmBn加熱到TP溫度分解為P點(diǎn)組成的液相和B晶相，因此AmBn是一個(gè)不一致熔融化合物。圖中aE線是與晶相A平衡的液相線，bP是與晶相B平衡的液相線，PE是與化合物AmBn平衡的液相線，無變量點(diǎn)E是低共熔點(diǎn)，在E點(diǎn)發(fā)生的相變化為第二十二頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第二十三頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第二十四頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三熔體3的結(jié)晶過程與熔體2相似，首先析出B晶相，并在P點(diǎn)結(jié)晶結(jié)束，但當(dāng)液相在P點(diǎn)消失時(shí)，B晶相同時(shí)也被回吸完畢，結(jié)晶產(chǎn)物只有AmBn一種晶相，從上述冷卻結(jié)晶過程的討論可以看出：低共熔點(diǎn)一定是結(jié)晶結(jié)束點(diǎn)，而轉(zhuǎn)熔點(diǎn)則不一定是結(jié)晶結(jié)束點(diǎn)，要?jiǎng)萑垠w的組成而定。第二十五頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第二十六頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三轉(zhuǎn)熔過程還有一個(gè)現(xiàn)象需注意，即不平衡結(jié)晶的情況，當(dāng)不一致熔融化合物生成時(shí)，轉(zhuǎn)熔過程可能進(jìn)行的不平衡，即由液相析出的化合物晶體可能會(huì)將待溶解的剩余的固相包裹起來與液體隔開（又稱為包晶反應(yīng)），而使轉(zhuǎn)熔過程中斷，由于液相只和一種固相直接接觸，出現(xiàn)二相平衡的假象，當(dāng)繼續(xù)冷卻時(shí)，液相組成將變化到低共熔點(diǎn)處結(jié)晶才最后結(jié)束。第二十七頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三凝固后的產(chǎn)物的顯微結(jié)構(gòu)由于結(jié)晶不平衡的結(jié)果，會(huì)導(dǎo)致不平衡的三相結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，即轉(zhuǎn)熔物質(zhì)的晶體（如B晶體），不一致熔融化合物的晶體（如AmBn）和低共熔物（如A＋AmBn）這種不平衡結(jié)晶的情況，在低共熔過程中是不會(huì)出現(xiàn)的。第二十八頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第二十九頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三固相中有化合物生成與分解的二元系統(tǒng)相圖左圖中為固相中有化合物生成與分解的二元系統(tǒng)相圖，化合物AmBn不能直接從二元熔液中結(jié)晶析出，從液相中只能析出A晶相和B晶相，A、B通過固相反應(yīng)形成化合物AmBn。這類化合物只能存在與某一溫度范圍內(nèi)，超出這個(gè)范圍，化合物AmBn便分解為晶相A和晶相B。第三十頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三不同組成的二元系統(tǒng)在T1（或T2）溫度下發(fā)生固相反應(yīng)時(shí)可能有三種不同的結(jié)果1）組成在A～AmBn范圍內(nèi)的二元系統(tǒng)，由于A組元的含量高，冷卻到T1（或加熱到T2時(shí)，固相反應(yīng)的結(jié)果是B晶相消失，剩余A晶相和新生成的化合物AmBn。第三十一頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三2）組成在AmBn范圍內(nèi)的二元系統(tǒng)，冷卻到T1（或加熱到T2）時(shí)，固相反應(yīng)的結(jié)果是A晶相消失，剩余B晶相和新生成的化合物AmBn。3）組成剛好為AmBn的二元系統(tǒng)，冷卻到T1（或加熱到T2）時(shí)，固相反應(yīng)的結(jié)果是A、B全部化合成化合物AmBn。第三十二頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三實(shí)際上，由于固態(tài)物質(zhì)之間的反應(yīng)速度很慢，因而達(dá)到平衡狀態(tài)需要的時(shí)間將是很長(zhǎng)的，尤其是在低溫下，上述平衡狀態(tài)是很難達(dá)到的，系統(tǒng)往往處于A、AmBn、B三種晶體同時(shí)存在的非平衡狀態(tài)。第三十三頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第三十四頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第三十五頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第三十六頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第三十七頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第三十八頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第三十九頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第四十頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第四十一頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第四十二頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第四十三頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第四十四頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