文档介绍：第六章相平衡和相图 6-1 名词解释相组元数独立组元数自由度相图相平衡凝聚系统介稳平衡无变量点可逆多晶转变不可逆多晶转变一级变体间转变二级变体间转变一致熔融化合物不一致熔融化合物共熔界线转熔界线连线规则切线规则低共熔点(三升点)单转熔点(双升点)双转熔点(双降点)液相独立析晶 6-2 什么是吉布斯相律?它有什么实际意义? 6-3 固体硫有两种晶型,即单斜硫、斜方硫,因此,硫系统可能有四个相,如果某人实验得到这四个相平衡共存,试判断这个实验有无问题? 图 6-1图 6-2 6-4 如图 6-1 是钙长石( CaAl 2 Si 2O)的单元系统相图,请根据相图回答:( 1)六方、正交和三斜钙长石的熔点各是多少?( 2)三斜和六方晶型的转变是可逆的还是不可逆的?你是如何判断出来的?( 3)正交晶型是热力学稳定态?还是介稳态? 6-5 图 6-2 是具有多晶转变的某物质的相图,其中 DEF 线是熔体的蒸发曲线。 KE 是晶型 I的升华曲线; GF 是晶型 II的升华曲线; JG 是晶型 III的升华曲线,回答下列问题:( 1)在图中标明各相的相区,并写出图中各无变量点的相平衡关系;( 2)系统中哪种晶型为稳定相?哪种晶型为介稳相?( 3)各晶型之间的转变是可逆转变还是不可逆转变? 6-6 在 SiO 2系统相图中,找出两个可逆多晶转变和两个不可逆多晶转变的例子。 6 -7C 2S有哪几种晶型?在加热和冷却过程中它们如何转变? β-C 2S为什么能自发地转变成γ-C 2S?在生产中如何防止β-C 2S转变为γ-C 2S? 6-8 今通过实验测得如图 6-3 所示的各相图,试判断这些相图的正确性。如果有错,请指出错在何处? 并说明理由。图 6-3 6-9 根据图 6-4 所示的二元系统相图回答:( 1)注明各相区;( 2)写出无变量点的性质及其相平衡关系;(3)写出 M 1和M 2熔体的平衡冷却析晶过程;(4)计算从熔体刚冷至 T P温度及离开 T P温度时系统中存在各相的百分含量。 6-10 图 6-5 为具有一个不一致熔融化合物的二元系统,在低共熔点 E发生如下析晶的过程: LA+ A mB n。E点B含量为 20 %,化合物 A mB n含B量为 64 %,今有 C 1和C 2两种配料,其配料点分置于 E点两侧。已知 C 1中B含量是 C 2中B含量的倍,且在达低共熔点温度前的冷却析晶过程中,从该二配料中析出的初晶相含量相等。试计算 C 1和C 2的组成。图 6-4图 6-5 6-11 图 6-6 是一个未完成的具有一个不一致熔化合物并形成固溶体的二元系统相图。请根据已给出的诸点完成此相图的草图。 6-1 2已知A和B两组成构成具有低共熔点的有限固溶体的二元系统。试根据下列实验数据绘制粗略相图。已知 A的熔点为 1000 ℃,B熔点为 700 ℃。含 B为 25mol %的试样在 500 ℃完全凝固,其中含 %初晶相 S AB和 %( S AB+S BA)共生体。含 B为 50mol %的试样在同一温度下凝固完毕, 其中含 40mol %初晶相 S AB和 60mol %( S AB+S BA)共生体,而 S AB相总量占晶相总量的 50 %。实验数据均在达到平衡状态时测定。 6-13 根据 Al 2O 3- SiO 2系统相图说明:(1)铝硅质耐火材料:硅砖(含 SiO 2> 98 %)、粘土砖(含 Al 2O 3 35 %~ 50 %)、高铝砖(含 Al 2O 3 60 %~ 90 %)、刚玉砖(含 Al 2O 3> 90 %)内,各有哪些主要的晶相? (2) 为了保持较高的耐火度,在生产硅砖时应注意什么?( 3)若耐火材料出现 40 %的液相便软化不能使用, 试计算含 40mol % Al 2O 3的粘土砖的最高使用温度。 6-14 根据 CaO - SiO 2系统相图回答下列问题:( 1)若以含 CaO80 %的熔体 1000g 冷却到 2150 ℃以后(温度即将离开 2150 ℃时),会获得何种产物?这些产物的量各为多少?( 2)若以 CaO 、 SiO 2二组元配料,加热至熔融后再冷却,要求产物中只有 C 2S和C 3S,则配料范围应选在哪里?若平衡冷却能达到目的吗?为什么?应采取什么措施? 6-15 在 CaO - SiO 2和 Al 2O 3- SiO 2系统中, SiO 2的液相线都很陡,解释为什么在硅砖生产中可掺入少量 CaO 做矿化剂不会降低硅砖的耐火度,而在硅砖中却要严格防止混入 Al 2O 3,否则便会使硅砖耐火度大大下降。 6-16 加热粘土矿物高岭石( Al 2O 3· 2SiO 2· 2H 2O)至 600 ℃时,高岭石分解为水蒸气和 Al 2O 3· 2Si