二元系统相图与三元系统相图

二元系统相图与三元系统相图的基本知识点的思维导图。二元系统相图是表示系统中两个组元在热力学平衡状态下组份和温度、压力之间的关系的简明图解。

相图

• 二元系统相图
  • 杠杆规则
    • 假设由A和B组成的原始混合物（或熔体）的组成为M，在某一温度下，此混合物分成两个新相，两相的组成分别为M1和M2。若组成为M的原始混合物含B为b％，总质量为G；新相M1含B为b1％，质量为G1；新相M2含B为b2％，质量为G2。因为分解前后总质量不变，所以G＝G1+G2，G1/G2=MM2/MM1，G1/G=MM2/M1M2，G2/G=MM1/M1M2
  • 二元系统相图的基本类型
    • 具有一个低共熔点的二元系统相图
      • 低共熔点处相数P=3，自由度F=0，该点系统的温度和液相组成不能改变，称二元无变量点。在此点，系统被加热或冷却时，只是引起液相对固相的比例量的增加或减少，温度和组成无变化。
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    • 具有一个一致熔融化合物的二元系统相图
      • 一致熔融化合物是一种稳定的化合物，与正常的纯物质一样具有固定的熔点，加热到熔点时，熔化为液态，所产生的液相与化合物的晶相组成相同。 M点就是A与B生成的一致熔融化合物AmBn的熔点
    • 具有一个不一致熔融化合物的二元系统相图
      • 不一致熔融化合物是一种不稳定的化合物，加热到某一温度便发生分解，分解产物是一种液相和一种晶相，二者组成与原来化合物组成完全不同。
    • 固相中有化合物生成与分解的二元系统相图
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    • 具有多晶转变的二元系统相图
      • 多晶转变温度高于低共熔温度，多晶转变在液相存在时发生 P点为多晶转变点，也是二元无变量点。
      • 多晶转变温度低于低共熔温度，多晶转变在固相中发生 在Tp等温线上，O=3，F=0，为无变量过程
    • 形成连续固溶体的二元系统相图
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        • 溶质和溶剂能以任意比例相互溶解的固溶体称连续固溶体 没有一般二元相图上常有的二元无变量点
    • 形成不连续固溶体的二元系统相图
      • 具有低共熔点的有限固溶体的二元系统相图
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      • 具有转熔点的有限固溶体的二元系统相图
        • P点为转熔点
      • 具有液相分层的二元系统相图
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• 三元系统相图
  • 浓度三角形
    • 等含量规则
      • 在浓度三角形中平行于一条边的直线上，所有各点的组成中含对面顶点组元的量相等
    • 等比例规则
      • 从浓度三角形某顶点向其对边作射线（或与其对边上任意一点的连线），线上所有各点的组成中含其他两个组份的量的比例不变 
    • 背向线规则
      • 在浓度三角形中，一个三元系统的组成点愈靠近某个顶点，该顶点所代表的组元的含量就愈高，反之，组成点愈远离某个顶点，系统中该顶点组元的含量就越少
    • 杠杆规则
      • m/n=PN/MP
    • 重心规则
      • M+N+Q=P
      • P+Q=M+N
      • P+Q+N=M
  • 连线规则（最高温度规则）
    • 在三元系统中，两个初晶区之间的界线或其延长线，如果和这两个晶相的组成点的连线或其延长线相交，则交点是界线上的温度最高点，界线上的温度是随着离开上述交点而下降的
  • 三角形规则
    • 原始熔体组成点所在三角形的三个顶点表示的物质即为其结晶产物，与这三个物质相对应的初晶区所包围的无变量点是其结晶结束点 
  • 划副规则
    • 一是根据三元无变量点划分，因为除多晶转变点和过渡点外，每个三元无变量点都有自己对应的副三角形，把三元无变量点周围三个初晶区所对应的晶相的组成点连接起来，形成的三角形 就是与该三元无变量点对应的副三角形。另一种方法是把相邻两个初晶区所对应的晶相组成点连起来，不相邻的不要脸，这样也可以划分出副三角形来
  • 切线规则
    • 通过界线上各点作切线，于两相应晶相组成点的连线相交，如果交点都在连线之内，则为共熔界线， 如果交点都在连线之外（即与连线的延长线相交），则为转熔界线，且是远离交点的那个晶向被转熔（回吸）；如果交点恰好和一晶相组成点重合，则该点为界线性质转变点 在该点的液相只析出该晶相组成点所代表的晶相
  • 重心规则
    • 若无变量点处于相对应的副三角形内的重心位置，该无变量点为低共熔点 若无变量点处于相应的副三角形之外，则是转熔点，而且在交叉位置的是单转熔点，在共轭位置的是双转熔点 
  • 温降规则
    • 判断无变量点性质的另一个方法是根据不变量点周围三条街下的温度下降方向进行判断。每一个三元无变量点都是三条界线的交汇点，若无变量点，周围三条街线上的温酱箭头都指向他 该无变量点是低共熔点，若无变量点周围三条界线的温降箭头有两个去向他一个箭头离开，他这个无边亮点是单转熔点，若无变量点周围三条界线的温酱箭头有一个指向他另外两个箭头离开他这个无变亮点是双转熔点