第四十五頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第四十六頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第四十七頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第四十八頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第四十九頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第五十頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第五十一頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第五十二頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第五十三頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第五十四頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第五十五頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第五十六頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第五十七頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第五十八頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第五十九頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第六十頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第六十一頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第六十二頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第六十三頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第六十四頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第六十五頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第六十六頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第六十七頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第六十八頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第六十九頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三二元專業(yè)相圖舉例Al2O3－SiO2系統(tǒng)相圖CaO－SiO2系統(tǒng)相圖CaO－Al2O3系統(tǒng)相圖Na2O－SiO2系統(tǒng)相圖第七十頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三Al2O3－SiO2相圖Al2O3－SiO2相圖中只有一個(gè)一致熔融化合物3Al2O3·2SiO2（莫來石A3S2），其重量組成是72％Al2O3和28％SiO2，如圖所示，莫來石是普通陶瓷，粘土質(zhì)耐火材料的重要成分，該圖還表明在A3S2晶格中溶入了一些Al2O3形成A3S2固溶體，但溶入的Al2O3有一定限度，在圖中相當(dāng)于含63％摩爾位置上。第七十一頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第七十二頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三Al2O3－SiO2系統(tǒng)，全部液相線的溫度都較高，它對(duì)許多種耐火材料的生產(chǎn)有指導(dǎo)意義，如在生產(chǎn)硅磚時(shí)，要嚴(yán)格防止原料中混入Al2O3，否則會(huì)使硅磚耐火度大大下降，如圖中SiO2熔點(diǎn)為1723℃，其中SiO2的液相線很陡，當(dāng)SiO2中加入Al2O3后，SiO2的熔點(diǎn)劇烈下降。第七十三頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三在SiO2中按重量比加入1％的Al2O3，它在低共熔點(diǎn)（E1）1595℃時(shí)，根據(jù)杠桿規(guī)則計(jì)算，就會(huì)產(chǎn)生18.2％的液相，故會(huì)使硅磚的耐火度大大下降。圖中莫來石的液相線E1F左面一段比較陡，但后面一段很平坦，這說明當(dāng)溫度變化時(shí)，液相數(shù)量變化有兩種不同情況。第七十四頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三例如，普通粘土質(zhì)耐火磚（粘土磚）其主要成分是Al2O3和SiO2，設(shè)一粘土磚中含有33％摩爾的Al2O3，從相圖上看出，當(dāng)溫度升到1595℃時(shí)，最多可產(chǎn)生50％左右的液相，直到1700℃以前，其液相量約為60％即增加不多，但1700℃以后，其液相線很平坦，溫度升高而使液相迅速增多，這使粘土磚軟化而不能安全使用。第七十五頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三從圖中可以看出，粘土磚的礦物成分是石英和莫來石，當(dāng)生產(chǎn)粘土磚時(shí)，如增加原料中Al2O3含量，即配料點(diǎn)向右移動(dòng)時(shí)，可以提高粘土磚的質(zhì)量，因?yàn)锳l2O3的加入可以提高熔化溫度，同時(shí)使粘土磚中莫來石的數(shù)量增加，從而也可知高鋁磚的質(zhì)量比粘土磚好。第七十六頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三CaO－SiO2系統(tǒng)中，有些化合物是硅酸鹽水泥的重要成分，是高爐礦渣的主要構(gòu)成部分，在石灰質(zhì)耐火材料以及氧化鈣成分的相對(duì)含量較高的玻璃中往往也可以得到本系統(tǒng)中的某些化合物，CaO－SiO2系統(tǒng)的相圖如圖，這個(gè)系統(tǒng)中有四個(gè)化合物，其中C3S2和C3S是不一致熔融化合物，CS和C2S是一致熔融化合物。CaO－SiO2系統(tǒng)相圖第七十七頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第七十八頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三圖中SiO2，CS和C2S都有多晶轉(zhuǎn)變現(xiàn)象，故有一些橫線是晶型轉(zhuǎn)變的等溫線，在線上的溫度為多晶轉(zhuǎn)變溫度，另外還有一個(gè)二液相區(qū)，在圖中當(dāng)SiO2含量較高時(shí)，其液相區(qū)有液相分層的現(xiàn)象，各無變量點(diǎn)的性質(zhì)列于表中。對(duì)于較復(fù)雜的二元系統(tǒng)相圖，可以一致熔融的化合物為界線，將系統(tǒng)劃分為若干分系統(tǒng)，如CaO－SiO2相圖，以一致熔融化合物CS和C2S為界線，將系統(tǒng)分成SiO2－CS，CS－C2S和C2S－CaO三個(gè)分系統(tǒng)，然后分別進(jìn)行討論。第七十九頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第八十頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第一個(gè)分二元系統(tǒng)C2S－CaO，在這個(gè)部分中，存在C2S和C3S化合物，它們是硅酸鹽水泥中最重要的成分，C3S和C2S在2050℃形成低共熔物，熔點(diǎn)為2130℃，前面已經(jīng)談過，它有復(fù)雜的多晶轉(zhuǎn)變現(xiàn)象，在相圖中一般只表示穩(wěn)定態(tài)晶型的轉(zhuǎn)變情況，因?yàn)橄鄨D是在平衡狀態(tài)下作出的，故圖中沒有β－C2S，而只有表示了α－C2S，α′－C2S和γ－C2S的區(qū)域。第八十一頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三C3S是不一致熔融化合物，它僅存在于2150－1250℃之間，在2150℃時(shí)，C3S分解為CaO和液相，在1250℃時(shí)，C3S分解為α′－C2S和CaO，但這時(shí)的分解只在靠近1250℃溫度范圍內(nèi)才很快的進(jìn)行，C3S在較低的溫度時(shí)的分解幾乎可以忽略不計(jì)，所以它能在很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)以介穩(wěn)狀態(tài)寸于常溫下，從熱力學(xué)觀點(diǎn)來看，這個(gè)介穩(wěn)狀態(tài)的C3S具有較高的內(nèi)能，這就是C3S活性大，有高度反應(yīng)能力的原因之一。第八十二頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三硅酸鹽水泥中C3S是最重要的保證水泥有高強(qiáng)度水硬性的組成部分，因此把水泥熟料在冷卻機(jī)中急冷，以縮短C3S在1250℃附近的停留時(shí)間，盡量使C3S免于分解，以保證水泥的質(zhì)量。

C3S在1250℃以上無多晶轉(zhuǎn)變現(xiàn)象，但在1100℃到室溫的溫度范圍內(nèi)，C3S有六種多晶形式。第八十三頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三第八十四頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三CaO－SiO2相圖的第二個(gè)分二元系統(tǒng)C2S－CS中，有一個(gè)不一致熔融化合物C3S2，它在自然界中以硅石鈣形式存在并常出現(xiàn)在各種高爐礦渣中，C3S2在1464℃分解為α－C2S和液相，C3S2和α－C2S在1460℃形成低共熔物，低共熔點(diǎn)為E，CS具有α和β兩種晶型，轉(zhuǎn)變溫度為1125℃第八十五頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三CaO－SiO2相圖的第三個(gè)分二元系統(tǒng)CS－SiO2，SiO2中有復(fù)雜的多晶轉(zhuǎn)變現(xiàn)象和一個(gè)兩液相區(qū)，當(dāng)含CaO在0.6~28%的組成范圍內(nèi)，溫度在1750℃以上，液相的CaO和SiO2有分為兩層的現(xiàn)象，一層為CaO溶于SiO2中的富硅液相，另一層為SiO2溶于CaO中形成的富鈣液相，在AB線上液體A和B與α－方石英成平衡。兩液相，當(dāng)溫度升高時(shí)，其互相溶解度增加，成分更加靠近，從理論上推論，當(dāng)升高到某一溫度時(shí)，兩液相應(yīng)合并成一液相。第八十六頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三在CaO－SiO2相圖中還可以看到，SiO2中加入少量的CaO，在1436℃時(shí)液相量并不多，當(dāng)混合物中的CaO含量為1％時(shí)，液相量為1：37＝2.7％，由于液相線從C點(diǎn)往左上升得很陡，因此溫度升高很多是，液相量增加并不多，由此可以了解，為什么生產(chǎn)硅磚時(shí)使用CaO作礦化劑，并不會(huì)降低硅磚的高的耐火度。第八十七頁(yè)，共九十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三CaO－Al2O3系統(tǒng)相圖本系統(tǒng)有5個(gè)化合物。如圖，它們均為不一致熔融化合物，其分解溫度分別為1590℃，1602℃，1762℃和1830℃，至于C12A7在通常濕度的空氣中為一致熔融化合物，熔點(diǎn)在1392℃，若在完全干燥的氣氛中發(fā)現(xiàn)C3A與CA在1360形成低共熔物，組成為Al2O350.65％，CaO49.35％，故此時(shí)一致熔融化合物C12A